Selon une étude récente notamment menée en Inde, la généralisation de l’installation de panneaux photovoltaïques sur les toits aurait des effets négatifs sur les microclimats urbains. Il s’agit d’un impact inattendu des panneaux solaires, alors que ce type d’installation est une des composantes de la transition énergétique actuelle.
Un albédo plus faible des panneaux solaires
Installer des panneaux photovoltaïques garantit une réduction de la dépendance énergétique. Il serait ainsi possible d’économiser sur le long terme jusqu’à 60 % sur les factures d’énergie. De plus, ces panneaux représentent aujourd’hui un des éléments clés de la transition énergétique, bien que certaines critiques concernent les processus de fabrication, la durée de vie et le recyclage.
Une étude parue dans la revue Nature Cities le 7 octobre 2024 et pilotée par l’Université de Calcutta (Inde) souligne quant à elle l’existence d’un phénomène inattendu concernant la généralisation de l’installation de panneaux sur les toits. Les chercheurs évoquent en effet des conséquences sur les températures observées en zone urbaine. Les auteurs de l’étude affirment que les températures des microclimats en ville sont plus fortes en raison d’un albédo plus faible des panneaux solaires. Rappelons au passage que le phénomène d’albédo n’est autre que le pouvoir réfléchissant d’une surface, plus précisément la part des rayonnements solaires que cette même surface renvoie vers l’atmosphère.
Dans le cadre de l’étude, les scientifiques ont appliqué une approche nommée WRF/BEP + BEM. Cette dernière combine le dernier modèle de recherche et de prévision météorologiques (WRF) intégrant le modèle énergétique du bâtiment (BEM) ainsi que la paramétrisation de l’effet du bâtiment (BEP). Alors que les études antérieures négligeaient le transfert de chaleur par convection entre la surface du toit et l’arrière des panneaux solaires, les travaux des chercheurs indiens comblent cette lacune.

Une augmentation de la température jusqu’à +3,2 °C
Selon les résultats obtenus à Calcutta, la température à proximité des panneaux solaires de toiture augmente de 1,5 °C en journée et jusqu’à +3,2 °C pendant les heures les plus chaudes. Pour les auteurs, ce phénomène s’explique par le fait que seulement 20 % de l’énergie solaire collectée sont convertis en électricité, le reste contribuant seulement au réchauffement des panneaux. Précisons également que les chercheurs ont ici intégré un albédo de toit de 0,15 – la valeur 0 signifiant une absorption totale des rayons du soleil.
Par ailleurs, les chercheurs ont également mené des expérimentations dans d’autres villes du globe comme Athènes (Grèce), Austin (États-Unis), Bruxelles (Belgique) et Sydney (Australie). L’objectif était d’évaluer l’impact régional du déploiement à grande échelle des panneaux photovoltaïques sur les toits sans se limiter à une seule zone climatique. Aussi, d’autres scénarios ont été élaborés au moyen de simulation avec des albédos de toit à 0,25, 0,50, 0,75 et 1,0.
Faut-il remettre en question cette généralisation des panneaux solaires de toiture ? Peut-être. Cette généralisation semble négative puisqu’elle favorise potentiellement le phénomène d’îlot de chaleur urbain (ICU), c’est-à-dire les élévations localisées des températures. Or, ces ICU sont déjà favorisés par les fuites de chaleur provenant des bâtiments ou encore la bétonisation, déjà associée au manque de végétation.