Soleil sur la ville : comment les pergolas et les parkings solaires révolutionnent la transition énergétique urbaine

La transition énergétique prend un nouveau visage – juste au-dessus de nos têtes

Cellules solaires transparentes : cette technologie ingénieuse transforme nos centres-villes

Si les installations solaires sur les toits et les vastes parcs solaires en plein champ sont depuis longtemps monnaie courante, un potentiel gigantesque, jusqu'alors inexploité, se révèle aujourd'hui aux urbanistes et aux concepteurs d'installations énergétiques : les parkings, les zones piétonnes et les places publiques. Grâce à des modules solaires semi-transparents innovants, ces surfaces déjà étanches se transforment en pergolas solaires multifonctionnelles et en abris de voiture high-tech offrant de l'ombre. Elles produisent non seulement de l'électricité propre pour recharger directement les véhicules électriques, mais elles embellissent également les espaces urbains sur le plan architectural et protègent des intempéries. Ce qui était considéré il y a encore quelques années comme une idée de niche coûteuse est en train de devenir un marché de plusieurs milliards de dollars. Portés par les avancées technologiques et une nouvelle dynamique politique en Europe, les parkings et les pergolas solaires sont sur le point de révolutionner en profondeur les infrastructures urbaines.

Pourquoi l'avenir du photovoltaïque ne se trouve pas sur le toit, mais au-dessus de nos têtes

L'idée est d'une simplicité frappante, et donc révolutionnaire : pourquoi les vastes espaces de nos centres-villes occupés par les parkings, les zones piétonnes et les places publiques ne pourraient-ils pas simultanément fournir de l'ombre et produire de l'électricité ? La réponse réside dans une technologie sur le point de transformer radicalement le marché des énergies renouvelables : des modules solaires semi-transparents intégrés à d'élégantes pergolas et auvents de parkings. Ce qui était raillé comme un gadget architectural il y a encore quelques années est en train de devenir un segment de marché de plusieurs milliards de dollars, affichant une croissance à deux chiffres.

Un marché en mouvement

Le marché mondial des abris et auvents solaires pour voitures était évalué à 467 millions de dollars américains en 2024 et devrait atteindre 1,188 milliard de dollars américains d'ici 2032, soit un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 14,6 %. D'autres analyses de marché proposent une estimation encore plus optimiste, prévoyant un volume de marché de 1,08 milliard de dollars américains dès 2025, avec un TCAC de 10,6 % jusqu'en 2033. D'autres analystes estiment ce marché à environ 630 millions de dollars américains d'ici 2025, avec un taux de croissance de 9,1 %. Ces écarts s'expliquent par des définitions différentes du segment de marché, mais la tendance est claire et constante : ce segment connaît une croissance plus rapide que la plupart des autres secteurs du photovoltaïque.

Le secteur commercial domine la demande, représentant plus de 60 % des installations. L'Amérique du Nord et l'Europe sont en tête en termes de pénétration du marché, tandis que la région Asie-Pacifique, portée par la position dominante de la Chine dans la fabrication de panneaux photovoltaïques (avec plus de 80 % de la capacité de production mondiale), est considérée comme la région à la croissance la plus rapide. La prévalence croissante des véhicules électriques stimule davantage la demande, les parkings solaires offrant une infrastructure idéale pour l'intégration de bornes de recharge.

La technologie à l'origine de cette percée

L'innovation repose essentiellement sur les modules solaires semi-transparents, obtenus grâce à un double vitrage des cellules photovoltaïques. Cette technologie permet de conserver l'opacité des cellules individuelles. L'effet de transparence est créé par l'espace translucide entre les cellules au sein du module. L'utilisation de cellules photovoltaïques polycristallines ou monocristallines dans des modules verre-verre permet d'obtenir différents niveaux de transmission lumineuse et de personnaliser la couleur du verre environnant.

Ces modules peuvent être conçus pour offrir le niveau de transmission lumineuse et de production d'énergie souhaité sans nuire à l'esthétique de la toiture. Cependant, un compromis est nécessaire : les modules solaires transparents ont généralement des performances inférieures à celles des modules solaires classiques. Plus la transmission lumineuse est élevée, plus le rendement énergétique est faible. La difficulté réside dans la recherche du juste équilibre entre ces deux paramètres pour chaque application.

