lecea

Enhancing optimal exploitation of solar energy in Nordic cities through the digitalization of the built environment (2023 – 2026)

Depuis 2022, HEPIA collabore avec la NTNU dans le cadre du projet HELIOS. Le projet couvre quatre thématiques principales :

• Le développement d’outils de modélisation solaire adaptés pour traiter des cadastres solaires de toitures et de façades à grande échelle urbaine dans les villes nordiques, en tenant compte de l’impact spécifique des hautes latitudes sur la géométrie solaire.

• La modélisation géométrique de haute précision des façades (LOD élevé) à l’aide de techniques de photogrammétrie, telles que le lidar terrestre.

• La prévision de la production d’énergie solaire à différentes échelles de temps — court terme (journalier), moyen terme (50 ans) et long terme (100 ans) — dans des scénarios de changement climatique.

• L’acceptation sociale du photovoltaïque intégré au bâti (BIPV) par les parties prenantes concernées.

Trois doctorants travaillent sur ces thématiques sous la co-direction d’HEPIA.

En 2025 et 2026, HEPIA et la NTNU collaborent pour valider les modèles solaires développés par HEPIA pour la cartographie solaire des façades, en utilisant des pyranomètres pour mesurer l’irradiation sur deux sites :

• Un canyon urbain réel à Genève, avec des pyranomètres installés sur des bâtiments résidentiels situés de part et d’autre de la rue afin d’analyser les effets de réflexion.

• Le Zero Emission Building de la NTNU, un bâtiment académique moderne équipé de panneaux solaires en façade et d’un pyranomètre sur chaque orientation.

Les premiers résultats de comparaison entre modèle et réalité sont très prometteurs et vont dans la bonne direction pour valider le modèle d’HEPIA. Ce travail est en cours et sera achevé avant l’été 2026, puis présenté dans une publication scientifique.

Figure. Localisation géographique des études de cas et emplacement des pyranomètres a) Rue des Grottes à Genève, Suisse et b) au laboratoire ZEB à Trondheim, Norvège (Köker et al., 2025).

Lien WEB : projet HELIOS

Equipe de projet :

• HEPIA : Gilles Desthieux, Peter Gallinelli

• NTNU : Gabriele Lobaccaro, Mattia Manni, Irmak Köker

Publications :

Köker N. I., Giorio M., Lobaccaro G., Desthieux G., Gallinelli P., Jelle B. P., Manni M., 2025. A quality control scheme for solar irradiance measurements on facades in urban environments. Solar Energy Advances, Volume 5, https://doi.org/10.1016/j.seja.2024.100083.

Köker N. I., Lobaccaro G., Desthieux G., Gallinelli P., Manni M., 2025. Clustering-based machine learning algorithm to detect shadows and solar reflections in urban environments, J. Phys.: Conf. Ser. 3140 032003, DOI 10.1088/1742-6596/3140/3/032003

Enabling Framework for the Development of BIPV (2024-2027)

L’objectif principal du Task 15 (Agence internationale de l’énergie) est de créer un cadre facilitateur pour accélérer le déploiement du photovoltaïque intégré au bâti (BIPV) sur les marchés de l’énergie renouvelable et de la construction, en garantissant des conditions équitables entre BIPV, BAPV et les composants classiques de l’enveloppe du bâtiment, tout en intégrant les exigences réglementaires, esthétiques, de fiabilité et économiques du BIPV. La troisième phase du Task 15 se déroule de 2024 à 2027. Elle est coordonnée par la SUPSI et associe des chercheurs et entreprises répartis dans le monde entier.

La contribution d’HEPIA, soutenu financièrement par l’OFEN, se concentre sur la sous-tâche A, consacré aux défis et opportunités du BIPV dans une économie décarbonée et circulaire, avec un focus sur les aspects de marché, de durabilité et d’impact sociétal. Trois axes sont traités : l’analyse du marché du BIPV et de son potentiel (A1), son rôle dans les réglementations des bâtiments zéro énergie et les labels de durabilité (A2), et l’évaluation de son impact social (A3).

HEPIA, représenté par Gilles Desthieux, participe activement au Task 15 depuis le printemps 2025, à la fois par des contributions directes aux travaux de la sous-tâche (réunions, rapports) et via deux projets de R&D associés : F-SOL, soutenu par les SIG, qui cartographie le potentiel BIPV des façades à Genève selon l’irradiation et la typologie architecturale, et HELIOS, mené avec la NTNU-Trondheim, dédié à la modélisation solaire urbaine dans les villes nordiques.

Exemple de façade BIPV, tour CPEG (anciennement Firmenich), sur le site de PAV Nord à Genève. ©Solarwall

Liens Web: Task 15,

Publication :

• Rapport d’activités 2025 HEPIA (OFEN)

• Akbarinejad T., Bertolin C., Chivelet N. M., Desthieux G., Corti P., Rau B., Aden S. J, Lobaccaro G., Social dimensions of BIPV adoption in international case studies buildings through a qualitative analysi, 2025, To be published in the SWG 2025 Proceedings.

Financement : OFEN (pour la contribution d’HEPIA au Task)

Equipe de projet :

• Gilles Desthieux, Professeur associé, HEPIA/LECEA

• Maxence Locatelli, Collaborateur scientifique, HEPIA/LECEA

Etudes pilotes de réseaux géothermiques 4^ème et 5^ème génération à Genève (2025)

La décarbonisation du chauffage et du refroidissement des bâtiments, qui représentent 51 % de la consommation énergétique mondiale, est un enjeu majeur. Les réseaux de chaleur et de froid à distance de 4e et 5e génération sont reconnus par l’AIE comme des solutions clés, mais leur déploiement reste limité en raison de la complexité de leur planification.

