Qu’est-ce qu’une fenêtre solaire ?
Les fenêtres solaires se munissent de vitres, elles-mêmes équipées en cellules photovoltaïques. Les cellules ont la capacité de transformer le rayonnement solaire en électricité. De longues années de recherches (on peut notamment citer cette publication récente), orientées vers une routine plus propre et soucieuse de l’environnement, ont permis d’aboutir à ce résultat étonnant.
Étonnant puisqu’il ne s’agit pas uniquement d’empêcher les déperditions de chaleur comme une autre option isolante plus simple. Ce vitrage a une véritable valeur utilitaire. Au-delà de ses apports en termes d’isolation thermique et acoustique, il produit de l’énergie.
Cela se fait sans gêner le regard ou encombrer le périmètre. Contrairement aux panneaux solaires traditionnels, souvent montés sur les toits, les fenêtres solaires sont intégrées directement aux façades des bâtiments. De cette manière, on optimise l'espace utilisable tout en bénéficiant des précieux apports solaires.
Vous vous demandez quels phénomènes physiques et chimiques sont en jeu ? Apportons quelques précisions.
Comment fonctionne la fenêtre solaire ?
Ce vitrage isolant est construit à partir de matériaux semi-conducteurs. Parmi eux, le silicium, le pérovskite ou encore le tellurure de cadmium. Ils sont encapsulés au sein des couches de verre. Grâce à leurs propriétés particulières, ils captent les rayons du soleil. Ainsi se produit un courant électrique.
Au cœur de ce phénomène, on retrouve les photons. Au moment où ils frappent la surface des matériaux, un transfert d’énergie se produit, en faveur d’un électron. Au fil des étapes de fabrication, les ingénieurs ont veillé à équiper les couches externes d’électrodes. Elles permettent de collecter le courant électrique fraîchement produit.
Quittons le volet technique afin d’en revenir à la pratique. Concrètement, qu’est-ce que cette technologie apporte aux propriétaires, et à la protection de l’environnement ? Passons en revue les avantages principaux de cette installation nouvelle génération.
Quels sont les avantages des fenêtres solaires ?
Les atouts de ce vitrage thermique moderne sont suffisamment nombreux pour qu’on puisse les regrouper en quatre catégories.
1. Les avantages écologiques
Ce premier argument est sans doute le plus évident. Aussi le plus important. L’argument écologique, donc. Il s’observe de plusieurs manières :
- En captant les rayons du soleil afin de générer de l’électricité, cette surface vitrée réduit sensiblement la dépendance aux énergies fossiles. Aussi, on constate une diminution des émissions de CO2.
Oui, lorsque vous optez pour cette solution d’isolation, vous misez sur l’autonomie de votre habitation. La production d’énergie est propre et dépendante.
Attention : cela ne signifie pas qu’une fenêtre solaire remplace entièrement les autres systèmes de chauffage. Il faut plutôt parler d’un dispositif complémentaire.
- Dans les « coulisses », l’impact environnemental est réduit à son tour. Les processus de fabrication et d’installation se révèlent moins invasifs. Progressivement, les matériaux recyclables remplacent les alternatives polluantes. Le pouvoir isolant de nombreux éléments est détecté ; la liste sera encore complétée.
- La fenêtre solaire peut parfaitement trouver sa place dans la configuration d’une maison intelligente. Pour rappel, ces constructions invitent (entre autres) à repenser la consommation et la production d’énergie. La connectivité se met au service d’un nouveau confort… et d’une vraie prise de responsabilité écologique.
Précisons qu’un propriétaire ne doit pas nécessairement attendre une construction en neuf pour franchir le pas. La plupart des édifices français peuvent faire l’objet d’une rénovation ciblée. Même si la mise en place de fenêtres solaires est la seule démarche entreprise, c’est déjà une avancée.
Espace Aubade connaît les particularités et les défis liés à ces installations. Nous pouvons vous accompagner dans vos projets en lien avec les énergies renouvelables. Parmi nos prestations, on peut citer la mise à disposition d’un simulateur d’installation solaire, qui mène à constituer une offre raisonnable et personnalisée lorsqu’on souhaite accomplir sa transition énergétique.
Mais revenons-en aux avantages de la fenêtre solaire. Un deuxième atout doit être mis en avant, et il suit logiquement le précédent : celui des économies d’énergie réalisées.
2. Les avantages économiques
Comme vous le savez sans doute, écologie et économie vont souvent de pair. Lorsqu’un système de chauffage comme la PAC est moins énergivore… cela se ressent sur la facture mensuelle. Ici, la logique est similaire ; avec quelques spécificités. Établissons-les.
- Selon les situations (par exemple en fonction de l’ensoleillement local), l’énergie solaire récupérée peut satisfaire une majorité des besoins en électricité. Dans d’autres cas, le bilan est plus modeste. Mais quoi qu’il en soit, on réduit la dépendance aux fournisseurs d’énergie. L’autoconsommation entraîne alors des économies. Il y a moins de charges à régler.