L'obtention de l'approbation du code du bâtiment constitue un obstacle réglementaire majeur. Les vitrages de toiture sont soumis à des exigences de sécurité strictes en matière de résistance à la pénétration et de capacité portante résiduelle. À ce jour, seuls quelques fabricants ont reçu l'agrément nécessaire pour l'installation en toiture de leurs modules verre-verre. Ceci crée des barrières à l'entrée sur le marché, mais confère également un avantage concurrentiel considérable aux fabricants certifiés.

La pergola solaire comme élément de design urbain

En milieu urbain, les pergolas solaires sont de plus en plus perçues comme des infrastructures multifonctionnelles dont le rôle dépasse largement la simple production d'électricité. Elles peuvent servir d'ombrage sur les places publiques et les zones piétonnes, protégeant ainsi les passants du soleil et des averses légères. Elles offrent des espaces extérieurs agréables et peuvent faire office de points de rencontre et d'espaces conviviaux. Parallèlement, elles produisent une énergie propre qui peut être utilisée localement ou injectée dans le réseau.

Une approche particulièrement prometteuse consiste à combiner les pergolas solaires avec le photovoltaïque intégré au bâtiment (PVIB). Ces systèmes ne sont pas seulement des sources d'énergie, mais aussi des éléments du processus de construction, puisqu'ils sont directement intégrés à l'infrastructure urbaine. Associés aux technologies de réseaux intelligents, ils pourraient jouer un rôle central dans l'approvisionnement énergétique décentralisé et durable des zones urbaines. Ils pourraient s'intégrer à un système global combinant production, stockage et gestion de l'énergie afin de répondre aux besoins évolutifs de la vie urbaine.

Le lien avec l'électromobilité est un autre aspect essentiel. En intégrant des bornes de recharge pour véhicules électriques à la structure des pergolas, les pergolas solaires deviennent de véritables pôles d'énergie durable. Les visiteurs peuvent ainsi garer leur véhicule à l'abri et recharger simultanément leur batterie grâce à une énergie propre et produite localement. Des fabricants comme Hörmann proposent déjà des systèmes avec supports muraux intégrés en usine, permettant une intégration simple et esthétique de l'infrastructure de recharge.

Auvent solaire : Parking couvert de panneaux solaires - Image : Wiederspan.Solar

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Aperçu des avantages

• Assistance et fabrication en Allemagne
• Modulaire et évolutif (pour 2, 100, 1 000 places de stationnement et plus)
• Vraiment étanche
• Drainage intégré des eaux pluviales / gouttière dissimulée
• Protection contre le vandalisme, avec protection contre les chocs intégrée en option
• Compatible avec tous les modules solaires courants
• Design City disponible en aluminium et en 3 couleurs différentes
• En fonction du niveau d'autoconsommation (degré d'autosuffisance), l'amortissement est possible en 6 ans
• Longue durée de vie (sous-structure en aluminium)
• Garantie de performance de 30 ans (!) sur les modules solaires bifaciaux et semi-transparents à double vitrage (garantie produit de 25 ans)
• Réduction des îlots de chaleur urbains
• photovoltaïque intégré au bâtiment
• Idéalement adapté aux modules solaires à double vitrage transparents et translucides homologués pour un montage en hauteur !

Le potentiel gigantesque de cette zone

Des scientifiques du Forschungszentrum Jülich et de l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle ont déterminé le potentiel photovoltaïque des parkings en Allemagne grâce à une analyse géospatiale. Les résultats sont impressionnants : les parkings existants de plus de 35 places présentent un potentiel technique de 24,6 gigawatts, ceux de plus de 50 places de 22,2 gigawatts et ceux de plus de 100 places de 16,5 gigawatts. La Rhénanie-du-Nord-Westphalie possède le plus fort potentiel, avec 5 gigawatts.

