Une solution de façade intelligente pour l’efficacité énergétique des bâtiments
Les systèmes de murs-rideaux sont des structures de façade légères à ossature en aluminium ou en bois qui enveloppent un bâtiment. Généralement utilisés dans les bâtiments commerciaux, ils maintiennent en place de grands panneaux de verre, de métal ou de matériaux composites, qui peuvent être remplacés, le cas échéant. «L’ajout d’une isolation supérieure dans les systèmes de murs-rideaux existants est parfois nécessaire pour répondre à des normes de construction plus strictes», explique Jorge Corker, coordinateur du projet POWERSKIN PLUS, de l’Institut Pedro Nunes (IPN) au Portugal. «Cependant, les ingénieurs et les architectes ont souvent du mal à installer des solutions d’isolation traditionnelles, en raison de l’espace limité et de la nécessité de s’assurer que le poids supplémentaire découlant de la modernisation ne compromet pas l’intégrité ou la stabilité du bâtiment.»
Stocker et utiliser l’énergie renouvelable sur place
Le projet POWERSKIN PLUS entendait relever ces défis en développant une solution de façade innovante. Le système intègre des composants à haut rendement énergétique, des capteurs d’énergie solaire et des composants de stockage d’énergie. «Les pays européens doivent décarboner leurs parcs immobiliers nationaux d’ici 2050 et promouvoir la conversion rentable des bâtiments existants en bâtiments dont la consommation d’énergie est quasi nulle (NZEB pour «nearly zero-energy building»)», déclare Jorge Corker. «La réalisation de ces objectifs nécessite le développement d’approches innovantes et de solutions intelligentes.» Au cours du projet, des systèmes de panneaux préfabriqués ont été mis au point pour améliorer l’isolation des murs extérieurs (donnée par la valeur U, une mesure de la quantité de chaleur qui passe à travers un mètre carré de matériau). En raison de leur faible poids (les éléments opaques peuvent peser jusqu’à 5 kg/m2, et les éléments transparents à triple vitrage environ 30 kg/m2), ils ne nécessitent pas de modification supplémentaire de la structure du bâtiment lors de la rénovation, ce qui facilite leur remplacement. Un certain nombre de matériaux de pointe à haut rendement énergétique ont été utilisés, notamment des éléments de super-isolation (vitrages isolants avec des valeurs U 35 % supérieures à celles du double vitrage standard, et modules opaques légers capables d’atteindre des valeurs U aussi basses que 0,098 W/m2 K), des revêtements multifonctionnels à base de nanotechnologies qui ajoutent des propriétés antireflets, autonettoyantes, antifongiques et résistantes au feu, ainsi que des composants avancés de captage de l’énergie solaire. Pour exploiter l’énergie solaire captée, un système de stockage et de gestion pour les bâtiments a également été mis au point, en recourant à des batteries Li-ion de seconde vie recyclées à partir de véhicules électriques.
Rénovation réussie sur des sites de démonstration
L’équipe du projet a pu faire la démonstration de son système de façade innovant sur des sites en République tchèque, en Allemagne et au Portugal. Sur le campus de l’IPN, des panneaux ont été posés sur un immeuble de bureaux datant du début des années 1990. Un système de stockage par batterie a été installé, et les performances énergétiques ont été contrôlées. «Nous avons pu montrer que nos modules préfabriqués peuvent être facilement installés dans des bâtiments à murs-rideaux neufs ou rénovés», ajoute Jorge Corker. «Nous pensons que ces panneaux pourront répondre à différents besoins en termes de performances, d’exigences réglementaires et environnementales et d’options budgétaires.» Jorge Corker estime que l’un des principaux avantages réside dans la nature modulaire du système. Les études pilotes ont permis de faire la démonstration d’une installation rapide et d’une réduction des déchets inutiles, ce qui pourrait constituer un problème de coût critique pour les exploitants de bâtiments.
Contribution à l’atténuation du changement climatique
Après l’achèvement du projet en mars 2024, Jorge Corker et son équipe ont l’intention de continuer à améliorer le système, dans le but de commercialiser leur innovation. «Nous pensons pouvoir commercialiser ce système d’ici trois ans», déclare-t-il. Certains composants sont à un stade plus avancé que d’autres. Par exemple, le système de stockage de l’électricité dans les bâtiments est sur le point d’être commercialisé et sera proposé aux entreprises en tant que produit autonome par le biais d’accords de licence. Pour l’avenir, Jorge Corker estime que le déploiement de technologies innovantes de rénovation en profondeur, telles que celles développées par POWERSKIN PLUS, sera extrêmement bénéfique pour l’Europe. L’utilisation opérationnelle de l’énergie dans les bâtiments représente environ 30 % de la consommation mondiale d’énergie, de sorte que toute amélioration significative de l’efficacité énergétique des bâtiments aurait un impact majeur sur la réalisation des objectifs de l’UE en matière de climat. «En fin de compte, la contribution essentielle de ce projet sera mesurée à l’aune de sa contribution positive à l’atténuation future du changement climatique, à la réduction des émissions de carbone, au renforcement de la sécurité énergétique et à l’amélioration de la qualité de vie des citoyens», conclut Jorge Corker.
Mots‑clés
POWERSKIN PLUS, façade, efficacité énergétique, rénovation, renouvelable, changement climatique