- Si ces vitrages produisent plus d’énergie que nécessaire, il est possible de la réinjecter au sein du réseau électrique. Ainsi, plusieurs pays ont mis en place un système de rachat de l’énergie excédentaire. Il y a vraiment de quoi amortir le coût initial d’achat, et optimiser la rentabilité à long terme de ces installations.
- La valeur foncière d’un bien immobilier augmente lorsqu’il affiche des caractéristiques écoresponsables. Si les surfaces vitrées d’une maison contribuent (positivement) à la performance énergétique globale, le prix de vente peut être revu à la hausse. Sachant que les diagnostics et audits habituels s’imposent.
Bon à savoir : précisons qu’en 2024, et contrairement à ce qui se faisait jusqu’en 2021, la mécanique du crédit d’impôt pour la transition énergétique (CITE) n’a plus cours.
En revanche, et sous certaines conditions, les propriétaires peuvent toujours bénéficier de MaPrimeRénov. À défaut d’allégement fiscal, les Français amortissent ainsi l’investissement nécessaire à l’acquisition des fenêtres solaires – entre autres équipements et appareils écoresponsables. L’idée est de promouvoir la transition énergétique en la rendant moins coûteuse.
Bien que la réglementation évolue régulièrement, le système de rétribution est transparent. Les barèmes sont disponibles en tout temps. Ces primes aident à faire des économies significatives. N’hésitez donc pas à les solliciter.
3. Les avantages pratiques
Sur le plan pratique aussi, ces solutions d’isolation innovantes savent se démarquer.
- Les fenêtres solaires se révèlent particulièrement discrètes par rapport aux panneaux solaires classiques. Elles ne prennent que peu de place, et il est possible d’imaginer un large éventail de configurations architecturales. Baies vitrées, vérandas et fenêtres de toit forment autant d’options, uniques ou complémentaires, selon le budget, les objectifs et les préférences esthétiques de chacun(e).
- Leur apport « vert » ne concerne pas que la consommation énergétique. Elles offrent également une isolation thermique et acoustique supérieure aux modèles de fenêtres plus traditionnels. Elles contribuent au confort thermique tout en participant à la réduction des nuisances sonores (via l’affaiblissement acoustique). Plusieurs aspects de la vie quotidienne sont améliorés. Le facteur solaire est en tête de liste, mais d’autres points positifs sont à relever.
- Pour finir, et même s’il reste important de faire appel à un spécialiste, leur installation est simple. Cela vaut pour leur entretien, qui implique une maintenance légère.
4. Les avantages technologiques
De manière générale, ces récents produits de la science moderne marquent un bond en avant technologique. Elles améliorent la performance thermique des bâtiments. Elles signent, aussi symboliquement qu’en pratique, un pas de plus vers l’avenir.
Les innovations relatives aux matériaux viennent compléter ce progrès. Le verre feuilleté, le double vitrage et le triple vitrage renforcent la durabilité et les performances des fenêtres solaires.
Tous ces avantages s’accompagnent de certains défis. Voyons lesquels.
Quels sont les défis et les limites des fenêtres solaires ?
Espace Aubade promeut les choix écologiques. Nous ne tenons donc pas à dévaloriser la fenêtre solaire – nous venons d’ailleurs d’exposer tous les arguments en sa faveur. Cela étant dit, il faut rester objectif afin de saisir tous les enjeux de la transition énergétique. Mettons en relief les défis et limites actuels. « Actuels » car ils pourraient évidemment se résorber, voire disparaître au fil des innovations.
1. Un coût initial significatif
Le coût initial des fenêtres solaires reste accessible en comparaison avec d’autres solutions… mais reste un investissement conséquent. Cela concerne le prix de ces structures en tant que telles, mais aussi les châssis et profilés spécialement fabriqués pour les accueillir.
Comme nous l’avons vu précédemment, les aides financières permettent de relativiser cet apport. Certains foyers sont éligibles à des subventions plus ou moins élevées. N’hésitez pas à nous contacter : nous saurons vous aider à déterminer vos droits en la matière. Votre projet correspondra ainsi à vos capacités financières.
2. Une performance qui dépend de l’ensoleillement et des conditions climatiques
Ce problème, ou en tout cas cette problématique est valable pour toutes les installations du même type. Dans les régions où l’ensoleillement est fiable, la production s’en voit mécaniquement réduite. Quant aux aléas météorologiques (présence de nuages obstruant le ciel, pluie, neige…), ils affectent la transmission lumineuse.
Les facteurs solaires et les coefficients de transmission thermique peuvent changer en fonction du type de vitrage retenu. Il convient de sélectionner le plus adapté au climat des environs.