Ces chiffres illustrent l'ampleur des surfaces inutilisées. Les systèmes photovoltaïques pour parkings présentent un avantage décisif par rapport aux systèmes au sol traditionnels : ils exploitent deux fois les surfaces déjà imperméabilisées et ne nécessitent aucun agrandissement. L'image positive pour les exploitants constitue un atout supplémentaire, car ils peuvent mettre en œuvre des mesures efficaces de réduction des émissions de CO₂ et respecter leurs obligations en matière de protection du climat. De plus, la toiture protège la surface du parking et les véhicules des intempéries.

Dynamiques réglementaires en Europe

Le soutien politique aux installations photovoltaïques sur les parkings se renforce en Europe, la France faisant figure de pionnière. En juillet 2023, elle a instauré une réglementation complète imposant l'installation de panneaux photovoltaïques sur les parkings, couvrant les surfaces nouvelles et existantes d'une superficie de 1 500 mètres carrés ou plus. Cette réglementation, la plus ambitieuse d'Europe, constitue une référence importante pour les autres pays.

En Allemagne, l'installation de panneaux photovoltaïques est actuellement obligatoire sur les nouveaux parkings dans cinq Länder : le Bade-Wurtemberg, la Rhénanie-du-Nord-Westphalie, la Rhénanie-Palatinat, la Basse-Saxe et le Schleswig-Holstein. Cependant, cette obligation ne concerne que les constructions neuves et non les bâtiments existants, ce qui limite considérablement le potentiel de cette technologie. Le premier volet du plan d'aide à l'énergie solaire, adopté par le gouvernement fédéral en mai 2024, intégrait les panneaux photovoltaïques sur les parkings dans la catégorie des « installations solaires spéciales », avec une subvention maximale de 9,5 centimes par kilowattheure. Le statut de la toiture (élément structurel ou non) reste un critère déterminant pour l'éligibilité aux subventions.

Le Bade-Wurtemberg démontre l'efficacité des financements publics : le Land alloue 1,5 million d'euros à dix projets dans le cadre du programme « Toits de parkings équipés de panneaux photovoltaïques ». Toutefois, comparés aux installations en toiture, les systèmes photovoltaïques pour parkings engendrent des coûts environ 50 % plus élevés en raison de la infrastructure spécifique requise. Avec un tarif de rachat de seulement sept centimes par kilowattheure, l'installation n'est rentable que si elle génère des synergies, comme la recharge de véhicules électriques ou la réduction de la consommation d'électricité du réseau.

Innovateurs de l'industrie

Des entreprises comme Park-Solar misent sur des constructions légères et innovantes, inspirées des ponts suspendus, qui nécessitent une emprise au sol et un volume structurel considérablement réduits par rapport aux systèmes conventionnels. L'optimisation de la structure porteuse permet une meilleure utilisation des propriétés de l'acier, autorisant des fondations plus petites et une réduction de la quantité de béton nécessaire. Ceci est particulièrement important pour la rénovation de parkings existants, car cela préserve la vue sur les points d'intérêt principaux.

Dans le domaine de l'intégration des villes intelligentes, un projet primé par le prix James Dyson illustre les perspectives d'avenir : une pergola intelligente dotée d'un système de suivi à deux axes qui suit la course du soleil en temps réel, associée à des stations de recharge sans fil pour smartphones, des bornes de recharge pour trottinettes et vélos électriques, et un éclairage LED nocturne. L'intégration de capteurs et de commandes intelligentes transforme la pergola statique en un élément d'infrastructure dynamique.

Perspectives d'avenir

L'avenir des pergolas et des parkings solaires repose sur leur déploiement à grande échelle et l'harmonisation des réglementations. La baisse des coûts de la technologie photovoltaïque, la demande croissante d'infrastructures durables et la prédominance grandissante des véhicules électriques créent une synergie idéale pour la croissance du marché. Le défi consiste à harmoniser les réglementations de construction, à accélérer les procédures d'autorisation et à créer un cadre économique qui prenne également en compte les structures existantes. Si le système photovoltaïque obligatoire français devient la norme européenne, le marché des toitures solaires pourrait exploser en quelques années seulement. L'acceptation du photovoltaïque par le public dépend de plus en plus d'une utilisation plus intelligente des surfaces déjà imperméabilisées. Les pergolas et les parkings solaires offrent précisément cette solution, rendant la transition énergétique visible, concrète et, pour la première fois, directement bénéfique au quotidien des citoyens.