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Maison passive

2010-06-07T17:45:57Z

Elecosolaire : /* Troisième pilier : La fenêtre */

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La notion de '''maison passive''' est une norme (allemande) énergétique d'un bâtiment ainsi qu'une appellation utilisée pour certains types de maisons. C'est une maison à très faible consommation [[énergie|énergétique]]. Elle offre toute l'année - contrairement à une maison de [[construction conventionnelle]] - une température ambiante agréable sans l'application conventionnelle d'un [[chauffage]].

== Qu'est-ce qu'une maison passive ? ==

=== Norme énergétique ===

[[image:Passivhaus_section_en.jpg|thumb|250px|right|Principe de la maison passive, ici avec [[puits canadien]].]]

La maison passive est un moyen de réduire la consommation d'[[énergie]] (low-energy-house, ou maison basse conso, ou maison basse énergie). On désigne généralement par maison passive un bâtiment qui est pratiquement autonome pour ses besoins en chauffage. Il se contente des apports solaires, des apports métaboliques (habitants, machines) et d'une bonne isolation, ce qui relègue le rôle du chauffage à un simple appoint. La norme allemande "Passivhaus" est accordée à partir d'un besoin de chauffage inférieur à 15 kWh/m²/an, et un besoin de moins de 50 kWh/m²/an d'énergie finale (les 15 kWh/m²/an du chauffage + l'énergie nécessaire au chauffage de l'eau + l'électricité consommée par la ventilation + climatisation+électricité domestique). Un besoin calorifique aussi faible signifie qu'en pratique ces habitations n'utilisent un système de chauffage que quelques jours par an (et non pas qu'elles ont besoin d'une chaudière miniature). En comparaison, les logements des années 1960 et 1970 nécessitent en moyenne, 320 kWh/m²/an.

La norme fixe également des exigences minimales au niveau de la résistance thermique des différents éléments de l'ouvrage (murs, fenêtre, toit, etc.), cependant, il est possible d'obtenir les performances d'une maison passive sans pour autant respecter ces exigences. En effet, il y a deux manières de réduire les besoins énergétiques :
* la première consiste à isoler le bâtiment pour diminuer ses pertes, c'est la surisolation, qui utilise par exemple des triples vitrages et des épaisseurs d'isolant de plusieurs dizaines de cm.
* la seconde consiste à augmenter les apports solaires, c'est le [[maison bioclimatique|bioclimatisme]], qui cherche plus à capter mieux qu'à perdre moins (puisque l'énergie est gratuite et renouvelable).

La plupart du temps, une maison passive est le résultat de ces deux méthodes, mais la norme Passivhaus et le label MinergieP suisse (sensiblement équivalent) penchent toutes deux plus du côté surisolation. La limite de cette démarche est son coût, car les grandes épaisseurs d'isolants et les vitrages performants ne sont pas bon marché.

Enfin, puisque les besoins sont diminués, la part des apports internes dus aux occupants de la maison et à leurs activités n'est plus négligeable, et au contraire devient un apport important. C'est pour ces raisons qu'on utilise le terme de "passif" car la majeure partie des besoins de chauffage sont remplis automatiquement, sans appareil mécanique ni surveillance ou programmation. L'inconvénient c'est que les performances de la maison deviennent du coup dépendantes du mode de vie de ses occupants : ceux-ci peuvent tout à fait plomber le bilan final en utilisant mal les fenêtres ou le système de ventilation (par exemple).

=== Principe de fonction ===

==== Principe I - réduire au maximum les pertes de chaleur ====
# '''Diminuer les déperditions thermiques par transmission''' : pour ce faire, le coefficient de transmission thermique des parois extérieures de la construction (coefficient U) doit être inférieur à 0,15 W/m²K, voir 0,10 W/m²K pour des maisons de type unifamilial. Le coefficient de transmission thermique de la fenêtre, constituée du vitrage, de son intercalaire et du châssis (Uw) doit être inférieur à 0,8 W/m²K. Le facteur [[énergie solaire|solaire]] du vitrage doit, lui, être supérieur à 50% afin de pouvoir encore bénéficier des gains d'[[énergie solaire]] en hiver.
# '''Diminuer les déperditions thermiques par ventilation''' : L'approvisionnement en [[air]] frais est assuré par une ventilation mécanique contrôlée (VMC) à double flux. L'alimentation et l'extraction mécanique permettent d'optimiser la ventilation suivant les besoins, et ce, indépendamment des conditions climatiques extérieures. Pour réduire les déperditions liées à la ventilation, la « maison passive » sera obligatoirement équipée d'un récupérateur de chaleur (système double flux). Le taux de récupération de l'échangeur doit être au moins égal à 80%. Pour respecter l'objectif d'efficacité énergétique, il est impératif que l'énergie de ventilation soit inférieure ou égale à 0,4 Wh par mètre cube de volume d'[[air]] acheminé. L'efficacité thermique du système de ventilation peut être améliorée par l'usage d'un échangeur air/sol ([[puits canadien|puits canadien ou puits provençal]]) ou eau/sol qui préchauffe en hiver et pré-rafraîchit en été l'air neuf. Il supprime aussi totalement les risques de gel de l'eau condensée dans l'échangeur récupérateur.

Les pertes de chaleur par transmission de l'enveloppe sont très réduites grâce à une [[isolation thermique]] renforcée si bien que les pertes calorifiques par « infiltration » d'[[air]] peuvent devenir prépondérantes et constituer la principale cause de perte de chaleur. C'est pourquoi, une attention toute particulière doit être portée à la réalisation de l'étanchéité du bâtiment, mûrs et surtout ouvertures portes et fenêtres. Il est donc indispensable d'utiliser une VMC afin de renouveler l'[[air]] consommé par les habitants. En effet, dans une maison étanche il faut renouveler l'oxygène et évacuer dioxyde de carbone et vapeur d'eau, ainsi que toutes les odeurs et émissions créées à l'intérieur du bâtiment (cuisine, produits de nettoyage, résidus de construction comme les solvants de peinture, vernis ou colles, aérosols et en règle générale, tous les composés organiques volatils, abrégés COV). La ventilation permet donc d'empêcher l'accumulation d'[[pollution|éléments toxiques]] dans l'air qui rendraient l'intérieur particulièrement malsain.

