L'énergie solaire est une source d'énergie puissante dont on se sert de plus en plus. C'est l'énergie solaire qui fait fonctionner les satellites en orbite autour de la Terre. Mais ici-bas, l'application qui a fait le plus ses preuves, c'est la maison solaire.

«Nous disposons de toutes les connaissances et technologies nécessaires pour construire des maisons solaires efficaces sur le plan énergétique jusqu'au point d'être entièrement autonomes», déclare Andreas Athienitis, professeur de génie civil à l'université Concordia et titulaire d'une chaire de recherche Concordia en énergie solaire.

En 2005, le professeur Athienitis et son équipe ont construit, dans le cadre du concours Décathlon solaire de Washington, une maison solaire entièrement autonome à commandes intelligentes. Cette maison a depuis été assemblée sur le campus Loyola de l'université Concordia et elle est ouverte au public. Verra-t-on un jour ce type de maison quitter les campus pour s'installer en ville?

«C'est la maison de l'avenir, soutient-il. À preuve, l'industrie s'y intéresse de plus en plus et de nombreuses entreprises gravitent maintenant autour de ces technologies.» Afin de consolider ce nouvel intérêt, le Réseau de recherche sur les bâtiments solaires, dont M. Athienitis est le directeur, a récemment vu le jour. Il regroupe une dizaine d'universités canadiennes engagées dans la recherche sur l'énergie solaire, mais aussi quelques organismes publics telles Hydro-Québec et la Société canadienne d'hypothèques et de logement. Il compte aussi parmi ses membres plusieurs entreprises oeuvrant dans les technologies propres à la maison solaire. Le mandat du Réseau est de soutenir et favoriser la recherche, mais aussi de s'assurer que la maison solaire devienne bientôt une véritable solution de rechange à la maison traditionnelle.

Une maison solaire

Bien que la maison solaire repose sur de nouvelles approches et de nouvelles technologies, il n'est pas nécessaire de réinventer la roue pour en construire une. À preuve, celle construite par le professeur Athienitis et son équipe, que l'on peut voir sur le campus Loyola. «C'est une maison canadienne typique, d'une surface de 800 pieds carrés, construite en bois, comme la maison ordinaire.»

Mais la comparaison s'arrête là. La première différence, c'est que la maison solaire doit toujours être orientée vers le sud, c'est-à-dire que les principales fenêtres doivent pointer dans cette direction. «Cette orientation offre un ensoleillement plus grand et il ne faut pas oublier que l'ensoleillement n'est pas seulement une source de lumière, mais aussi une source de chaleur.»

Les panneaux solaires seront aussi orientés vers le sud. Il existe deux types de panneaux solaires: les panneaux photovoltaïques et les panneaux thermiques. Le panneau photovoltaïque, grâce aux capteurs en silicium qu'il contient, transforme la lumière en électricité. Le panneau thermique fait circuler dans des tubes un liquide ou de l'air que la lumière réchauffe et transforme en chaleur. Il existe aussi des panneaux qui combinent les deux fonctions. «Mais ces panneaux sont utilisés surtout dans l'espace. En règle générale, pour une maison solaire, on combine les deux types de panneaux.»

Les panneaux solaires sont placés principalement sur le toit. Pour la maison bâtie par Concordia, on compte environ 500 pieds carrés de panneaux solaires. Ceux-ci suffisent à fournir toute l'électricité et la chaleur nécessaires au fonctionnement de la maison. Et pour optimiser ce dernier, on aura pris soin d'isoler davantage la maison solaire que la maison traditionnelle. De plus, les fenêtres sont plus grandes, afin de profiter encore plus du soleil, et leur isolation est obtenue par l'utilisation de fenêtres à triple vitrage.

À l'intérieur, une pompe à chaleur sert d'échangeur thermique, fournissant la chaleur en hiver et la climatisation en été. Le système de chauffage est construit dans le plancher, où de l'air chaud circule dans un réseau de tuyaux.

On réchauffe ainsi d'abord le plancher de la pièce, ensuite les objets et les occupants qui s'y trouvent, et finalement l'air ambiant. La maison comprend aussi des stores motorisés qui se lèvent ou se baissent selon l'ensoleillement. L'électricité produite et non consommée est stockée dans une batterie.

La maison solaire « intelligente »

Selon Andreas Athienitis, la maison solaire que l'on pourrait voir poindre dans nos villes, bien qu'ayant une consommation énergétique faible, n'aura pas pour autant besoin d'être autosuffisante. «Cette maison solaire serait reliée au réseau d'Hydro-Québec. Lorsque l'ensoleillement est faible et la consommation élevée, la maison prendrait son électricité à partir du réseau. Par contre, lorsque l'ensoleillement est fort et la consommation faible, l'électricité produite par la maison serait retournée au réseau.» Cette approche a le mérite d'assurer l'approvisionnement en électricité tout évitant l'épineux problème du stockage par batterie.

Par contre, la maison solaire se doit d'être «intelligente». «L'usage de contrôles intelligents s'impose si l'on veut tirer le maximum de cette maison.» Le cas des stores motorisés est un bon exemple, puisqu'ils sont en mesure de se lever ou se baisser selon les besoins de la maison. Par ailleurs, pareil système existe présentement dans l'industrie, comme en témoigne le système mis au point par M. Athienitis pour la gestion des stores motorisés de l'aéroport Trudeau.

Mais le professeur Athienitis rêve de plus. «Qu'en serait-il d'une maison capable de prévoir la température? Elle pourrait s'ajuster en prévision de la météo et non seulement réagir à la météo qu'il fait.» Déjà, les scientifiques sont en mesure de créer des modèles numériques qui étudient la manière dont les maisons réagissent à la météo. De plus, non seulement les stores motorisés pourraient-ils être contrôlés par pareil système, mais toutes les composantes de la mécanique du bâtiment liées à l'environnement intérieur, soit le chauffage, la climatisation, les ventilateurs, les bouches d'aération, pourraient aussi y être assujetties.

Malgré l'efficacité énergétique de la maison solaire, Andreas Athienitis ne croit pas que ce facteur sera déterminant pour convaincre les gens de se tourner vers la maison solaire en tant que solution de rechange à la maison traditionnelle. «L'efficacité énergétique est non seulement souhaitable, mais nécessaire. Mais ce qui va attirer les gens, c'est le confort de la maison solaire. Elle est beaucoup plus confortable qu'une maison traditionnelle.» Il en sait quelque chose puisqu'il a intégré à sa propre résidence la plupart des technologies de la maison solaire. «Il y a plus de soleil, plus de lumière et même plus d'air frais puisqu'il est plus facile d'aérer une maison solaire sans perdre trop de chaleur. Cela vous donne un confort supérieur et un meilleur espace de vie.»

Collaborateur du Devoir