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Au Danemark, une école recouverte de panneaux solaires

© EPFL : Copyright 2017

Le nouveau bâtiment de l'Ecole internationale de Copenhague arbore une peau atypique. Il est entièrement tapissé de douze mille panneaux solaires colorés, couleur vert d'eau. Pourtant pas un seul pigment n'a été déposé sur les plaques de verre. C'est le phénomène des interférences lumineuses qui a été utilisé pour aboutir à ce résultat étonnant.

 
 
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Manifestation que l'on observe sur une bulle de savon, certaines ailes de papillon ou sur un film d'huile à la surface de l'eau, l'interférence produit « cet effet irisé, cet arc-en-ciel coloré qui se forme sur une couche très mince ; nous travaillons sur le même mécanisme, que nous maîtrisons pour le verre », précise Jean-Louis Scartezzini, directeur du Laboratoire d'énergie solaire et physique du bâtiment (LESO-PB).

Grâce à ce principe de coloration, les panneaux photovoltaïques et thermiques sont transformés en éléments d'architecture à part entière, puisque tous leurs éléments techniques disgracieux sont dissimulés. Il a fallu des années de développement dans les laboratoires de l'EPFL (Ecole polytechnique fédérale de Lausanne) pour mettre au point ces panneaux solaires colorés. Du premier échantillon à la première façade photovoltaïque colorée, il a fallu près de 12 ans.

 

Douze ans de recherche

 

De multiples simulations numériques et un développement des procédés de fabrication ont été nécessaires. Les chercheurs ont développé des filtres, qu'ils déposent en fines couches nanométriques sur le vitrage. Grâce à ceux-ci, ils peuvent choisir les longueurs d'onde réfléchies de la lumière, donc la couleur visible, tout en transmettant le reste du rayonnement solaire vers l'intérieur du panneau pour qu'il soit converti en énergie.

Les chercheurs ont rencontré plusieurs difficultés dans la mise au point de ces panneaux. « Faire des échantillons de teintes homogènes était difficile, se souvient Andreas Schüler, qui mène ce projet depuis le premier jour, car une déviation de 5 nanomètres suffit pour modifier la couleur, cela demande de maîtriser l'échelle nanométrique sur l'échelle du mètre carré ».

Autre difficulté, la taille des machines ; elles doivent mesurer pas moins de 100 mètres de long pour permettre l'application des fines couches qui formeront les filtres. « Nous avons cherché des partenaires en Europe, mais les entreprises étaient frileuses. Emirates Glass avait l'usine, les machines et l'envie de s'investir dans le projet », raconte Nicolas Jolissaint, ingénieur chez SwissINSO, spin-off de l'EPFL. Les deux entreprises ont créé une joint-venture, Emirates Insolaire, qui a fourni les verres colorés.

Les panneaux fourniront annuellement 300 mégawatts-heure d'électricité, soit plus de la moitié des besoins énergétiques du bâtiment. Avec ses 6.048 m2 de cellules solaires, le projet se retrouve parmi les plus grandes centrales solaires intégrées au bâtiment du Danemark.

CIS Nordhavn est un nouveau bâtiment de l'Ecole internationale de Copenhague, situé sur un site majeur du nouveau quartier Nordhavn. L'école a été conçue par le cabinet danois C.F. Møller dans l'idée de relier celle-ci à la sphère publique. Le bâtiment principal est subdivisé en quatre plus petites tours, toutes spécialement conçues pour répondre aux besoins de l'enfants à ses différents stades.

 

L.P

L'une des quatre tours du nouveau bâtiment de l'école
Nicolas Jolissaint et Andréas Schuêler
Nicolas Jolissaint, ingénieur chez SwissINSO, Andreas Schuêler, responsable du projet et Jean Louis Scartezzini, directeur du Laboratoire d’énergie solaire et physique du bâtiment (LESO-PB)
Les verres colorés dans différentes teintes
Le nouveau bâtiment est implantédans le quartier Nordhavn
Le nouveau batiment de l’Ecole internationale de Copenhague
Le laboratoire de l'EPFL ou sont conçus les panneaux solaires colorés grâce au phénomène d’interférence lumineuse
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