Soutenance de thèse – Benjamin RIEDEL
jeudi 05 octobre 2023 à 9h30 à l’Amphithéâtre 160 de l’IUT, 28 avenue du Lac d’Annecy 73370 Le Bourget-du-Lac
Modules photovoltaïques colorés pour le bâtiment optimisés pour l’esthétique et la performance
Résumé:
Dans une optique de conception de bâtiments à énergie positive, une couverture totale des besoins en
énergie est possible grâce à l’énergie solaire. Ces bâtiments doivent aussi permettre une gestion
complète du confort intérieur et offrir une esthétique réussie conforme aux exigences des architectes.
Ces trois points demandent une intégration optimale de composants multifonctionnels solaires
photovoltaïques (BIPV) ou photovoltaïques /thermiques hybrides (BIPV/T). Cependant, l’intégration en
façade de modules PV entraîne une baisse du rendement énergétique par rapport à un système au sol
due, entre autres, à leur échauffement, au risque d’ombrages en milieu urbain et à la technique de
colorisation utilisée pour obtenir une esthétique particulière. Pour répondre à cette dernière contrainte,
un composant BIPV pour façade, alliant esthétique et performance selon une approche architecturale
optimisée est nécessaire. Ces travaux se concentrent sur le potentiel d’une technologie en particulier :
l’impression céramique sur verre. Grâce à plusieurs campagnes expérimentales et des outils d’analyse
numérique, des encres céramiques sont caractérisées sous différents aspects. D’abord, optiquement,
où l’étude des phénomènes de diffusion permet d’appréhender le comportement de la lumière dans ces milieux complexes. Elles sont également caractérisées énergétiquement, grâce à la fabrication de
nombreux modules PV avec faces avant imprimées. Le contrôle qu’offre la technologie sur les dessins
numériques permet de tester différentes techniques pour jouer sur l’œil de l’observateur, comme des
synthèses colorimétriques par pixellisation et des tramages. D’autres problématiques liées aux encres
sont abordées, comme la montée en température des modules colorés où encore l’impact des rayons
UV sur leur vieillissement. L’analyse des résultats expérimentaux permet de déterminer des solutions
globales pour optimiser l’intégration esthétique et le rendement de conversion électrique. Finalement,
une méthodologie de conception de modules BIPV esthétiques optimisés est proposée, le choix final du
compromis entre couleur et performance étant laissé à l’appréciation du concepteur.
Composition du jury :
M. Mathieu HÉBERT, Université Jean Monnet Saint-Etienne, Rapporteur
Mme Anne KAMINSKI, IMEP-LAHC, Rapporteure
Mme Laure-Emmanuelle PERRET-AEBI, LMNT Consultancy, Examinatrice
Mme Anne MIGAN-DUBOIS, Université Paris Saclay – Centrale Supelec, Examinatrice
M. Mohamed AMARA, INL, Examinateur
M. Christophe MENEZO, Université Savoie Mont-Blanc, Directeur de thèse
M. Philippe THONY, CEA de Grenoble – INES, Co-directeur de thèse