Dans la plupart des maisons passives, l'air extérieur est au préalable préchauffé dans un échangeur à chaleur air/sol (un [[puits_canadien|puits canadien ou puits provençal]]). Ensuite cet air préchauffé se réchauffe à nouveau dans le récupérateur de chaleur qui extrait la chaleur de l'air sortant (un avantage majeur de l'échangeur air/sol est qu'il assure une température > 0°C à l'entrée du récupérateur air/air et évite totalement le risque de givrage). Enfin, il est encore possible d'ajouter un système de chauffage directement à la sortie de l'échangeur pour rajouter les derniers °C nécessaires (ça peut être une batterie d'eau chaude, ou une résistance électrique moins de 50°C).

Le besoin en chaleur est si faible (inférieur à 10W/m²) qu'il peut être comblé par les simples apports métaboliques, les appareils de cuisson de la cuisine, les équipements électriques (hifi, ordinateur, télévision,...) et la récupération de chaleur de la ventilation (si l'échangeur de la VMC récupère les 4/5 de la chaleur qui sort, il suffit que les habitants et les appareils de la maison produisent l'équivalent du cinquième restant pour que la température reste stable). Une source supplémentaire (par exemple poêle à bois, radiateur ou chauffage par le sol) n'est pas nécessaire.

==== Principe II - Maximiser les gains de chaleur ====
Le réchauffement général a lieu passivement :
* l'utilisation du chauffage [[énergie solaire|solaire]] passif au travers des fenêtres ou des façades de verre ;
* la chaleur perdue des appareils électriques et l'habitant.

Sur la base des faibles besoins en [[énergie]] de chauffage, une maison passive devrait pouvoir fonctionner sans un chauffage conventionnel, mais avec un simple chauffage d'appoint.

== Avantages ==

* Conservation de la chaleur à long terme (sous réserve d'utilisation de matériaux d'isolation durables).
* Bien moins de problèmes d'humidité (sous réserve du bon entretien de la VMC).
* Plus de confort grâce à un meilleur équilibre de la température et de l'humidité (réserves identiques).
* Une meilleure qualité de l'[[air]] (réserves identiques).
* Économiquement attrayant grâce à des frais de chauffage minimaux, mais il faut compter un certain temps pour rentabiliser le surcoût de départ avec le prix de l'énergie d'aujourd'hui.
* [[écologie|Écologique]]: protection des ressources, émission réduite de [[CO2|CO<sub>2</sub>]].

== Les quatre piliers du standard « maison passive » ==

Par rapport à un bâtiment conventionnel, une « maison passive » présente bien des avantages. Elle génère de grandes économies de chauffage, offre un meilleur confort thermique et garantit une excellente qualité de l'[[air]].

Ainsi, alors que le besoin d'[[énergie]] de chauffage d'une maison classique neuve (selon les normes en vigueur actuellement) s'élève à environ 110 kWh par mètre carré de surface chauffée par année, celui d'une maison passive est réduit à 15 kWh par mètre carré par an. Comment parvenir à une telle performance? Il suffit de prendre en compte les quatre principes suivants, que nous appelons les quatre piliers de la « maison passive ».

=== Premier pilier : L'isolation thermique ===
Emballée chaudement dans une épaisseur importante d'[[isolation]] thermique, la « maison passive » subit une perte de chaleur très limitée. Les besoins en chauffage encore nécessaires sont presque réduits à néant. Ici, des « radiateurs » qui passent habituellement inaperçus - la chaleur humaine, les appareils électroménagers et l'[[éclairage]] - commencent à prendre toute leur importance. Cette chaleur de fonctionnement est généralement négligeable dans les bâtiments qui ne sont que peu isolés (ou pas du tout). Mais ici, elle n'est plus perdue, elle est valorisée.

Là où l'[[isolation]] thermique est traditionnellement épaisse de huit à dix centimètres, elle dépasse couramment les trente centimètres dans « une maison passive ». Il ne faut pourtant pas croire que seule l'épaisseur de l'isolant compte. Sa position dans l'épaisseur du mur est primordiale. Ainsi, dans une maison passive, l'isolant se trouve à l'extérieur. Il recouvre ainsi l'intégralité de la maison sans qu'il n'y ait de points faibles (les ponts thermiques). L'isolation par l'intérieur est proscrite, car justement elle "fabrique" intrinsèquement des ponts thermiques (au niveau des dalles, cloisons, balcons...) et donc, dépasser 10 cm d'isolant lorsqu'on utilise l'isolation intérieure n'a aucun intérêt, car cela ne fait que renforcer les pertes de ces zones. L'isolation peut également être répartie, dans ce cas c'est le matériau du mur lui-même qui est isolant (par exemple : maison à ossature bois ou briques monomur), mais une épaisseur minimale doit être respectée !

L'absence d'investissement dans un système de chauffage conventionnel entraîne une diminution considérable des coûts de chauffage annuels. Cependant, le bilan investissement montre un surcoût qui décroit avec le développement des compétences (10 à 15% en France, 6 à 8 % en Allemagne ou en Autriche). L'amortissement est de quelques années (6 à 10 ans) et dépend fortement de l'évolution du prix de l'énergie. Sur le cycle de vie conventionnel de 50 ans la rentabilité est excellente et l'impact environnemental très fortement réduit.

