« Sunflower City » : solution inspirée de la nature pour maximiser l'énergie solaire dans les zones urbaines, inspirée du motif en spirale des graines de tournesol

« Sunflower City » : solution inspirée de la nature pour maximiser l'énergie solaire dans les zones urbaines, inspirée du motif en spirale des graines de tournesol
Table
  1. Le modèle de la ville tournesol
  2. Principales conclusions
  3. Signification et perspectives d'avenir


Les scientifiques conçoivent une ville « tournesol » pour stimuler l'énergie solaire dans les pays où l'ensoleillement est relativement faible.

La recherche de sources d’énergie renouvelables est devenue une priorité mondiale face à la consommation croissante d’énergie et à la nécessité urgente d’atténuer les effets du changement climatique. Dans ce contexte, l’énergie solaire apparaît comme une alternative cruciale, notamment dans les zones urbaines où le défi de son utilisation optimale est intensifié en raison de l’ombre projetée par les immeubles de grande hauteur.

Inspirés par la nature, en particulier par le motif en spirale des graines de tournesol, les chercheurs ont proposé une conception de ville innovante qui optimise la distribution et l'utilisation de l'énergie solaire dans les régions à rayonnement solaire relativement faible. Cette approche biomimétique, baptisée « ville tournesol », promet d’améliorer considérablement la captation des énergies renouvelables et de réduire l’empreinte carbone dans diverses régions du monde.

Le modèle de la ville tournesol

Dirigée par le Dr Ammar AT Alkhalidi, une équipe de chercheurs s'est appuyée sur des travaux antérieurs sur la distribution de graines de tournesol pour proposer un nouveau plan directeur pour les villes. Cette conception se caractérise par la disposition des bâtiments en spirales alternées rappelant une tête de tournesol. L'orientation et l'espacement entre les bâtiments sont optimisés pour minimiser l'ombrage et assurer un accès plus uniforme à la lumière du soleil.

À l’aide d’un logiciel de modélisation 3D et de simulation solaire, le motif du tournesol a été comparé aux conceptions urbaines traditionnelles en grille et radiales. Les chercheurs se sont concentrés sur le potentiel de production d'énergie photovoltaïque (PV) à partir des zones disponibles sur les toits et les façades de Varsovie, en Pologne, une ville de haute latitude où le rayonnement solaire annuel est plus faible.

Principales conclusions

  • La conception proposée a augmenté la surface ensoleillée disponible du toit de 4 % et la surface ensoleillée de la façade de 12 % par rapport aux conceptions en grille et radiales.
  • Plus précisément à Varsovie, les toits à motif tournesol pourraient générer environ 337 902 304 kWh d'énergie photovoltaïque potentielle par an.

Signification et perspectives d'avenir

Le modèle urbain biomimétique de la ville tournesol représente une voie prometteuse pour améliorer l’utilisation de l’énergie solaire, en particulier dans les villes limitées par des latitudes plus élevées ou des conditions d’ensoleillement moins intenses. Imitant l'efficacité géométrique de la nature, cette conception offre un modèle de croissance urbaine durable axée sur les énergies renouvelables.

Pour l’avenir, les chercheurs suggèrent que leur approche tournesol pourrait ouvrir la voie à de nouvelles meilleures pratiques en matière de planification urbaine, donnant dès le départ la priorité à l’énergie et à l’efficacité. Son adoption généralisée pourrait aider de nombreuses communautés à faire la transition vers des infrastructures respectueuses de l’environnement et alimentées par l’énergie solaire pour répondre aux demandes en ressources du 21e siècle.

De plus, les principes fondamentaux de ce modèle, qui utilisent des modèles naturels pour optimiser la répartition des ressources, pourraient inspirer des solutions innovantes dans diverses disciplines telles que l'architecture, les transports, la logistique, etc.

À une époque d’urbanisation rapide combinée à des impacts climatiques accélérés, les conceptions biomimétiques qui libèrent l’efficacité de la nature ont un potentiel important pour construire un avenir plus vert et plus durable pour les villes du monde entier.

Plus d'information: Un modèle de ville urbaine inspiré du tournesol pour améliorer l’utilisation de l’énergie solaire dans les pays à faible rayonnement solaire – ScienceDirect

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