Le fonctionnement des systèmes solaires dans les régions froides rencontre une limitation récurrente : l’accumulation de neige sur les modules, ce qui réduit le rayonnement disponible et perturbe le fonctionnement pendant des semaines. Jusqu’à présent, les alternatives incluaient des procédures de nettoyage manuel ou des mécanismes de chauffage, tous deux avec des coûts opérationnels élevés.
Ce défi a motivé de nouvelles lignes de recherche dans des centres spécialisés suisses, qui travaillent sur des solutions capables d’intégrer des techniques passives et des matériaux optimisés pour les basses températures, dans le but de minimiser les interruptions typiques de l’hiver et de transformer l’industrie énergétique.
La proposition du Centre Suisse d’Énergie Renouvelable Alpine (SERA)
Le Centre Suisse d’Énergie Renouvelable Alpine (SERA) a présenté un système solaire conçu pour réduire l’accumulation de neige et maintenir la production sans intervention supplémentaire.
La recherche, publiée dans le Journal of Cleaner Production, repose sur :
- Surfaces photothermiques qui absorbent une partie du rayonnement et élèvent légèrement la température du panneau, favorisant le dégel sans consommer d’énergie externe.
- Structures à angles dynamiques qui s’ajustent au terrain et facilitent le glissement de la neige.
- Revêtements hydrophobes qui empêchent l’adhésion de la glace et accélèrent le drainage de l’eau fondue.
De plus, SERA a travaillé avec des semi-conducteurs adaptés au froid, améliorant le rendement des modules en période de faible rayonnement. Lors d’essais réalisés dans le canton du Valais, les prototypes ont maintenu plus de 90 % de leur opérabilité après des épisodes de neige intense, sans nécessiter de nettoyage manuel.
Conception structurelle et avantages
Le défi de la neige ne se limite pas à l’obstruction optique : l’accumulation augmente le poids, modifie le flux de vent et génère des zones d’ombre qui affectent la durée de vie des composants.
La proposition combine :
- Orientation variable et hauteur accrue par rapport aux installations conventionnelles.
- Utilisation de la gravité et des vents dominants pour déplacer la neige.
- Inclinaison dynamique qui réduit les zones d’accumulation et diminue le stress mécanique.
Les conclusions de l’équipe montrent que cette stratégie réduit la fréquence de maintenance, évite l’utilisation de chauffages et diminue les coûts et la consommation énergétique. Les revêtements hydrophobes, en outre, présentent une résistance aux changements thermiques et à la corrosion, augmentant la durée de vie des modules.
Implications énergétiques et politiques
Ce projet a des implications directes dans les pays avec des hivers prolongés, où l’énergie photovoltaïque est essentielle dans la planification énergétique. Un système qui maintient son rendement sous la neige permet de réduire l’écart entre la production et la demande pendant les mois froids.
La Suisse prévoit d’appliquer cette technologie dans des projets alpins liés au programme Net Zero 2050, dans le but de diversifier la production et de renforcer l’autosuffisance électrique. Son incorporation dans des parcs solaires de grande envergure est également à l’étude, où la continuité opérationnelle est stratégique.
En parallèle, le Parti Vert soutient l’initiative citoyenne Solar Initiative, qui propose d’inclure des installations solaires dans les nouvelles constructions et rénovations, sauf exceptions justifiées. L’objectif est que l’énergie solaire, avec l’hydraulique, devienne le pilier de la matrice énergétique suisse.
Innovation complémentaire : le système Helioplant
Un autre bloc de recherche provient de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), de l’Institut WSL de Neige et Avalanches et de l’entreprise autrichienne Ehoch2. Leur proposition, appelée Helioplant, consiste en un système vertical multicouche avec des panneaux orientés dans différentes directions pour tirer parti de la réflectivité de la neige.
Le modèle Snowbedfoam analyse le comportement de la neige en fonction du vent, de l’orientation et de la distance au sol. Les essais montrent que :
- Élever les modules d’au moins 60 cm et les aligner avec les vents dominants réduit significativement l’accumulation.
- Un espacement ajusté entre les panneaux favorise le détachement des flocons et évite les zones d’ombre.
Cette approche vise à adapter la conception aux reliefs irréguliers et à étudier son impact sur la production électrique réelle.
Les innovations suisses dans les systèmes solaires pour les environnements enneigés représentent une avancée décisive dans la transition énergétique. En combinant des matériaux optimisés, des structures dynamiques et des revêtements spécialisés, il est possible de maintenir la production photovoltaïque dans des conditions extrêmes, réduisant les coûts et augmentant la résilience.
L’intégration de ces technologies dans des projets alpins et des parcs solaires de grande envergure renforce la vision de la Suisse vers un avenir Net Zero 2050, où l’énergie solaire et l’hydraulique se consolident comme des piliers de la matrice énergétique nationale.
