Cette option de chauffage récemment introduite fonctionne de la même manière que les pompes à chaleur, mais avec une particularité. Elle utilise l’énergie collectée par des composants solaires thermiques composés de béton à ultra-hautes performances (BUHP) installés sur les façades du bâtiment.
De plus en plus de ménages optent pour les technologies de chauffage à énergie renouvelable, notamment les pompes à chaleur qui connaissent un véritable engouement. Selon le dernier rapport du syndicat Uniclima, les ventes de ces solutions en France ont augmenté de 30 % entre 2021 et 2022. Cette tendance devrait se poursuivre, mais certains ménages ne peuvent pas installer ces dispositifs, faute d’espace suffisant pour accueillir l’unité extérieure air-eau. Pour remédier à ce problème, le Fraunhofer-Institut für Solare Energysysteme (ISE) a mis au point des éléments architecturaux permettant de capter l’énergie solaire thermique qui pourrait alimenter la pompe à chaleur, rendant ainsi cette option de chauffage écologique plus accessible. Voici comment cela fonctionne.
Fonctionnement de cette façade
Les composants solaires thermiques fabriqués en BFUP et conçus par leurs créateurs fonctionnent comme un revêtement de façade, avec ou sans vitrage. Ils sont constitués de canaux internes qui facilitent la circulation d’un fluide solaire, lequel absorbe la chaleur du soleil et de l’air ambiant. L’énergie thermique produite est ensuite transférée au circuit de la pompe à chaleur par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur. Les structures des canaux ont été développées à l’aide de la technique fractale bionique FracTherm® créée par l’Institut Fraunhofer ISE, qui permet de créer des formes aux possibilités quasi illimitées et de répartir les canaux de manière homogène. L’objectif est d’assurer une répartition uniforme du fluide caloporteur sur les façades tout en réduisant au minimum la consommation d’énergie du système. Il convient de noter que les éléments en UHPC ont été produits à l’aide d’une méthode de thermoformage sous vide.
Quels éléments utilisés par Tabsolar III ?
Le type de verre utilisé dans le système Tabsolar Heat & Cool est conçu pour capturer l’énergie thermique qui peut être utilisée pour alimenter une pompe à chaleur ou un système de chauffage pour les piscines ou l’eau potable. Le verre peut être façonné et peint pour s’harmoniser avec d’autres produits de façade sur le marché du BUHP. D’autre part, la variante vitrée est recouverte de matériaux choisis pour leurs propriétés spectrales et peut être incorporée dans un système de production d’eau chaude sanitaire avec un chauffage d’appoint. Ce type de verre est capable d’atteindre des températures élevées. Ces deux variantes sont spécifiquement créées pour les façades ventilées, mais l’équipe de recherche envisage également de les adapter à une utilisation dans des panneaux sandwichs pour la maison ou comme systèmes d’isolation. Lorsqu’elle est installée à l’intérieur d’un bâtiment, la solution Tabsolar Heat & Cool fonctionne comme des systèmes d’éléments de construction thermoactifs (TABS) et peut être utilisée à des fins de chauffage et de refroidissement.
Avancée du projet
Le Fraunhofer ISE situé à Fribourg, en Allemagne, collabore avec plusieurs entreprises pour mener à bien un projet impliquant le développement d’éléments de façade solaires thermiques, qui pourraient constituer une alternative plus attrayante visuellement et moins bruyante aux pompes à chaleur air-eau actuelles. L’institut a utilisé des logiciels avancés, notamment une application de réalité augmentée, pour planifier et concevoir les façades solaires thermiques sur place. L’équipe a également utilisé un configurateur web pour le processus de conception, tout en tenant compte de la modélisation des données du bâtiment (BIM). La prochaine étape consiste à tester et à contrôler la façade de démonstration, et l’institut participe actuellement au salon BAU qui se tient à Munich du 17 au 22 avril.
