Solar Decathlon – Bâtir au solaire

Septembre 2014 » Technologie » Par Malak Dakhli, étudiant de maîtrise

Créée en 2002, la compétition universitaire internationale, Solar Decathlon, a commencé aux États-Unis puis s’est étendue vers l’Europe depuis 2010. Elle encourage les étudiants et étudiantes provenant d’universités et de grandes écoles de partout dans le monde à relever le défi de concevoir et de réaliser une maison « zero-energy », fonctionnelle et utilisant seulement l’énergie solaire comme source d’énergie.

En entendant parler de cette compétition, j’ai désiré y faire partie. J’ai ainsi rejoint l’équipe de Montréal qui compte participer à l’édition 2016 de Solar Decathlon Europe.

Assister à une édition préalable de la nôtre est un atout. Pour cela, six membres de l’équipe ont voyagé à Versailles en France, où la compétition de cette année 2014 a eu lieu, afin d’explorer cet événement de près. J’ai été parmi eux et je tiens par l’occasion à remercier le FDDAÉÉTS qui a financé une partie de ce voyage. C’était une expérience exceptionnelle. 20 équipes, 800 compétiteurs, des stratégies diverses, des conditions stimulantes… presque quatre semaines d’épreuves évaluant dix critères selon lesquels chaque projet a été passé au crible par des experts internationaux : architecture, ingénierie et construction, efficacité énergétique, bilan énergétique, confort, équipement et fonctionnement, communication et sensibilisation sociale, projet urbain mobilité et coût, innovation, et durabilité.

Nous avons visité toutes les vingt maisons prototypes et avons examiné les différentes technologies solaires qui y sont intégrées. Les étudiants et étudiantes participant au Solar Decathlon nous ont parlé avec enthousiasme de leurs expériences tout au long de la construction de leur prototype et des problèmes qu’ils ont rencontrés lors des épreuves imposées par les membres de jury. Bien que quelques équipes n’aient pas réussi à finir la construction de leurs prototypes dans les délais, la majorité des équipes a connu du succès et ce, certainement dû à la détermination, à la persévérance et surtout à la compétence de ces étudiants et étudiantes.

Concernant les technologies utilisées et les règles imposées, la liste est longue. On exige, par exemple, que la puissance maximale installée des panneaux photovoltaïques soit limitée à 5 kW. La technologie qui a été utilisée le plus par les participants et participantes est les modules à silicium monocristallin. La superficie de ces panneaux installés a varié entre 20 et 50 m² à cause de leurs différentes efficacités. La production électrique estimée des panneaux photovoltaïques utilisés est comprise entre 3 700 et 5 400 kWh/an. Cependant, la consommation électrique estimée des maisons est comprise entre 1 700 et 3 900 kWh/an. Puisqu’on consomme moins que ce qu’on produit, certaines équipes ont opté pour le stockage de l’énergie électrique excédante soit dans des batteries acide-plomb, lithium-ion ou lithium-fer-phosphate ayant des capacités totales allant de 3,8 jusqu’à 5,7 kWh, soit dans des vélos électriques ayant des capacités allant de 300 à 400 Wh par unité. En ce qui concerne l’eau chaude domestique et le chauffage d’espace, des pompes à chaleur air/eau ont été utilisées pour ces fins. Des collecteurs solaires thermiques à plan vitré ou bien à tubes sous vide ayant une superficie qui varie entre 2 et 10 m² ont été utilisés comme appoint. Outre ces deux types de collecteurs thermiques, saviez-vous qu’il existe aussi des « collecteurs thermodynamiques »? Cette technologie a été utilisée dans le prototype de l’équipe gagnante « Rhome for density ».

Afin que la maison soit passive et à énergie positive, plus d’attention a été accordée à l’enveloppe du bâtiment. Pour cela, on trouve plusieurs types d’isolants comme la laine de verre, la laine de roche, la laine minérale, les fibres de bois, le polystyrène, le polyisocyanurate, etc. Des matériaux à changement de phase (PCM) ont aussi été intégrés dans les murs et dans les plafonds. Ces matériaux absorbent l’excédent de chaleur et le libèrent lorsque la température ambiante à l’intérieur du prototype est au-dessous de la température de changement de phase du matériau. Le vitrage est aussi important. Afin d’avoir suffisamment de lumière naturelle et des pertes thermiques minimales, le vitrage externe a été dans la plupart des prototypes triple pour les façades nord et double pour les façades sud.

Toute la semaine que nous avons passée à Versailles a été nuageuse et pluvieuse. Malgré cela, la production électrique dans les maisons prototypes est demeurée positive. De ce fait, cet événement a été pour nous une excellente opportunité pour comprendre à quel point le soleil est une source fiable d’énergie.

Solar Decathlon est un travail continu en équipe pendant plus de deux ans. Toutes les équipes, quels que soient leurs classements finaux dans la compétition, sont gagnantes. En effet, l’expérience en soi est le plus grand prix. Cette expérience nous a permis de mettre à profit nos nouvelles connaissances dans la préparation de l’équipe 2016 et dans le développement des meilleures stratégies pour concevoir et construire la maison solaire 2016 la plus agréable et la plus efficace énergétiquement. Pour cette raison, les universitaires du premier cycle et diplômés sont vivement encouragés à s’impliquer dans un tel projet sachant surtout que le FDDAÉÉTS est toujours là pour supporter financièrement de telles implications.

Pour plus d’informations, vous pouvez consulter le site web de la compétition : http://www.solardecathlon2014.fr/documentation

Les sites web des tops 5 compétiteurs :

Et encore les sites web des autres compétiteurs. Vous pouvez les trouver en cherchant les équipes participantes.