La compétition en quelques mots…

Le concours était organisé par le département américain de l’énergie et a été brillamment remporté par la Swiss Team à l’issue de plusieurs mois d’étude et de la construction de l’ouvrage in situ en 10 jours. L’équipe était composée d’étudiants venant de 4 écoles différentes, à savoir : l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), la Haute Ecole d’ingénierie et d’architecture de Fribourg (HEIA-FR), l’Université de Fribourg (UNIFR), ainsi que la Haute Ecole d’art et de design de Genève (HEAD).

L’ouvrage réalisé : Le Neighborhub

Le Neighborhub est une maison de quartier qui intègre diverses technologies durables comme des systèmes valorisant les énergies renouvelables, le monitoring, la gestion de l’eau et des déchets, la biodiversité et le choix de matériaux à faible impact carbone. Cette maison innovante a pour but d’offrir un espace de communauté et de collaboration à travers des thèmes mettant en valeur l’aspect de durabilité.

Le Neighborhub est constitué d’espaces multifonctionnels modulables en salle à manger ou en espace de réunion, de conférence, et même en ateliers éducatifs ou de réparation de vélos. Avec cette diversité d’affectations, la maison est un modèle de flexibilité remarquable répondant aux besoins variés d’un grand nombre d’occupants.

L’architecture 

La structure du bâtiment est réalisée en panneaux de bois stratifiés. L’ouvrage est divisé en deux parties bien distinctes « le core » qui est la partie centrale et « la skin » étant la partie externe.

Le concept énergétique général 

D’un point de vue énergétique, l’enveloppe du bâtiment est constituée de murs producteurs d’énergie grâce à des panneaux photovoltaïques et solaires thermiques pour l’eau chaude sanitaire et le chauffage des locaux. La toiture est végétalisée et utilisée pour la collecte des eaux de pluie servant à la machine à laver et à la pousse des fruits et légumes.

La conception électrique en détail 

La production électrique est garantie par 29 panneaux en totalité desservis sur les façades suivantes :

  • 7 panneaux en façade Est
  • 7 panneaux en façade Ouest
  • 15 panneaux en façade Sud

De manière générale, l’intégration de panneaux photovoltaïques en toiture est privilégiée du fait d’un meilleur rendement (avec un angle d’inclinaison à 30°).

Dans notre cas, nous avons osé le défi d’intégrer des panneaux en façade. Ces façades sont munies en alternance d’éléments fixes et d’éléments ouvrants. Il a été judicieux d’exploiter l’inclinaison des ouvrants pour les panneaux photovoltaïques au vu d’optimiser au maximum le rendement de ceux-ci.

Dans la modélisation du système avec le logiciel PVSyst, 3 onduleurs ont été prévus (1 par façade), soit deux onduleurs de 2’200W pour les parties Est et Ouest et un onduleur de 4’000W  pour la façade Sud, comprenant une chaîne par onduleur.

Une particularité dans la conception a été d’intégrer des optimiseurs de puissance sur chaque panneau. Ceci avait pour but de rendre chaque panneau indépendant des autres et de garantir une puissance maximale et, de ce fait, produire davantage d’énergie.

Une expérience inoubliable…

Thierry Anstett, ingénieur électricien chez Tecnoservice, a participé à l’étude du concept photovoltaïque de la villa de quartier (dans le cadre de ces études à la HEIA-FR) et s’est rendu sur place, à Denver (USA), du 5 au 15 octobre 2017 pour participer à la construction du Neighborhub. Il témoigne :

« Je suis très fier d’avoir eu l’opportunité de participer à un tel concours. Pouvoir étudier le concept des modules photovoltaïques et le concrétiser sur le terrain m’a permis d’acquérir un large panel de connaissances dans le domaine du solaire. De plus, nous avions pu communiquer avec des étudiants d’autres professions comme des architectes, ingénieurs civils, ingénieurs en environnement, responsables en communication et autres. Cette expérience aura été très bénéfique pour mon avenir professionnel au sein de l’entreprise Tecnoservice Engineering SA. »

Thierry Anstett