Christophe Ménézo, chercheur au CNRS et directeur de la Fédération de Recherche sur l'Énergie Solaire décrit cet étrange mélange de couleurs : "Les parties foncées représentent les cellules voltaïques en fonte de silicium. Si elles sont en polycristallin, elles projettent des reflets bleutés. Les traits plus clairs sont les microsoudures argentées qui lient les cellules photovoltaïques. Tout autour, le cadre argenté représente l’aluminium qui empêche l’humidité de s’infiltrer dans le panneau."

Problème, malgré la promesse d’économies d’énergie, particuliers et collectivités locales renoncent à faire installer des panneaux solaires. Ils ne veulent pas altérer l’esthétisme du bâti. Les propriétaires d’immeubles situés dans des zones classées ou à proximité d’un monument historique n’en ont pas le droit. Impossible de modifier l’aspect extérieur des toits et façades. Les propriétaires requièrent l’accord des Architectes des Bâtiments de France. Cette procédure reste longue et les acceptations rares.

Aujourd’hui, les chercheurs développent divers éléments dits "actifs" de façade, de verre et de toiture. Organiques, camouflés ou transparents, les panneaux solaires génèrent tout autant d’énergie en transformant le rayonnement solaire.

Les panneaux solaires en intégration, une solution esthétique

D’abord, les avancées technologiques permettent désormais de supprimer le cadre en aluminium. "Du polymère avec un effet pierre ou bois peut le remplacer", se réjouit Christophe Ménézo. Les microsoudures fixent les cellules photovoltaïques à l’arrière et ne se voient plus. "Une fine couche de verre protège le panneau à l’avant. Nous pouvons recuire le verre avec n’importe quelle forme imprimée", précise le chercheur. Les développeurs peuvent transformer le panneau solaire en ardoise, en zinc à la parisienne, en brique rose à la toulousaine ou lui donner un effet bois.

Des tuiles solaires peuvent complètement s’intégrer au toit. Objectif, retirer une partie de la toiture pour y installer des panneaux solaires sous forme de tuile. Aussi étanches qu’une toiture classique, plus légère et robuste, la tuile photovoltaïque chauffe peu et garde la même efficacité toute la journée : "Nous avons deux tuiles solidarisées. Une seule des tuiles embarque le câblage et l’électronique. Des lames d’air les séparent et décalent le pic de température. Conséquence, s’il fait très chaud à 16 heures, le panneau reste à une température mesurée et continue à produire toujours autant d’électricité", se réjouit Christophe Ménézo. Les tuiles solaires, plus petites, produisent moins. Mais installées en série, elles peuvent produire la même puissance qu’un panneau solaire.

Un secteur qui ne cesse d’innover et de rechercher des solutions

Les chercheurs développent également des panneaux solaires semi ou complètement transparents (appelés biverre). Ils se composent de deux plaques de verre superposées qui encapsulent des cellules photovoltaïques. Cette double couche permet d’augmenter la résistance des panneaux. "Les cellules photovoltaïques utilisent du gallium. Ce métal couvre une gamme de rayonnement de longueur d’ondes solaires un peu plus large que le silicium. Il fonctionne avec peu d’intensité solaire : il peut notamment être installé dans les pays du Nord ou sur des façades. Pour l’instant, ces panneaux restent très chers et n’offrent pas encore suffisamment de rendement", regrette Christophe Ménézo.

Autres panneaux photovoltaïques prometteurs : les panneaux organiques. La technologie repose sur l’utilisation de molécules organiques (d’origine végétale ou animale) pour capter la lumière du soleil. Extrêmement légers, ils s’appliquent à la manière de peinture ou de papier peint sur des toitures existantes : "Il s’agit d’une encre photovoltaïque imprimée à l’intérieur d’un polymère sous une couche mince et semi-transparente", décrit le chercheur. Encore en perfectionnement, cette technologie n’offre pas suffisamment de rendement et craint les UV et l’humidité. "Aujourd’hui, vous la retrouvez sur des gadgets tels que les sacs à dos rechargeables", précise Christophe Ménézo.

Les panneaux bifaciaux (ou à double-face) laissent passer la lumière. Semi-transparents, ils transforment les rayons du soleil sur leurs deux faces. Tandis que l’une capte la lumière directement, l’autre profite de la translucidité des matériaux pour saisir les rayons qui se réfléchissent derrière le panneau solaire sur le sol, un mur, un carrelage… Ils peuvent produire à leur pleine capacité même si le soleil les frappe à l’horizontale le matin ou le soir.

Des technologies chères et peu installées

Christophe Ménézo le reconnaît sans ambages, les architectes français ont du mal à se mettre à ces nouveaux panneaux solaires. "Les innovations technologiques, à l’instar des microsoudures à l’arrière, coûtent plus cher. L’intégration au bâti nécessite du sur-mesure." L’installation de tuiles solaires fait grimper la facture : pour la fourniture et la pose, il faut compter entre 1000 et 2000 euros le mètre carré. Autre écueil pointé par le chercheur : le temps dévolu à la construction. "De plus en plus de promoteurs essaient de l’inscrire dans leur construction. Problème, entre le moment où ils programment l’enveloppe budgétaire et celui où l’opération démarre, il peut se passer beaucoup d’années. Résultat, les prix des matériaux et de l’immobilier évoluent et pour rétablir les comptes, ces toitures solaires intégrées passent à la trappe." Côté rendement, notez une légère baisse de 3 à 5 % en fonction des technologies.

En France, peu de bâtiments se sont lancés. Christophe Ménézo retient le phare des Poulains sur Belle-Île. "L’Italie est moteur sur le sujet. Même sur des bâtiments historiques, à l’image du Vatican, les Italiens intègrent un maximum de toitures." Aux États-Unis, la ville de San Francisco exige désormais que les toits des nouveaux bâtiments comportent des panneaux solaires. De quoi favoriser la progression de l’esthétisme.