3. Un entretien facile… mais souvent nécessaire
Certes, l’entretien d’une fenêtre solaire ne demande aucune manipulation complexe. Pour autant, il faut assurer des passages fréquents. Les cellules photovoltaïques encapsulées dans les couches de verre n’apportent pas une bonne isolation si les salissures s’accumulent.
Il est vivement recommandé, qui plus est, de vérifier l’étanchéité à l’air sur une base régulière. Cela freine les déperditions thermiques. À un niveau encore plus précis, les joints et intercalaires doivent être inspectés à un rythme soutenu. Leur remplacement s’impose quand ils ne remplissent plus leurs fonctions, afin d’éviter les ponts thermiques.
4. Une durabilité à évaluer sur le long terme
Ce dispositif éco responsable doit encore prouver sa résistance. L’exposition aux rayons ultraviolets est susceptible de réduire sa durée de vie. Les fabricants doivent, à ce titre, s’assurer que les matériaux employés à la conception n’aient qu’une faible émissivité. Sachant qu’avec le temps, les performances risquent de se détériorer.
La principale difficulté concerne le recul dont nous disposons. Les fenêtres solaires gagnent en popularité, mais il faudra mener des études supplémentaires pour déterminer concrètement leur capacité de résilience.
En tout cas, les films de protection solaire, les couches réfléchissantes ou encore les intercalaires warm edge constituent des solutions encourageantes. Le défi consiste, ici, à les utiliser judicieusement.
Afin de terminer ce tour d’horizon 2024 concernant les fenêtres solaires, consacrons quelques mots aux perspectives dans le domaine.
Fenêtres solaires : quelles perspectives et innovations ?
Nous tenons à nous renseigner et à vous renseigner régulièrement concernant les perspectives et innovations dans le secteur des énergies renouvelables. Nous consacrons, au demeurant, une rubrique complète de notre blog à cette thématique. En ce qui concerne les fenêtres captant la chaleur du soleil plus précisément, voilà ce qui se profile.
- On peut raisonnablement espérer une amélioration de l’efficacité dans les années/décennies à venir. Les cellules photovoltaïques à haute performance affichent un vrai potentiel. Elles viendront résoudre les problèmes de performances thermiques du vitrage solaire tel qu’on l’observe parfois de nos jours.
Les gaz isolants comme l’argon ou le krypton, quant à eux, laissent optimiste. De par leurs propriétés, ils réduisent la convection, font diminuer le risque de condensation entre les vitrages, et augmentent la qualité de l’isolation thermique.
- Il est question de nouvelles applications, appliquées à divers domaines. En équipant les véhicules de ces vitrages, notamment, on alimente la climatisation de manière plus propre et économique. Au-delà des constructions individuelles, les immeubles vêtus de murs-rideaux solaires pourraient bien refaçonner nos environnements urbains.
Et si l’on associait écologie avec sécurité ? Les vitrages anti-effraction munis de cellules photovoltaïques pourraient justement se démocratiser. Ils assurent plusieurs fonctions, notamment grâce aux vers feuilletés qui les constituent.
- À l’échelle macroéconomique, on entrevoit un essor très intéressant de cette technologie. Les fenêtres solaires ont parfaitement leur place en Asie ou en Amérique du Sud, par exemple. Les pays en voie de développement éprouvent des difficultés, il est vrai, à envisager de telles dépenses. Pour autant, les chercheurs s’appliquent à élaborer des solutions pour réduire les coûts de production. Et les prix sur les marchés, par la même occasion.
Les fenêtres solaires : quand production d’énergie rime avec isolation
Les fenêtres solaires sont particulièrement polyvalentes écologiquement. Elles fonctionnent grâce à l’emploi d’une énergie renouvelable (celle du rayonnement, donc) tout en participant à la limitation des déperditions thermiques. L’isolation renforcée forme un duo très efficace avec les apports en production énergétique.
Il n’est pas forcément question d’en équiper votre maison immédiatement. Ce genre de travaux demande un sens de la planification et de la budgétisation. Vous pourriez préférer les interventions séparées, progressives, et commencer par d’autres gestes de la rénovation énergétique. Cependant, pourquoi ne pas garder cette piste à l’esprit ?
Que vous souhaitiez donner une chance à ces vitrages solaires aujourd’hui ou dans quelques années, préférez une collaboration avec des experts. Notre équipe saura vous mettre en contact avec des professionnels agréés, afin d’opérer votre transition énergétique dans les meilleures conditions.
L’artisan professionnel pense à tous les facteurs. À savoir la définition des épaisseurs (simple, double ou triple vitrage…), opérations de menuiserie nécessaires, ou encore la rationalisation de l’isolation acoustique, l’effet des accessoires greffés sur le coefficient de transmission, etc.
Une chose est sûre : cette technologie n’a pas dit son dernier mot. Elle ne peut que gagner en efficacité et en accessibilité. La lumière naturelle devient une véritable alliée.