=== Deuxième pilier : La ventilation ===
Le deuxième pilier du concept de « maison passive » est la ventilation en fonction des besoins. Elle assure continuellement une parfaite qualité de l'[[air]] interne et cela indépendamment des conditions climatiques externes. C'est, en quelque sorte, le cœur de la « maison passive ».

Une ventilation mécanique contrôlée (VMC) à double flux avec récupération de chaleur insuffle de l'[[air]] frais dans les espaces de vie (chambre, séjour, bureau) et extrait l'[[air]] vicié des espaces utilitaires (salles d'eau et de bain, cuisine, toilette). Moyennant un échangeur de chaleur efficace, l'[[air]] frais est préchauffé par la chaleur de l'[[air]] vicié évacué sans mélanger les flux.

[[Image:VMC2flux.jpg|right|500px]]

Une bonne ventilation à double flux assure un renouvellement d'air adapté à l'occupation de la maison et indépendant du climat ou de la météo. Cependant, pour que le système marche convenablement, il est indispensable de laisser les fenêtres et portes fermées. En effet, l'air est insufflé dans certaines pièces et aspiré dans l'autre, il circule des unes vers les autres en passant sous les portes intérieures (qui pour cette raison doivent avoir au moins 1 cm d'espace entre le bas de la porte et le sol). Si une porte ou une fenêtre extérieure est ouverte, le flux d'air entre les pièces sera complètement modifié, les échanges ainsi créés ne passeront plus par l'échangeur et donc, la chaleur récupérable ne le sera pas. Dans une maison équipée d'une bonne VMC double-flux, la ventilation par ouverture des fenêtres est inutile, car les débits sont supérieurs aux besoins de renouvellement. Cela ne veut pas dire qu'il est interdit d'ouvrir les fenêtres, mais seulement que ce plaisir doit être bref. Enfin, les fenêtres à oscillo-battant qu'on peut entrouvrir sont à proscrire dans une maison passive. Le comportement de l'occupant peut ainsi faire très largement baisser les performances de l'ensemble par une mauvaise utilisation.

Un tel système de ventilation permet de contrôler en permanence l'air introduit dans la maison (puisque l'entrée d'air est unique) ce qui permet de le filtrer et de le débarrasser de toutes particules, pollen ou agent allergène. Attention cependant, les filtres exigent un entretien régulier sous peine de réduire le débit, d'augmenter la consommation énergétique et de diffuser de l'air encore plus pollué que celui d'origine. Ce système est coûteux en énergie (entre 350 et 500 kWh/an pour une maison individuelle) et entretien (nettoyage des filtres obligatoire une fois par an, nettoyage des conduites une fois par an aussi dans l'idéal). Il est judicieux d'alimenter directement la ventilation à l'aide de capteurs photovoltaïques et de batteries tampon.

=== Troisième pilier : La fenêtre ===
La fenêtre est, d'un point de vue thermique, le maillon faible de la paroi extérieure. C'est à travers elle que se perd la plus grande partie de la chaleur. Mais, dans le même temps, elle laisse pénétrer le rayonnement [[énergie solaire|solaire]] qui participe à chauffer le bâtiment.

Dans la « '''maison passive », la déperdition de chaleur d'un double vitrage classique est encore diminuée''' de moitié par l'utilisation''' d'un triple vitrage à basse émissivité. Le point faible n'est désormais plus la surface vitrée, mais le châssis de fenêtre, ce qui mène à favoriser un nombre restreint de grandes''' surfaces vitrées plutôt qu'une multitude de petites fenêtres.

L'utilisation d'un triple vitrage augmente le confort thermique par sa température de surface voisine de l'air intérieur. Par ailleurs, l'utilisation de fenêtres de grande taille laisse pénétrer plus de chaleur et de lumière naturelles.

L'orientation du vitrage est également primordiale : une vitre verticale sud est excédentaire en énergie (d'autant plus si elle est occultée la nuit par un volet). Il faut donc placer le plus possible de fenêtres au sud. Les vitres nord sont toujours déficitaires, il faut donc éviter d'en mettre. Les vitres est et ouest sont déficitaires également, elles ne jouent donc aucun rôle d'apport solaire en hiver, par contre, elles apportent beaucoup de chaleur en été alors qu'on cherche à l'éviter. En pratique, les vitres situées à l'est provoquent moins de surchauffes que celles de l'ouest. En résumé, il faut maximiser les ouvertures au sud, être raisonnable sur celles de l'est, et en mettre le minimum à l'ouest et au nord. Ce sont les principes de bases des [[maison bioclimatique|maisons bioclimatiques]] et [[maison solaire|solaires]].

Pour parfaire l'étanchéité mieux vaut, là ou cela est possible ( nettoyage extérieur) avoir des châssis fixes (non ouvrants). Pour les châssis ouvrants, '''privilégiez des châssis à triples joints d'étanchéité. Enfin, les vitrages seront collés en périphérie dans les cadres (et non pas calés) ce qui élimine tout passage d'air à travers les parcloses.'''

Enfin, un double vitrage qui n'est pas occulté par un volet plein la nuit perd plus d'énergie au total qu'un simple vitrage qui est occulté la nuit (c'est valable également pour les doubles et triples vitrages avec ou sans volets) ce qui signifie qu'il est très important également de prévoir des volets isolants (roulants ou battants, mais sans persiennes, ouvertures ou trous de toute nature) et de les fermer dès que la nuit est tombée en hiver. Encore une fois, une mauvaise gestion des ouvrants par l'occupant peut engendrer une baisse sensible de l'efficacité de la maison.

=== Quatrième pilier : Les ponts thermiques et l'étanchéité à l'air ===
Des ponts thermiques peuvent provenir, d'une part, d'une mauvaise conception des détails et, d'autre part, d'une exécution non appropriée sur chantier. C'est pourquoi une « maison passive » doit être conçue et construite d'une manière méticuleuse. La suppression des ponts thermiques permet de diminuer les pertes de chaleur, mais aussi d'éviter les pathologies dues à la condensation sur les parois froides de l'humidité contenue dans l'[[air]] intérieur (moisissures...).

