Les fenêtres : alliées innovantes de la performance énergétique

A l’heure où le smart devient un sujet central, il reste encore beaucoup d’efforts à fournir pour arriver à réduire la consommation énergétique des bâtiments. Pour cela, une piste reste à étudier : la forte consommation d’énergie due aux surfaces vitrées. En effet, peu isolantes, les vitres sont la cause de 5 à 15% de la déperdition thermique des bâtiments.

Dans ce contexte, comment transformer ces surfaces énergivores en levier de performance énergétique ?

Deux designers coréens ont proposé une solution innovante d’utilisation des fenêtres pour recharger différents devices grâce à une prise ventouse photovoltaïque, pour l’instant à l’état de prototype. D’autres entreprises ont pour leur part présentées des produits finalisés : c’est le cas de Sharp, il y a un an, en proposant un panneau photovoltaïque semi transparent et de Robin Sun, une PME française, qui fabrique depuis plusieurs années une vitre semi-teintée basée sur une technologie solaire thermique. Cependant, malgré une performance proche des panneaux photovoltaïques classiques, l’usage généralisé de ces produits en tant que vitrage reste limité : en obscurcissant la vue des occupants du bâtiment, ils réduisent leur confort et ne sont généralement utilisés que sur une partie réduite de la surface totale de vitres du bâtiment.

La transparence : une solution alliant confort et performance énergétique ?

Des laboratoires de recherches et des entreprises ont donc cherché à développer des solutions de vitrage intelligent transparent. Plusieurs technologies ce sont développées, principalement autour de deux visions (et deux usages) du vitrage intelligent :

• Un vitrage qui produit localement de l’énergie grâce à une technologie photovoltaïque ;
• Un vitrage dynamique qui réduit les besoins en énergie en filtrant la chaleur et la lumière qui le traverse.

Le vitrage électrochrome ou vitrage dynamique

Développé par Sage Electrochromics, filiale américaine de Saint-Gobain, le vitrage SageGlass se teinte électroniquement et permet de régler automatiquement ou manuellement le niveau de lumière et de chaleur diminuant ainsi selon les saisons les besoins en chauffage et ou en climatisation. Et ce système de filtrage permet à la vitre de rester transparente (de 2% à 100% selon le besoin) afin de garantir le confort des occupants : la vue sur l’extérieur est conservée et l’éblouissement peut être réduit tout en conservant une lumière naturelle.

Le photovoltaïque transparent

L’université de Los Angeles, l’UCLA, a annoncé avoir mis au point un panneau photovoltaïque transparent avec un rendement de l’ordre de 7 à 8% (comparé à 15 à 20% de rendement pour un panneau photovoltaïque classique) et une transparence suffisante pour pouvoir être utilisé sur une vitre.

Mais si l’université a présenté une technologie qui devrait être commercialisable d’ici quelques années, une start-up française a quant à elle déjà lancé un produit. Il s’agit de WYSIPS (What You See Is Photovoltaic Surface), filiale de SunPartner Group, qui a développé un film photovoltaïque transparent dont la particularité est d’être flexible et adaptable sur quasiment toutes les surfaces. Pour une transparence de 90%, l’entreprise promet un rendement de 2 à 3%. Et un cout de production très faible à moins de 200 € le mètre carré.

Avec de telles caractéristiques, WYSIPS a d’ailleurs déjà lancé plusieurs projets de partenariat dans des secteurs variés. Ainsi, le film photovoltaïque transparent devrait bientôt être utilisé dans un grand nombre de Smartphones pour prolonger l’autonomie ou dans des panneaux publicitaires pour les rendre énergétiquement indépendant . Mais surtout, utilisé dans les hublots d’avion et dans les vitrages de bâtiments, cette technologie peut rendre autonome électriquement les systèmes d’obstruction ou fournir de l’énergie aux appareils électroniques qui s’y connectent. Une transformation radicale pour les surfaces vitrées qui vont pouvoir générer localement de l’électricité et donc réduire leur consommation d’énergie.

Un potentiel d’économies à considérer

Ces nouveaux types de vitrage devraient permettre de réduire les consommations d’énergie, bien que certains puissent opposer la faible économie unitaires de ce type de procédés.

Néanmoins, avec le ratio performance / prix de ces technologies amené à augmenter d’années en années, ces vitrages intelligents sont voués à se généraliser. Et si les économies resteront faibles pour une vitre, à l’échelle d’un bâtiment, d’un quartier ou même d’une ville le potentiel d’économies réalisable reste considérable.