Les panneaux solaires sur toit peuvent-ils créer des îlots de chaleur urbain ?

Le changement climatique implique de plus en plus d’épisodes de fortes chaleurs. Selon l’ADEME (l’Agence de la transition écologique), deux fois plus de vagues de chaleurs sont à prévoir en France à horizon 2050. 

Les villes sont particulièrement vulnérables face à ces vagues de chaleur qui se manifestent par une surchauffe urbaine, qui renvoie directement au phénomène d’îlot de chaleur urbain. 

Un îlot de chaleur urbain (ICU), appelé « Urban Heat Island » en anglais (ou UHI), est un phénomène propre aux villes. Un ICU correspond à un réchauffement local de l’air en ville (comparé à la température de l’air en campagne). En résumé : il s’agit d’une bulle d’air chaud qui recouvre la ville lors des épisodes de fortes chaleurs, et principalement la nuit. 

Par exemple, Météo France a déjà observé une différence de température de 10 degrés entre Paris et Melun, une ville de Seine-et-Marne (77) située à 50 kilomètres seulement de la capitale.

On constate un écart de température entre ville (centre-ville d’Auxerre) et la campagne (Station météo de Perrigny) de :

• -0,3° à 10h ;
• +0,3° à 12h ;
• + 1,2° à 20h ;
• +3,7° à 2h ;
• +5° à 5h.

Ce qui montre bien qu’en période de fortes chaleurs, les températures en ville ont du mal à baisser, surtout la nuit. 

4 mécanismes peuvent expliquer l’apparition d’îlots de chaleur urbain :

• Le manque de végétation dans une ville : les études montrent que la végétalisation des villes permet de faire baisser la température ambiante ;
• Les rejets de chaleur liés aux activités humaines : et notamment la circulation en voiture dans les villes (ou encore le recours à la climatisation) ;
• La construction des bâtiments : il est prouvé qu’un revêtement clair sur les bâtiments des villes absorbe et retient moins la chaleur qu’un revêtement foncé ;

Le manque d’air : moins le vent circule en ville, moins la température ambiante peut baisser.

L’installation de panneaux solaires photovoltaïques présente de nombreux avantages et permet notamment de produire une énergie renouvelable, issue du rayonnement du soleil. C’est donc une énergie qui participe à la transition énergétique et à la lutte contre les effets du réchauffement climatique. 

Cependant, en produisant de l’électricité via l’énergie solaire, les panneaux photovoltaïques peuvent aussi produire de la chaleur. 

Il existe différentes études à ce sujet et il est difficile à l’heure actuelle d’avoir un avis tranché sur la question. 

Cependant, selon l’étude « A review on BIPV-induced temperature effects on urban heat islands », publiée en 2023, il est prouvé que les panneaux solaires photovoltaïques ont un impact direct sur la température ambiante dans les villes. 

Précisons toutefois que cette étude s’est principalement intéressée aux installations directement intégrées au bâtiment (et donc pas aux panneaux solaires posés selon la technique de surimposition).

L’étude démontre, qu’à l’échelle d’une ville, les panneaux solaires intégrés aux toitures peuvent réchauffer la ville s’ils ont un mauvais rendement. Mais, dès que les modules offrent un rendement supérieur à 20 % (ce qui est le cas de la plupart des installations actuelles), les panneaux solaires intégrés sur toiture permettent au final de réduire les ICU, et notamment la nuit.