Par ailleurs, une bonne étanchéité à l'[[air]] augmente le confort, diminue les pertes et évite tout problème de condensation dans la paroi, qui peut provoquer la ruine du bâtiment. D'autre part, c'est cette bonne étanchéité à l'[[air]] qui garantit le bon fonctionnement de la ventilation mécanique.

Avec le standard de la « maison passive », l'habitant dispose d'un bâtiment garantissant un grand confort thermique et une qualité constructive supérieure, ceci grâce à une conception intelligente et non grâce à une infrastructure technique démesurée. Il reste cependant très largement dépendant de son système de ventilation, qui comporte des pièces mécaniques, s'use, et finit par tomber en panne. L'utilisateur doit être particulièrement attentif à ce genre de panne, car dans une maison étanche, la panne signifie aussi un développement des moisissures, acariens et problèmes d'humidité fulgurants ! La solution est une ventilation décentralisée (plusieurs petits ventilateurs interchangeables) qui évite les défaillances simultanées.

== Peut-on autoconstruire une maison passive ? ==

Une maison passive est une construction qui ne peut atteindre ses performances optimales que si l'ensemble est parfaitement cohérent.

La finesse des calculs thermiques nécessaires demande une remise en cause intégrale des règles actuelles de conception thermique des bâtiments. Des logiciels spéciaux ou des modèles nouveaux peuvent être utilisés qui s'appuient sur des connaissances en thermique du bâtiment peu répandues dans le milieu professionnel en France.
Ensuite l'élément le plus important d'une maison passive est sa ventilation, et là aussi une remise en cause complète des VMC classiques s'impose. Il faut réduire les pertes de charge (grands diamètres de tuyau, limiter le nombre de coudes, qui seront à grand rayon), choisir soigneusement les ventilateurs (à vitesse variable) et déterminer l'échangeur récupérateur air/air qui sera impérativement à contre-courant (courants croisés exclus par leur rendement maximum théorique limité à 80%). L'autoconstruction est délicate, mais possible en maîtrisant les connaissances théoriques et le savoir-faire et en cherchant les bons composants.

Il faut également être particulièrement minutieux pour l'isolation de l'enveloppe de la maison et sur la répartition matériaux massifs (inertie thermique à l'intérieur) / matériaux isolants (extérieur). Les autres éléments-clefs d'une maison passive sont les ouvertures : portes, fenêtres et vitrages. On trouve les vitrages dans le commerce, mais la conception et la réalisation des cadres de fenêtres ou des portes sont délicates (résistance mécanique, isolation thermique et étanchéité à l'air). On en trouve en France depuis 2008. Par contre le choix d'une serre (paroi vitrée) en face sud-est plus simple et permet d'utiliser des ouvertures doubles-vitrages classiques dans le mur derrière la serre.

Enfin, il faut que la réalisation soit très soignée, car réaliser une enveloppe parfaitement étanche sur un objet de la taille d'une maison est un travail tout particulièrement difficile (les mousses polyuréthanne qui se réduisent en poussières au bout de quelques années sont à proscrire par exemple, il faut utiliser des joints à écrasement ou à lèvres, ou des joints silicones souples et durables). Il est aussi important dès la conception de prévoir un accès facile aux composants divers pour leur maintenance (simple vérification ou remplacement 10, 20, ou 30 ans plus tard !).

En conclusion, il est possible d'autoconstruire sa maison passive si l'on est déjà un spécialiste du sujet, ou si on prend le temps de se documenter/former pendant une durée suffisante avant de se lancer dans son projet... Mais il est difficile de donner la bonne recette pour construire soi-même sa maison passive.

== Histoire ==

{{...}}

Le concept de « maison passive » a été élaboré en 1988 par l'institut « Wohnen und Umwelt » (habitat et environnement) de Darmstadt, en Allemagne, avec la collaboration de l'université de Lund, en Suède. Le premier prototype de maison passive fut réalisé à Darmstadt-Kranichstein, en 1991. Il fait, depuis lors, l'objet d'une surveillance approfondie. Depuis, plus de mille « maisons passives » ont été construites à travers l'Europe et de nombreux composants constructifs et techniques répondant spécifiquement aux exigences de ce type de bâtiment sont commercialisés.

== Voir aussi ==

===Liens internes===
* Le [[quartier Vauban]]
* Le [[puits provençal]] ou [[puits canadien]]
* [[Construire son habitat]]
* [[Utilisation de l'énergie]]
* Les [[énergies renouvelables]]
* L'[[isolation]]
* La [[laine pour l'isolation]]
* Les [[toit végétal|toits végétaux]]
* La [[ventilation double flux]]
*[[Calcul thermique pour son habitat]]
*les [[paroi double peau|parois double peau]]

=== Liens externes ===

====Informations générales====

* http://www.lamaisonpassive.be Le principe de la maison passive
* http://www.passive-aventure.be
* http://www.lamaisonpassive.fr lamaisonpassive.fr
* http://www.passivhaus-institut.de Le Passivhaus Institut de Darmstadt
* http://www.passive-on.org/fr/ Le projet de recherche Passive On
* http://www.maisonpassive.be/ Le plate-forme Maison Passive en Belgique
* http://www.novethic.fr/novethic/site/article/index.jsp?id=86676 Novethic: Allemagne, succès croissant des maisons écologiques
* {{de}}http://de.wikipedia.org/wiki/Passivhaus Maison passive sur Wikipedia
* [http://batirsain.org/?-mediatheque-.html Passivhaus brochure (Cephus projet) en français]
* [http://distribloc.fr/ Auto-construire sa maison passive avec des blocs à bancher en Néopor]
* [http://www.cstb.fr/bepos/presentations/cstb_bepos.swf Les grands principes de la performance énergétique]
* [http://video.google.fr/videoplay?docid=574101232913841170&q=maison+passive Documentaire sur le quartier Vauban de Fribourg en Allemagne]
* [http://www.logiconfor.fr/pages/construction/1-constructeur-maison-passive.php Un dessin animé présentant les avantages de la maison passive]
* [http://www.passiefhuisplatform.be/ Passiefhuis platform]
* {{de}}[http://de.wikipedia.org/wiki/Blow-door-Test Differenzdruck-Messverfahren]