Le projet « Planification digitalisée de réseaux thermiques de 5e génération » avec l’outil en ligne TESSA réalisé par la start up Planeto SA vise à aider les ingénieurs à concevoir et dimensionner des réseaux 4G et 5G utilisant la géothermie superficielle. TESSA devient ainsi un outil de référence pour accompagner la transition énergétique.

Dans le cadre de ce projet mené en partenariat entre Planeto et HEPIA, deux cas d’usage ont été étudiés dans le canton de Genève pour démontrer les performances et les coûts des solutions proposées. À Corsier-Village, plusieurs scénarios de réseaux 4G et 5G intégrant la géothermie peu profonde ont été évalués à l’horizon du climat en 2040. À Chêne-Bourg, zone urbaine dense disposant d’un réseau existant majoritairement fossile, l’objectif était de montrer la capacité de TESSA à analyser et adapter des infrastructures existantes en vue de leur décarbonation.

Ces études pilotes ont permis de consolider TESSA avec des fonctions avancées de gestion de données, de prédimensionnement de champs de sondes géothermiques, de modélisation et d’optimisation des réseaux. L’outil permet aussi de simuler l’évolution du bâti et du climat, d’intégrer des données GIS et de produire des cartes et rapports comparatifs pour soutenir la prise de décision.

Financement : SIG Fonds Vitale Innovation

Équipe de projet :

• Jonathan Chambers, Directeur technique, Giuglia Ruggeri, Directrice commerciale, PLANETO SA

• Gilles Desthieux, Professeur associé, HEPIA/LECEA

Capture d’écran de TESSA, sur un scénario 5G avec deux champs de sondes en Corsier.

F-SOL – Évaluation de l’adaptabilité des façades à l’énergie solaire (2025-2026)

Le projet F-SOL vise à compléter l’évaluation déjà existante du potentiel solaire des toitures du canton par une analyse du potentiel, encore largement sous-exploité, des façades, en particulier pour mieux couvrir la demande hivernale. Le projet est mené en partenariat avec le NTNU dans le cadre du projet HELIOS et du Task 15 (Agence internationale de l’énergie) sur le BIPV.

F-SOL analyse l’adaptabilité des façades au solaire en intégrant à la fois le potentiel d’irradiation et les contraintes architecturales et constructives.

Une première étape consiste à créer une couche spatiale des façades et une carte d’exclusion éliminant les bâtiments non éligibles (trop petits, villas, bâtiments strictement protégés ou voués à la démolition). Les façades restantes font ensuite l’objet d’un cadastre solaire basé sur un modèle d’irradiation tenant compte de l’orientation, des ombres, des réflexions et de configurations architecturales typiques. Les façades faiblement ensoleillées sont à leur tour exclues.

Carte des bâtiments exclus d’emblée (rouge), ciblant les bâtiments à évaluer (bleu)

Les façades suffisamment irradiées sont ensuite classées selon leur typologie architecturale, leur degré de protection patrimoniale et leurs caractéristiques morphologiques (taux de vide/plein, balcons, hauteur) afin d’évaluer leur compatibilité avec l’intégration solaire. Des relevés de terrain, réalisés sur des quartiers représentatifs, permettent d’estimer les surfaces réellement exploitables et de définir des règles généralisables sur le reste du Canton.

Enfin, une étude de faisabilité technico-économique est menée aux Avanchets pour un projet solaire intégrant toitures et façades, incluant des panneaux colorés et prenant en compte les contraintes architecturales, l’évolution du marché et les attentes des acteurs locaux.

Financement : SIG Fonds Vitale Innovation

Équipe de projet :

• Gilles Desthieux, Professeur associé, HEPIA/LECEA

• Maxence Locatelli, Collaborateur scientifique, HEPIA/LECEA

VéloClimat : collecte de données sur l'impact de l'environnement quand on se déplace à vélo

Du 27 juin au 6 juillet 2025, des chercheurs du CNRS et de Université Bretagne Sud se sont rendus à vélo à Rotterdam aux Pays-Bas depuis la commune de Saint-Jean La Poterie dans le Département du Morbihan, afin de participer à la douzième conférence internationale sur le climat urbain (ICUC12).

Les chercheurs souhaitaient profiter de cet événement pour :

- attirer l’attention des participants sur les enjeux d’un aménagement local raisonné et illustrer les possibilités d’atténuation des conséquences du changement climatique
- collecter des données afin d’améliorer les connaissances sur le lien entre l’organisation d’un territoire et sa réponse aux épisodes de surchauffe.

Ponctué d'ateliers participatifs et de collecte de données micro-météorologiques, le LECEA a participé à ce projet en développant et fournissant deux vélo-climatmètres.

Liens externes :

• France Inter
• LinkedIn
• Geomanum

Équipe de projet :

• Matthieu Gousseff, Jérémy Bernard, Jessica Pic, François Leconte, Erwan Bocher, Elisabeth Le Saux Wiederhold, Romain Bocher (Lycée Beaumont Redon, option sport), CNRS - UBS - LabSTICC
• Vincent Gremeaux et Mathieu Saubade, CHUV - médécine du sport
• Peter Gallinelli, Miguel Sanchez, Reto Camponovo, LECEA/HEPIA
• Olivier Ertz et Stephane Lecorney, Media Engineering Institute (Suisse), MEI