COMMENT PRODUIRE DE L’ÉNERGIE AVEC VOTRE BÂTIMENT ?

1 – DES ÉOLIENNES INTÉGRÉES AUX FAÇADES DES BÂTIMENTS

Depuis plusieurs années l’agence Serero intègre à ses projets des dispositifs de production d’énergie en intégrant à ces bâtiments des éoliennes sur leur enveloppe.

Attention, ce ne sont pas des grandes éoliennes à pales plantées sur le toit du bâtiment !

Nous utilisons des éoliennes type Savonius à axe vertical qui sont invisibles sur le bâtiment. Elles sont allongées et utilisent souvent « aileron » qui permet d’accélérer la vitesse de l’air sur la turbine et de cacher la turbine.

Par contre, il est complexe de savoir ou intégrer ces systèmes et de calculer leur performance.Nous avons donc lancer une recherche importante qui combine analyse numérique aéraulique de type CFD (computational fluide dynamique) et relevés in situ par anémomètres connectés, cette recherche investit les réactions entre le vent et plusieurs types de conditions urbaines afin de prévoir le potentiel de l’énergie éolienne extractible dans les villes.

2 – TOUT BÂTIMENT SE COMPORTE COMME UN ACCÉLÉRATEUR DE VENT

Tout bâtiment, tout mur, génère par sa présence sur un terrain, un différentiel de pression d’air sur ces parois extérieures lié aux déplacements d’air environnants. Nos études montrent que la volumétrie et position d’un bâtiment dans son contexte peuvent ainsi être profilés et orientés pour une accélération de la vitesse du vent en sa périphérie. 

Grâce à cela nous avons pu établir une méthode de conception des bâtiments pour les architectes et ingénieurs, pour intégrer, dans le développement de leurs projets, des dispositifs éoliens de production d’énergie. Des « accélérateurs », des « ailerons », ou des « foil » permettent localement de stabiliser les turbulences du vent et d’accélérer les vitesses ponctuelles de cette énergie. En convoquant la limite de Betz, (loi cubique entre vitesse de l’air et production énergétique d’un dispositif éolien) une petite accélération de la vitesse de l’air montre une augmentation considérable de la production d’énergie.

Cette recherche identifie un gisement d’énergie éolien urbain qui reste à ce jour largement inexploité. Les phénomènes de turbulence, associées à des vents non réguliers ont désintéressé la plupart des acteurs de l’industrie énergétique éolienne. Mais l’amélioration des technologies de micro-éoliennes et des recherches nouvelles sur leur assemblage en grappe (clustering) permet d’envisager la mise en réseau d’un grand nombre de dispositifs à faibles nuisances dans des environnements urbains. 

Comment concevoir des bâtiments avec ces dispositifs de captation d’énergie, comment les intégrer à l’enveloppe et au design du bâtiment, comment envisager les ajustements structurels et des enveloppes pour éviter vibrations, et pollution sonores résultantes ? Ces dispositifs peuvent aussi être combinés avec d’autres sources de production d’énergie telles que des panneaux solaires ou panneaux photovoltaïques, afin de proposer une production hybride ou la présence de soleil peut compenser la baisse de vent et inversement.

L’amélioration de la conception bioclimatique des bâtiments associée aux politiques environnementales mondiales de réduction des gaz à effets de serre permet d’envisager l’émergence d’un écosystème de partage d’énergie (appelé internet de l’énergie). Cette démarche, en rapprochant des zones de production et de consommation d’énergie, en limitant les coûts d’infrastructure support des éoliennes ainsi que les déperditions magnétique par transport (estimées à 30%) offre une réponse nouvelle aux attaques croissantes de cette industrie (Eoliennes : la face noire de la transition écologique, F.Bouglé) 

3 – UN OUTIL DE CONCEPTION DES ÉOLIENNES PAR L’AGENCE SERERO

L’agence Serero Architectes DPLG offre un outil de conception de système de production d’énergie embarqué ainsi qu’une méthode de profilage architectural pour favoriser l’émergence d’une architecture zéro-énergie.