====Projets réalisés====
* [http://www.maison-passive-nice.fr Un projet de maison passive à Nice]
* [http://pulligny38.free.fr/linotte Une maison à faibles besoins énergétiques en Isère (France)]

====Projets collectifs en cours de réalisation====
* [http://www.36-8.be Un éco-quartier de 36 maisons passives en construction à Tournai, Belgique]

====Projets isolés en cours====
* [http://notremaisonpassive.blogspot.com Un projet de maison passive en Wallonie]

=== Bibliographie ===
''Guide raisonné de la construction écologique'' - fournisseurs - vitrages, fenêtres, ventilation double flux, isolation, etc. [http://batirsain.free.fr/pages/doc.htm Table des matières]

{{Portail Se loger}}

[[Catégorie:Construction écologique]][[Catégorie:Type d'habitat]]

[[en:Passive house]]
[[it:Casa passiva]]

Cellule photovoltaïque

2008-05-12T16:00:45Z

Elecosolaire :

{{Vivre ensemble}}

Une '''cellule photovoltaïque''', plus communément appelée "cellule solaire" est un composant électronique qui, exposé à la lumière, génère une tension électrique (cet effet est appelé l'effet [[photovoltaïque]]). Le courant obtenu est un courant continu et la tension obtenue est de l'ordre de 0,5 V.

==Description==

Les cellules photovoltaïques sont constituées de matériaux semi-conducteurs, à base de silicium (Si), de sulfure de cadmium (CdS) ou de tellure de cadmium (CdTe). Elles se présentent sous la forme de deux fines plaques en contact étroit. Un autre nom est « photogalvanique ».

==Histoire==

L'effet [[photovoltaïque]] fut découvert par le physicien français Alexandre Edmond Becquerel en 1839. Il avait observé l’apparition d’une tension électrique aux bornes d’un matériau semi-conducteur exposé à la lumière.<br/> La première "véritable" cellule solaire fonctionnelle ne fut construite qu'en 1883 par l'américain Charles Fritts, cependant le rendement extrêmement faible (de l'ordre de 1%), allié au coût prohibitif des matériaux utilisés (de l'or et du sélénium), empêcha à l'époque leur utilisation à des fins d'approvisionnement en énergie. Plus tard, le chercheur Russel Ohl déposa un brevet en 1946 pour un appareil sensible à la lumière (US2402662, "Light sensitive device"), le brevet étant aujourd'hui admis comme celui de la cellule solaire moderne.

==En pratique==

[[image:cellule_solaire.jpg|thumb|Une cellule photovoltaïque]]

L'âge moderne du [[photovoltaïque]] débuta en 1954 alors que les Laboratoires Bell expérimentaient sur des semi-conducteurs. Par accident ils découvrirent que lorsque l'on "dopait" le silicium avec certaines impuretés, ce dernier devenait extrêmement sensible à la lumière.

Ce débouché permit alors la construction des premiers panneaux solaires à rendement acceptable, de l'ordre de 6%.

Ce fut un évènement décisif dans le monde de l'aérospatiale, puisqu’il rendit possible la construction et le déploiement de satellites de communication géostationnaires, en fournissant une source d'énergie continue et viable. L'intérêt que portaient les diverses agences spatiales aux cellules solaires permit alors de financer la recherche et le développement de nouveaux types de panneaux.

==Voir aussi==

===Liens internes===
* [[Photovoltaïque]]
* [[Énergie solaire]]

===Liens externes===
* [http://fr.wikipedia.org/wiki/Cellule_photovolta%C3%AFque Wikipédia: cellule photovoltaïque]
* [http://tpephotovoltaique.c.la/ T.P.E. sur le photovoltaïque]
* [http://www.organicpicks.com/php2/solar_system.php Things You Need to Know Before Buying A Solar Electric System]

===Bibliograpie===

{{Multi bandeau|Portail Énergie|Portail Vivre ensemble}}
[[Catégorie:Énergie]]
[[Catégorie:Énergie solaire]]

Énergie renouvelable

2008-05-12T15:57:08Z

Elecosolaire : /* Les énergies renouvelables */

{{Vivre ensemble}}

On appelle le thème '''énergie renouvelable''' de l'énergie dont la consommation n'aboutit pas à la diminution des ressources naturelles, parce qu'elle fait appel à des éléments qui se recréent naturellement [[%C3%89nergie_renouvelable#Les_.C3.A9nergies_renouvelables|exemple (la biomasse, l'énergie solaire, l'hydroélectricité)]]

Au contraire, les combustibles fossiles et la fission nucléaire n'en font pas partie puisque les gisements connus de ces formes d'[[énergie]] sont voués à disparaître plus ou moins rapidement. Ils sont donc considérés comme des [[énergie fossile|énergies fossiles]]. De plus, les énergies fossiles contribuent au [[réchauffement climatique]].

== État des lieux ==

Dans le passé, quand quelqu'un avait besoin de chauffage, il allait couper du [[bois]] dans la forêt, quand il avait besoin de se déplacer il prenait son baluchon et mettait de la [[nourriture]] à l'intérieur, ou encore prenait son cheval (celui-ci broutait l'herbe sur le chemin).<br />
Les [[énergie]]s étaient donc, la [[nourriture]] et le [[bois]]... Elles semblaient inépuisables puisque peu sollicitées. On sait néanmoins qu'avant l'emploi à grande échelle des énergies fossiles, l'usage du bois n'était pas pour autant durable : l'Europe du XVIIIe siècle souffrait cruellement de la déforestation.

