Une grande partie du potentiel d’efficacité énergétique des bâtiments existants et du potentiel d’utilisation de l’énergie solaire reste encore inutilisée. À l’échelle mondiale, des objectifs et des cibles spécifiques sont fixés pour réduire notre impact environnemental sur le climat et garantir l’approvisionnement énergétique futur. La combinaison de l’amélioration de l’efficacité énergétique des bâtiments – par le biais d’interventions de rénovation et de nouveaux développements – et de l’augmentation de l’utilisation des sources d’énergie renouvelables est donc un enjeu clé pour réduire l’utilisation d’énergies fossiles et les émissions de gaz à effet de serre, vers une transition énergétique à faible émission de carbone.
L’utilisation accrue de l’énergie solaire est l’une des voies de développement importantes, où le tissu urbain doit utiliser les apports solaires passifs et la lumière du jour pour réduire la consommation d’énergie dans les bâtiments, ainsi que pour améliorer le confort des habitants à l’intérieur et à l’extérieur. De plus, les systèmes d’énergie solaire active intégrés dans le contexte urbain contribuent à la production d’énergie renouvelable sous forme de chaleur et d’électricité. Toutes ces stratégies aident les villes et les citoyens à atteindre des objectifs de développement durable.
Les quartiers solaires sont de plus en plus importants pour atteindre les objectifs d’îlots à consommation énergétique nette zéro au sein de villes à faible émission de carbone. Dans le cadre de la tâche 63 de l’IEA SHC, la planification de quartiers qui traitent de la production d’énergie renouvelable sur place permettra de mettre en œuvre ou de préparer les technologies solaires thermiques et photovoltaïques, ainsi que de créer un accès à la lumière du jour et à la lumière du soleil pour obtenir des environnements urbains plus sains. Les quartiers solaires créent également des environnements qui sont autosuffisants en énergie (ressources) et résilients aux fluctuations des prix de l’énergie ou à la dépendance aux importations d’énergie, ce qui contribue à assurer l’avenir des villes.
Dans cette tâche, un voisinage est défini comme un groupe de bâtiments, un quartier ou une enceinte. Il s’agit d’une zone géographique spécifique définie dans l’espace, comprenant souvent différents types de bâtiments et de fonctions, d’espaces ouverts et d’infrastructures. Un quartier peut faire partie d’une grande ville ou d’un petit village. Il peut s’agir d’une zone urbaine, d’un développement rural ou d’une communauté isolée. De plus, il peut être connecté à un réseau de chauffage/refroidissement urbain ou à l’extérieur de celui-ci, ce qui pose des défis aux conditions et aux limites très différents.
Le champ d’application de la tâche comprend les questions liées à l’énergie solaire
Les aspects liés à l’énergie solaire comprennent les systèmes solaires actifs (solaire thermique et photovoltaïque) et les stratégies passives. Les stratégies solaires passives comprennent le chauffage et le refroidissement solaires passifs, l’éclairage naturel et le confort thermique/visuel dans les environnements intérieurs et extérieurs. L’utilisation intelligente des surfaces des bâtiments ainsi que des espaces/surfaces publiques ouverts dans les quartiers est un défi important, qui peut susciter des conflits entre les utilisations concurrentes de l’énergie solaire (par exemple, la lumière du jour par rapport à la production d’énergie), mais aussi des conflits dans l’utilisation d’autres solutions telles que les façades/toits verts. En outre, les synergies sont importantes pour identifier, par exemple, différentes fonctions du bâtiment au sein du quartier avec différents profils de charge énergétique. Bien que l’accent soit mis sur les aspects liés à l’énergie solaire, ceux-ci doivent être traités en relation avec d’autres objectifs concurrents ou synergiques. Le rôle des enjeux solaires liés à l’énergie, à l’environnement, à l’économie, au confort et à la santé des habitants est au centre des préoccupations.
