Impacts des façades photovoltaïques sur le microclimat thermique urbain et le confort thermique extérieur : Analyse basée sur la simulation

Les villes subissent les conséquences du changement climatique, notamment l'effet d'îlot de chaleur urbain (UHI), qui affecte de manière néfaste la santé humaine. À cet égard, le déploiement de modules photovoltaïques dans les locaux urbains suscite des interrogations sur l'impact des composants de bâtiment énergétiques actifs sur le microclimat thermique adjacente et le confort thermique humain. Une méthodologie à double approche basée sur la simulation aborde ce sujet : d'abord, les implications des photovoltaïques intégrés à la façade sur le microclimat thermique urbain sont examinées à l'aide d'une étude de cas à Munich, en Allemagne. Ensuite, une étude paramétrique nous permet d'acquérir de nouvelles informations sur la pertinence de plusieurs paramètres sur l'impact microthermal. Les résultats de la simulation montrent un effet de chauffage diurne des photovoltaïques sur la température radiante moyenne allant jusqu'à +5,47 K en été et +6,72 K en hiver. L'augmentation de la température radiante moyenne entraîne une élévation de l'Indice Universel du Climat Thermal allant jusqu'à +1,46 K en été et +2,21 K en hiver. Pendant la nuit, aucune augmentation de ces deux indicateurs n'est identifiée ; par conséquent, la récupération nocturne, élément clé pour la santé humaine, n'est pas affectée. Malgré une exposition humaine prolongée au stress thermique en été, les façades photovoltaïques améliorent l'autonomie annuelle de confort thermique extérieur de 0,91 % en raison d'un stress froid réduit en hiver. Les rendements photovoltaïques plus élevés et l'albédo plus faible de la surface du bâtiment de référence diminuent l'effet de chauffage. Cependant, avec les rendements actuels, les façades photovoltaïques entraînent systématiquement un chauffage du microclimat thermique environnant en été et réduisent le confort thermique extérieur.