Le calcul du potentiel solaire d’une ville

Ces outils constituent une aide précieuse pour la réalisation d’étude de faisabilité et la planification de systèmes photovoltaïques. Ces cartes permettent de connaître l’énergie que le soleil fait parvenir au m2 par an sur un territoire que ce soit à l’échelle d’un continent, d’un pays ou d’une ville.

A l’échelle urbaine, les cartes du potentiel solaire deviennent de plus en plus précises. On peut distinguer plusieurs générations de cartes par rapport à leur précision toujours croissante et à la capacité d’évaluer l’impact des ombres portées. La première génération de cartes était basée sur une analyse en 2D d’images aériennes disponibles sur internet comme par exemple Google Maps. Le repérage des toits par cette méthode s’avère très limitée car les images 2D ne permettent pas de connaître l’inclinaison ou les obstructions au rayonnement solaire. La génération suivante de cartes urbaines s’appuyait sur l’utilisation de la photogrammétrie aérienne qui permet de reconstituer une image en 3D des bâtiments. Cette technique permet d’obtenir des mesures précieuses pour l’étude d’un système photovoltaïque telles que la hauteur, la surface, l’inclinaison ou l’orientation. Cependant, cette technologie ne permet pas de calculer automatiquement les obstructions au rayonnement.

La dernière génération de cartes du potentiel solaire vise à utiliser des données de haute précision pour une évaluation systématique du rayonnement solaire des toits des immeubles. Les données LIDAR (Light Detection and Ranging) recueillies lors de scans aériens permettent de reconstituer automatiquement l’environnement urbain en 3D. Cette technologie de télédétection par laser permet d’atteindre une très haute résolution spatiale et de caractériser finement la forme tridimensionnelle des objets principaux de l’environnement urbain. Grâce à ces données de très haute précision, il est possible d’établir des cartes du potentiel solaire en tenant compte des ombres portées.

Cette technologie permet l’acquisition de données altimétriques avec une précision de l’ordre d’une dizaine de centimètres. Les informations enregistrées sont traitées pour produire un fichier de coordonnées (x,y,z). Le traitement de ces fichiers permet de générer un modèle numérique de surface (MNS) et de connaître une valeur d’altitude de la surface des objets comme le toit des bâtiments et des ouvrages d’art, ou encore la cime des arbres. Ces données tridimensionnelles permettent le développement de nouvelles applications comme le calcul du potentiel solaire pour chaque bâtiment.

Ainsi pour chaque toit d’une ville, il est possible d’étudier la faisabilité d’un système photovoltaïque. Cette technologie est utilisée par de plus en plus de villes dans le monde.