Les quartiers à l’intérieur des réseaux de chauffage urbain ainsi qu’à l’extérieur seront pris en compte. Le déploiement des réseaux de quartier est de plus en plus fréquent. Un réseau de chauffage urbain, fournissant du chauffage des locaux et de l’eau chaude sanitaire, donne lieu à des barrières et à des stratégies énergétiques différentes de celles des quartiers situés en dehors de ces réseaux.
Les stockages sont devenus plus importants
Par conséquent, les concepts et les stratégies seront différents et intéressants à étudier. Étant donné que la production d’énergie renouvelable entraîne souvent une production inégale dans le temps, les stockages sont devenus plus importants. Par conséquent, les stockages thermiques et électriques dans le cadre du système énergétique et des concepts de quartiers solaires seront pris en compte dans cette tâche. La tâche 63 explorera différents concepts énergétiques et environnementaux pour les quartiers.
Les résultats de la tâche 51 du SHC ont souligné la nécessité de poursuivre les travaux à l’échelle du quartier, en particulier en ce qui concerne les stratégies et les concepts de planification solaire, les stratégies économiques et l’engagement des parties prenantes. En outre, les outils de planification solaire et leur couplage dans un flux de travail efficace (c’est-à-dire l’approche de co-simulation) deviennent de plus en plus importants en raison d’un besoin croissant d’outils d’aide à la décision dans les premières phases de planification. Les outils de planification solaire seraient principalement utilisés pour évaluer le potentiel solaire actif, l’éclairage naturel, le confort thermique et visuel, ainsi que d’autres questions architecturales.
Quid des objectifs ?
L’objectif principal de la tâche 63 est d’aider les promoteurs, les propriétaires/associations, les architectes, les urbanistes, les municipalités, les institutions et d’autres acteurs clés à créer des quartiers solaires qui favorisent l’accès à l’énergie solaire à long terme pour la production d’énergie et pour l’éclairage naturel des bâtiments et des environnements extérieurs, ce qui se traduit par des environnements durables et sains.
Les types de soutien développés dans le cadre de cette tâche comprennent des stratégies pour la conception de communautés nouvelles et existantes, en mettant l’accent sur l’énergie solaire, comprenant des méthodes pour sécuriser l’accès à la lumière du soleil (droit à la lumière). En outre, la tâche vise à se concentrer sur les stratégies économiques et les modèles commerciaux pour une meilleure utilisation de l’énergie solaire passive et active. Outre les valeurs économiques, les valeurs ajoutées ou les co-bénéfices de l’énergie solaire sont pris en compte. Un autre objectif est d’étudier le flux de travail des outils nécessaires à l’aide à la décision dans toutes les étapes de la planification (chaîne d’outils). Enfin, des études de cas dans chaque pays participant constitueront un élément central pour établir des liens étroits avec la pratique et la mise en œuvre.
Identifier les obstacles et tester des stratégies
Pour atteindre ces objectifs, des travaux sont nécessaires sur quatre thèmes principaux :
- Stratégies et concepts de planification solaire pour atteindre des quartiers à consommation énergétique nette zéro et à zéro émission.
- Stratégies économiques, y compris les valeurs ajoutées et l’engagement des parties prenantes.
- Outils de planification solaire pour les quartiers nouveaux et existants.
- Des études de cas et des histoires, pour tester les développements de la tâche en dialogue avec les acteurs clés, les mettre en œuvre et les diffuser.
La tâche 63 nécessitera un dialogue et une coopération avec les principaux acteurs de la planification des quartiers dans chaque pays participant. Il s’agit notamment de promoteurs, de propriétaires immobiliers, d’architectes, de consultants, d’urbanistes, de municipalités et d’autres institutions. Cette coopération donne la possibilité d’identifier les obstacles et de tester des stratégies, des méthodes et des outils pour obtenir un retour d’information sur les besoins de développement. De plus, des études de cas et des leçons apprises seront documentées pour montrer des exemples inspirants de quartiers solaires. Les collaborations locales au sein des municipalités sont un élément important qui complète la coopération internationale au sein de la tâche et relie les experts de la tâche à la pratique et à la mise en œuvre dans chaque pays.