Des scientifiques de l’Imperial College de Londres et de l’Université d’Aberdeen ont proposé une nouvelle méthode pour étudier l’aménagement des toits urbains et d’optimiser le choix entre l’agriculture et la production d’énergie photovoltaïque. Tandis que la première solution offre des surfaces de culture supplémentaire, tout en réduisant les émissions carbone et les besoins de chauffer et de refroidir les bâtiments, le PV sur toiture permet quant à lui de réduire la dépendance à l’énergie du réseau.
Les scientifiques ont donc proposé un cadre de calcul qui intègre des simulations biogéochimiques et une simulation multi-objectif du système énergétique. L’objectif est d’évaluer les différentes options d’utilisation des toits. « Le modèle d’optimisation de la conception prend en compte la nature du toit, la conception du réseau, la configuration du système énergétique et la stratégie d’exploitation », ont expliqué les chercheurs, ajoutant qu’une étude de cas dans un quartier urbain de Shanghai comprenant 30 grands bâtiments commerciaux est venue étayer leur recherche.
Image : iScience
Ils ont examiné trois options agricoles différentes pour la culture de la tomate sur les toits : culture sur les toits (OPT2), dans des serres non conditionnées (OPT3), dans des serres conditionnées (OPT4). Ils ont également envisagé la possibilité de déployer un système PV (OPT1). A chaque fois, tout le cycle de vie a été passé en revue. Ainsi, dans le cas des options OPT2, OPT3 et OPT4, le coût de l’installation, l’énergie, l’eau, les pesticides et les engrais utilisés ont été pris en compte, ainsi que les revenus tirés de la tomate. Ils ont également utilisé une simulation DeNitrification-DeComposition (DNDC), simulation pour évaluer les émissions carbone et azote dans les procédés biochimiques. Pour les panneaux solaires, le coût et l’impact environnemental de l’installation, la production d’électricité, la maintenance et le recyclage ont été étudiés.
Résultat, leur analyse « Sustainable Design of Urban Rooftop FoodEnergy-Land Nexus », publiée dans iScience, a montré que, économiquement, le déploiement d’un panneau solaire est la solution préférable pour la plupart des cas. L’une des principales raisons est que « le panneau OPT1-PV a tendance à apporter plus d’avantages économiques à l’ensemble du système par rapport aux autres options d’agriculture sur les toits », ont déclaré les chercheurs. Cependant, ils notent également que OTP4 (une serre de toit avec une concentration de CO2, une température, un éclairage et une humidité contrôlés) offre un choix économiquement compétitif et écologiquement durable. Ils estiment par conséquent qu’une étude de tous les paramètres doit être systématisée lors des projets d’aménagement de l’espace sur les toits.
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