Aujourd'hui nous avons plus de besoins. Et les multinationales les entretiennent, les amplifient. Cela induit une consommation d'[[énergie]] plus importante. [[La fin du pétrole approche|Or les stocks sont en quantité limitée; ces ressources sont épuisables (environ 40 ans pour le pétrole, 60 ans pour le gaz)]]. De plus la pression exercée pour une extraction accélérée de ces ressources, les rend de plus en plus difficile et coûteuses à exploiter, ce qui en augmente le prix.

Aujourd'hui pour nous chauffer, il y a le [[fioul]] (dérivé du [[pétrole]]), le [[gaz naturel]] ou l'[[électricité]], très rarement le [[bois]] et encore moins souvent la chaleur terrestre ou animale.

Pour nous déplacer il y a le pétrole et peu d'[[véhicules à carburants alternatifs|alternatives]]

* '''Le pétrole et le gaz naturel coûtent cher à la planète''' et (en terme d'[[écologie]]) ils [[pollution|polluent]] lors de leur extraction (fuites), de leur transport (accidents, marées noires et carburant), de leur transformation (raffinage) et de leur utilisation (combustion contribuant massivement au réchauffement de la terre).

* Et '''la production d'[[électricité]]''' pollue aussi. Ses modes de production de ne sont en effet pas toujours écologiques.
** Les barrages induisent des modifications profondes de l'écosystème local
** Les centrales au charbon ou au fioul ne font que déplacer le problème
** Les centrales nucléaires génèrent des déchets actuellement difficilement gérables et très dangereux pour la vie.

C'est pour ces raisons que nous avons le devoir de réfléchir et de créer des solutions énergétiques alternatives et respectueuses de notre [[environnement]] et surtout renouvelables.

== Solutions ==

Les [[énergie]]s renouvelables sont intéressantes du point de vue de l'emploi car ce sont des moyens de production décentralisés et adaptés aux ressources locales. Elles font donc appel à une main d'oeuvre de proximité et souvent à des professions préexistantes (forestiers, agriculteurs, etc).
Pour autant, ces [[énergie]]s de l'avenir ne couvrent encore que 20% de la consommation mondiale d'[[électricité]] avec l'hydroélectricité qui représente 92,5% de l'[[électricité]] issue des [[énergie]]s renouvelables (biomasse 5,5%, géothermie 1,5%, éolien 0,5% et le solaire 0,05 %).

== Les énergies renouvelables ==

Ainsi, on peut considérer, dans l'état actuel de leur utilisation, les sources suivantes d'[[énergie]] comme étant renouvelables:
* l'[[énergie éolienne]] (le vent)
* l'[[énergie des vagues]] et de la houle
* l'[[énergie marémotrice]] (les marées)
* l'[[énergie thermique des mers]]
* l'[[énergie hydraulique]] (énergie gravitationnelle de l'eau)
* l'[[énergie de la biomasse]] (bois, sucre, etc.)
* l'[[énergie solaire]] ([[photovoltaïque]], ainsi que chaleur)
* l'[[énergie géothermique]] (chaleur du sous-sol)
* Autres...

== Informations générales ==

La plupart des formes renouvelables d'[[énergie]], autres que [[énergie géothermique|géothermique]] et [[énergie des vagues|énergie marémotrice]], sont en fait de l'[[énergie solaire]] stockée. L'[[énergie hydraulique]] et l'[[énergie éolienne]] représentent un stockage solaire à très court terme, alors que la [[énergie de la biomasse|biomasse]] représente un stockage à plus long terme, mais toujours à une échelle de temps humaine, donc renouvelable à cette échelle. Les combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon) sont également de l'[[énergie solaire]] stockée, mais dont l'accumulation a pris plusieurs millions d'années; elle ne rentre donc pas dans la définition de l'énergie renouvelable.

Des ressources énergétiques renouvelables peuvent être employées directement comme sources d'[[énergie]], ou être transformées en d'autres formes d'[[énergie]]. Des exemples d'une utilisation directe sont les [[four solaire|fours solaires]], les [[pompe à chaleur|pompes à chaleur]] géothermiques, et les [[moulins à vent]] mécaniques. Des exemples d'une utilisation indirecte, passant par d'autres formes d'[[énergie]], sont la production d'[[électricité]] par des [[éolienne]]s ou des [[cellules photovoltaïques]], ou la production de [[carburant]]s tels que l'[[éthanol]] issu de la [[énergie de la biomasse|biomasse]] (Voir [[agrocarburant]])...

== Voir aussi ==

===Liens internes===
* La [[simplicité volontaire]]
* L'[[écologie]]
* Le [[réchauffement climatique]]

=== Liens externes ===
* [http://www.greenpeace.org/france/campaigns/nucleaire ''Greenpeace'' : le nucléaire]
* [http://www.educ-envir.org/loubatas ''Loubatas'' : Centre Permanent d'Initiation à la Forêt Provençale]

=== Bibliographie ===
* "Les Energies Renouvelables", Jean-Christian Lhomme, Delachaux et Niestlé, 2004, prix indicatif : 26.00 Euros.
* "Valeurs Vertes", n°66, 2004.
* "Les énergies renouvelables", Marek Walisiewicz, Edition Pearson Sceinces, 09/2007.
* "Le dossier noir des énergies vertes", ''Science&Vie'' n°1086 de Mars 2008, p.55
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[[Catégorie:Énergies renouvelables]]

Photovoltaïque

2008-05-12T15:54:34Z

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== Énergie photovoltaïque ==

La conversion par photopiles est le seul moyen connu de convertir directement la lumière en énergie électrique. Le matériau de base des photopiles est le silicium, semi-conducteur. La lumière solaire transmet son énergie aux électrons contenus dans le silicium. Les électrons sont alors mis en mouvement, produisant ainsi un courant électrique. Les cellules au silicium cristallin (poly ou mono) sont actuellement celles qui permettent d'obtenir les meilleurs rendements sans perte dans le temps.

