Intégration de l’énergie solaire : le cas de La Place Manitoba Hydro

En moins d'une heure, la terre reçoit, sur sa surface exposée au soleil, autant d'énergie que n'en consomme l'économie mondiale en toute une année. Le Québec n'est pas en reste, bénéficiant d'un ensoleillement supérieur à celui de plusieurs régions européennes. C’est l'équivalent de l'énergie d'un baril de pétrole qui est reçue annuellement sur chaque mètre carré de surface exposée au soleil. Les bâtiments, qui accaparent le tiers du budget énergétique québécois, sont les mieux placés pour exploiter cette imposante source d’énergie renouvelable. Mais comment bien utiliser cette énergie et éviter de climatiser une serre?

Un exemple d'intégration de l'énergie solaire : La Place Manitoba Hydro

Le siège social de Manitoba Hydro, situé à Winnipeg, est un bon exemple de l’utilisation passive de l’énergie du soleil. Avec un écart de température considérable d’une saison à une autre, il serait facile de croire que le potentiel n’est pas exploitable, mais au contraire. Bien qu’il fasse jusqu’à 35 degrés en été et aussi peu que -35 en hiver, cette tour de 22 étages est 60% plus efficace que la référence du Code modèle national de l’énergie pour les bâtiments. Tout est une question de conception.

Maximiser les gains solaires

La place Manitoba Hydro, très vitrée, présente une forme triangulaire et la plus grande partie de sa surface vers le sud, ce qui permet de maximiser les gains solaires. Il faut toutefois savoir que le choix du vitrage a un impact important sur l'efficacité énergétique et sur le confort. Le vitrage simple est à proscrire sous nos latitudes puisqu'il ne présente qu'un potentiel isolant d'environ R-1,5. Un double vitrage haute performance dont la valeur isolante avoisine R-4 est un minimum requis. Idéalement, et plus spécifiquement pour les ouvertures orientées vers le nord, on peut opter pour un vitrage triple dont la résistance thermique peut atteindre R-8.

L’intérêt de verdir

Il existe, sur la Place Manitoba Hydro, trois jardins de six étages de hauteur, qui servent à contrôler l’humidité, en préconditionnant l’air avec l’énergie solaire et des chutes d’eau. De plus, des toits verts sont en place et ces derniers permettent au bâtiment de diminuer l’effet d’ilot de chaleur et de réduire le besoin en climatisation. D’autres stratégies de verdissement sont en place, par exemple, l’utilisation des arbres : en plus de dégager de la fraîcheur, les feuilles des arbres font office de système d'occultation solaire naturel. Elles sont présentes l'été et disparaissent l'hiver pour laisser passer le soleil. La cime d'un arbre mature peut facilement atteindre le 3e ou 4e étage d'un édifice. Un mur vert a aussi ses avantages : les plantes grimpantes, telles que la vigne, peuvent également faire office de cache soleil, au même titre qu'un arbre, mais avec plus de flexibilité pour les surfaces qu'on désire ombrager.

Plusieurs possibilités

Le principe solaire passif comprend un bon nombre de stratégies intéressantes. Par exemple, il est possible d'utiliser des dispositifs d'occultation solaire tels que des toiles intérieures ou des brises soleil. Par contre, contrairement à l'isolant qui « dort » dans le mur, il faut actionner manuellement ou automatiquement le système d'occultation, entretenir ce dernier, le réparer et le remplacer en fin de vie. De plus, certains matériaux ont une bonne inertie thermique, c'est-à-dire qu'ils ont la capacité de capter et conserver les apports de chaleur. La pierre, l'argile, le béton, le verre ou encore les bois francs agissent comme des masses thermiques et peuvent réduire les besoins en chauffage pendant la nuit, puisque l’énergie accumulée est redistribuée. C’est une qualité recherchée pour le chauffage, mais c’est un défaut lorsque l’on souhaite rafraichir un espace. C’est pour cette raison qu’une bonne conception passive doit retenir la chaleur lorsqu’il le faut, mais aussi permettre de refroidir lorsque c’est nécessaire.

Le cours Intégration de l’énergie solaire passive au bâtiment permettra de mieux comprendre les subtilités du domaine.

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