Le rêve d’une solution énergétique en autosuffisance dans les maisons collectives est devenu pratiquement réalité à Wetzikon dans le canton suisse de Zurich. En tant que communauté d’autoconsommation, les propriétaires et les locataires peuvent s’alimenter entièrement et de manière légalement indépendante en chaleur et en électricité – un projet passionnant dans lequel un système de stockage Quattroporte E3/DC joue un rôle déterminant.

Dans le SonnenparkPLUS, un projet de construction neuve écologique, dix unités d’habitation sur cinq niveaux rassemblent une surface de référence énergétique de 1705 m². Les concepteurs et les maîtres d’ouvrage ont voulu créer une maison d’habitation novatrice qui fournit à ses habitants 24 H/24 de l’énergie solaire autoproduite, non seulement en matière de courant confort, mais aussi dans le domaine de la chaleur et de l’électromobilité. En mai 2018, le bâtiment était emménageable, l’installation PV avec son système de stockage E3/DC était opérationnelle et les pompes à chaleur et les bornes de recharge étaient installées.

• Réalisation : projet de construction neuve de 10 appartements, livraison 2018
• Site : CH-8620 Wetzikon
• Surface de référence énergétique : 1705 m² sur 5 niveaux
• Mode de chauffage : pompe à chaleur avec ventilation et récupération de chaleur
• Besoins en électricité : 65 000 kWh dont 15 000 kWh pour la pompe à chaleur
• Installation PV : 81,63 kWp (toit : 44,55 / façades : 37,08)
• Production : 68 012 kWh/a (prévisions)
• Accumulateur électrique : Quattroporte LINEA, 78 kWh
• Autoconsommation : 60 % (prévisions)
• Niveau d’autosuffisance : 63 % (prévisions)

Le projet a été conçu et réalisé par arento ag située à Hinwil, localité toute proche. Franz Schnider fait partie de la direction commerciale de l’entreprise et conçoit par conviction en tant qu’architecte les plans de maisons productrices d’énergie. arento ag mise sur la combinaison de matériaux écologiques et d’énergies renouvelables. M. Schnider décrit le principe sous-jacent comme suit : « Nous essayons avant tout d’utiliser le moins d’énergie possible. L’enveloppe de nos bâtiments est ce qui se fait de mieux, nous intégrons des systèmes de chauffage et de ventilation à haut rendement et nous formons nos clients dans le domaine de la consommation d’énergie. L’autre facette est ensuite une production performante d’électricité solaire ». Puis si le couplage des secteurs est réussi, une convergence finit par se produire : pour le mode de chauffage, les concepteurs ont misé sur la pompe à chaleur qui fournira sa part des besoins annuels globaux en électricité de 65 000 kWh et des frais d’achat estimés à 16 500 CHF. Ce qui représente par conséquent par unité d’habitation un total estimé à 6500 kWh soit 1 650 CHF.

Une enveloppe de bâtiment utilisée de manière cohérente

Les consignes visaient donc à un autoapprovisionnement 100 % électrique. En tant que concepteur, Martin Brawand, de l’entreprise de génie électrique Windgate, s’est retrouvé devant la tâche plutôt ardue de créer une capacité de production suffisante : « Si l’architecte conçoit une maison neutre en énergie ou à énergie positive, nous devons réussir à pouvoir couvrir au minimum les besoins du bâtiment avec l’installation photovoltaïque ». Les simulations effectuées au préalable l’ont montré rapidement : le potentiel de la surface du toit avec 44,55 kWp de puissance installée, avec une orientation est-ouest, ne serait pas suffisant pour obtenir l’autosuffisance visée pour cette maison collective.