Un système photovoltaïque autonome comprend, outre le panneau photovoltaïque la batterie pour le stockage de l'électricité, la diode anti-retour qui évite que la batterie se décharge dans les panneaux la nuit, le régulateur qui gère la charge de la batterie afin de lui éviter tout dommage irréversible (trop forte surcharge ou décharge complète), les récepteurs fonctionnant en courant continu, éventuellement un onduleur si vous souhaitez utiliser des appareils en 220V alternatif.

Il existe aussi une autre application du photovoltaïque qui consiste à raccorder l'installation au réseau. Dans ce cas seul un onduleur spécifique est nécessaire, il n'y a plus besoin de batteries qui devaient être remplacées souvent et dont le recyclage pose problème. L'électricité produite est injectée sur le réseau et peu ainsi être consommée instantanément au plus proche en limitant aussi les pertes en ligne.
De plus, avec les tarifs d'achat intéressants de l'électricité photovoltaïque mis en place en 2006 en France, la filière devrait se développer et la recherche s'intéresser un peu plus à ce domaine porteur à long terme.

La technologie basée sur le silicium a un développement comparable à celui de l'informatique. De nombreuses sociétés actives dans ce domaine, comme Sharp, sont aussi actives dans l'électronique. Outre l'amélioration constante des produits à base de silicium, on peut citer deux technologies innovantes et sans doute promises à un bel avenir : les cellules photovoltaïques en plastique et les cellules de Graetzel.

Malheureusement, la fabrication de ces panneaux solaires demeure encore aujourd'hui trop polluante (utilisation de pétrole ou de fioul pour les machines permettant leur conception)

Le '''solaire à concentration photovoltaïque''' est une technologie qui permet de concentrer l'énergie solaire grâce à des miroirs vers des cellules photovoltaïques et de produire ainsi de l'électricité.

Le photovoltaïque produit aux alentours de 120 Watts/m² (moyenne pour un pic maximun) (source ADER [suisse])

== Les cellules solaires en plastique ==
Les cellules solaires en plastique ont un rendement compris entre 4 et 5% et elles restent encore très fragiles, car elles sont sensibles à l'oxygène et à l'humidité. La recherche vise à améliorer l'encapsulage et à en diminuer le prix (actuellement de l'ordre de 2 euros/watt-crête, c'est-à-dire le double de la technologie basée sur le silicium).

== Les cellules de Graetzel ==
Les cellules de Graetzel (nom de l'inventeur de l'École polytechnique fédérale de Lausanne, Suisse) sont des cellules solaires nanocristallines à colorant. La résistance à la chaleur en était le point faible, mais fait l'objet de recherches intensives. Ces cellules ne nécessitent pas une grande pureté des matériaux utilises. Elles sont inspirées de la photosynthèse et sont constituées d'un côté d'une couche de dioxyde de titane recouverte d'un colorant appelé « sensibilisateur » et de l'autre d'une solution électrolytique. Lorsqu'un rayon lumineux tombe sur le colorant, un électron est éjecté. Tous les électrons ainsi libérés traversent l'oxyde, sont collectés au bord de la cellule et ensuite dirigés vers un circuit externe.

== Voir aussi ==
=== Liens internes ===
* [[Énergie solaire]]
* [[Énergie renouvelable]]
* [[Énergie de la biomasse]]
* [[Gestion de l'énergie]]
* [[Maison passive]]
* [[Climatisation solaire]]

=== Liens externes ===

[http://www.elecosolaire.fr/index.php?option=com_content&task=view&id=12&Itemid=32 Le Photovoltaïque Raccordé au Réseau]

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Photovoltaïque

2008-05-12T15:53:10Z

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== Énergie photovoltaïque ==

La conversion par photopiles est le seul moyen connu de convertir directement la lumière en énergie électrique. Le matériau de base des photopiles est le silicium, semi-conducteur. La lumière solaire transmet son énergie aux électrons contenus dans le silicium. Les électrons sont alors mis en mouvement, produisant ainsi un courant électrique. Les cellules au silicium cristallin (poly ou mono) sont actuellement celles qui permettent d'obtenir les meilleurs rendements sans perte dans le temps.

Un système photovoltaïque autonome comprend, outre le panneau photovoltaïque la batterie pour le stockage de l'électricité, la diode anti-retour qui évite que la batterie se décharge dans les panneaux la nuit, le régulateur qui gère la charge de la batterie afin de lui éviter tout dommage irréversible (trop forte surcharge ou décharge complète), les récepteurs fonctionnant en courant continu, éventuellement un onduleur si vous souhaitez utiliser des appareils en 220V alternatif.

Il existe aussi une autre application du photovoltaïque qui consiste à raccorder l'installation au réseau. Dans ce cas seul un onduleur spécifique est nécessaire, il n'y a plus besoin de batteries qui devaient être remplacées souvent et dont le recyclage pose problème. L'électricité produite est injectée sur le réseau et peu ainsi être consommée instantanément au plus proche en limitant aussi les pertes en ligne.
De plus, avec les tarifs d'achat intéressants de l'électricité photovoltaïque mis en place en 2006 en France, la filière devrait se développer et la recherche s'intéresser un peu plus à ce domaine porteur à long terme.

La technologie basée sur le silicium a un développement comparable à celui de l'informatique. De nombreuses sociétés actives dans ce domaine, comme Sharp, sont aussi actives dans l'électronique. Outre l'amélioration constante des produits à base de silicium, on peut citer deux technologies innovantes et sans doute promises à un bel avenir : les cellules photovoltaïques en plastique et les cellules de Graetzel.