Par conséquent les concepteurs ont souhaité tirer parti des deux façades favorablement situées par rapport au soleil et ont obtenu 37,08 kWp supplémentaires en utilisant la façade sud et la façade ouest. Avec une capacité totale de 81,63 kWp, la première étape a été franchie : le bâtiment produira tout au long de l’année certainement plus d’énergie que ses habitants en consommeront ; il pourra ainsi être considéré comme maison à énergie positive. Déjà les deux premiers mois d’été de fonctionnement ont confirmé les prévisions de Brawand misant naturellement sur une production solaire excédentaire importante en cette période fortement ensoleillée. Et la production d’électricité suit la course du soleil : les jours d’été, l’énergie est disponible dès 6 heures du matin et le soir aussi une puissance importante est encore là. Comme avantages des installations PV en façade, les concepteurs avancent, d’une part, leur multifonctionnalité en tant que producteurs d’électricité et l’enveloppe de bâtiment durable et, d’autre part, leur surface verticale idéale face à la position basse du soleil en hiver.

L’accumulateur en tant qu’élément central

Avec dix appartements, on est bien au-delà de la plage de capacité habituelle des centrales domestiques si l’accumulateur électrique doit tendre vers l’autosuffisance. Le SonnenparkPLUS possède un système de stockage E3/DC de la série Quattroporte avec une capacité de stockage de 78 kWh. La capacité élevée de la Quattroporte LINEA assure une autonomie d’alimentation pour toute la nuit indique Franz Schnider. Depuis son inauguration, cette maison collective est pratiquement autosuffisante et, même en hiver, le toit et la façade pourront assurer une contribution solaire importante directement ou par l’intermédiaire des systèmes de stockage : les concepteurs misent sur un degré d’autosuffisance de 63 % sur l’année. L’analyse des données de service disponibles jusque là montre que les habitants se comportent de manière très sobre et basée sur l’autoconsommation, ce qui laisse présager un pourcentage encore plus élevé.

Tout cela est possible parce que la gestion de l’énergie commande l’ensemble de la domotique avec une optimisation du solaire : en premier lieu l’électricité solaire est utilisée directement dans la maison, pour la production de chaleur et pour la ventilation. Naturellement pendant ce temps l’accumulateur se recharge toujours à temps pour que l’autoalimentation continue après le coucher du soleil. C’est seulement après celle-ci que l’alimentation réseau prend le relais, naturellement avec une production excédentaire relativement importante en été. Pour les habitants, cette priorisation signifie un changement complet ; en effet, à cause des tarifs de nuit économiques qui existent en Suisse, les clients du réseau électrique utilisent les appareils ménagers souvent dans la soirée. Grâce au soleil, le travail à la maison redevient une tâche en journée et la soirée est libre !

Un concept de facturation original

Mais le couplage des secteurs dans cette maison collective présente encore d’autres avantages : en effet, les concepteurs ont prévu d’emblée dans le garage souterrain quatre bornes de recharge de 22 kW pour voitures électriques qui peuvent également fonctionner à l’électricité solaire par l’intermédiaire de la gestion de l’énergie. Dans le SonnenparkPLUS, une Golf électrique est disponible gratuitement en auto-partage ; son utilisation par la communauté est organisée via une App. Par rapport aux projets immobiliers traditionnels de cette taille, ceci a notablement réduit le parc automobile du parking souterrain, rapporte Franz Schnider.

Les concepteurs du bâtiment ont accordé un soin tout particulier au système de facturation interne car, quel que soit son sens de la communauté, chaque foyer ne doit payer que pour ses propres besoins effectifs en électricité, chaleur et électromobilité. Avec tout cela, l’exploitant du réseau à Wetzikon est presque devenu un « marginal » : les gens de la maison n’ont besoin au niveau du raccordement du bâtiment que d’un point de comptage pour la production excédentaire exportée et pour le reste d’électricité prélevée sur le réseau. Tous les flux d’énergie au sein de la maison sont pilotés, mesurés avec précision et facturés individuellement par les systèmes de mesure et de contrôle avec une optimisation de l’apport solaire. Et un comportement avisé est récompensé, car l’électricité solaire, tant directement utilisée que stockée, représente une économie par rapport à l’électricité du réseau qui ne constitue que l’option ultime. L’autoapprovisionnement solaire dans les communautés d’habitation : en Suisse, c’est très simple !