Malheureusement, la fabrication de ces panneaux solaires demeure encore aujourd'hui trop polluante (utilisation de pétrole ou de fioul pour les machines permettant leur conception)

Le '''solaire à concentration photovoltaïque''' est une technologie qui permet de concentrer l'énergie solaire grâce à des miroirs vers des cellules photovoltaïques et de produire ainsi de l'électricité.

Le photovoltaïque produit aux alentours de 120 Watts/m² (moyenne pour un pic maximun) (source ADER [suisse])

== Les cellules solaires en plastique ==
Les cellules solaires en plastique ont un rendement compris entre 4 et 5% et elles restent encore très fragiles, car elles sont sensibles à l'oxygène et à l'humidité. La recherche vise à améliorer l'encapsulage et à en diminuer le prix (actuellement de l'ordre de 2 euros/watt-crête, c'est-à-dire le double de la technologie basée sur le silicium).

== Les cellules de Graetzel ==
Les cellules de Graetzel (nom de l'inventeur de l'École polytechnique fédérale de Lausanne, Suisse) sont des cellules solaires nanocristallines à colorant. La résistance à la chaleur en était le point faible, mais fait l'objet de recherches intensives. Ces cellules ne nécessitent pas une grande pureté des matériaux utilises. Elles sont inspirées de la photosynthèse et sont constituées d'un côté d'une couche de dioxyde de titane recouverte d'un colorant appelé « sensibilisateur » et de l'autre d'une solution électrolytique. Lorsqu'un rayon lumineux tombe sur le colorant, un électron est éjecté. Tous les électrons ainsi libérés traversent l'oxyde, sont collectés au bord de la cellule et ensuite dirigés vers un circuit externe.

== Voir aussi ==
=== Liens internes ===
* [[Énergie solaire]]
* [[Énergie renouvelable]]
* [[Énergie de la biomasse]]
* [[Gestion de l'énergie]]
* [[Maison passive]]
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=== Liens externes ===

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Photovoltaïque

2008-05-12T15:47:05Z

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== Énergie photovoltaïque ==

La conversion par photopiles est le seul moyen connu de convertir directement la lumière en énergie électrique. Le matériau de base des photopiles est le silicium, semi-conducteur. La lumière solaire transmet son énergie aux électrons contenus dans le silicium. Les électrons sont alors mis en mouvement, produisant ainsi un courant électrique. Les cellules au silicium cristallin (poly ou mono) sont actuellement celles qui permettent d'obtenir les meilleurs rendements sans perte dans le temps.

Un système photovoltaïque autonome comprend, outre le panneau photovoltaïque la batterie pour le stockage de l'électricité, la diode anti-retour qui évite que la batterie se décharge dans les panneaux la nuit, le régulateur qui gère la charge de la batterie afin de lui éviter tout dommage irréversible (trop forte surcharge ou décharge complète), les récepteurs fonctionnant en courant continu, éventuellement un onduleur si vous souhaitez utiliser des appareils en 220V alternatif.

Il existe aussi une autre application du photovoltaïque qui consiste à raccorder l'installation au réseau. Dans ce cas seul un onduleur spécifique est nécessaire, il n'y a plus besoin de batteries qui devaient être remplacées souvent et dont le recyclage pose problème. L'électricité produite est injectée sur le réseau et peu ainsi être consommée instantanément au plus proche en limitant aussi les pertes en ligne.
De plus, avec les tarifs d'achat intéressants de l'électricité photovoltaïque mis en place en 2006 en France, la filière devrait se développer et la recherche s'intéresser un peu plus à ce domaine porteur à long terme.

La technologie basée sur le silicium a un développement comparable à celui de l'informatique. De nombreuses sociétés actives dans ce domaine, comme Sharp, sont aussi actives dans l'électronique. Outre l'amélioration constante des produits à base de silicium, on peut citer deux technologies innovantes et sans doute promises à un bel avenir : les cellules photovoltaïques en plastique et les cellules de Graetzel.

Malheureusement, la fabrication de ces panneaux solaires demeure encore aujourd'hui trop polluante (utilisation de pétrole ou de fioul pour les machines permettant leur conception)

Le '''solaire à concentration photovoltaïque''' est une technologie qui permet de concentrer l'énergie solaire grâce à des miroirs vers des cellules photovoltaïques et de produire ainsi de l'électricité.

Le photovoltaïque produit aux alentours de 120 Watts/m² (moyenne pour un pic maximun) (source ADER [suisse])

== Les cellules solaires en plastique ==
Les cellules solaires en plastique ont un rendement compris entre 4 et 5% et elles restent encore très fragiles, car elles sont sensibles à l'oxygène et à l'humidité. La recherche vise à améliorer l'encapsulage et à en diminuer le prix (actuellement de l'ordre de 2 euros/watt-crête, c'est-à-dire le double de la technologie basée sur le silicium).

== Les cellules de Graetzel ==
Les cellules de Graetzel (nom de l'inventeur de l'École polytechnique fédérale de Lausanne, Suisse) sont des cellules solaires nanocristallines à colorant. La résistance à la chaleur en était le point faible, mais fait l'objet de recherches intensives. Ces cellules ne nécessitent pas une grande pureté des matériaux utilises. Elles sont inspirées de la photosynthèse et sont constituées d'un côté d'une couche de dioxyde de titane recouverte d'un colorant appelé « sensibilisateur » et de l'autre d'une solution électrolytique. Lorsqu'un rayon lumineux tombe sur le colorant, un électron est éjecté. Tous les électrons ainsi libérés traversent l'oxyde, sont collectés au bord de la cellule et ensuite dirigés vers un circuit externe.

== Voir aussi ==
=== Liens internes ===
* [[Énergie solaire]]
* [[Énergie renouvelable]]
* [[Énergie de la biomasse]]
* [[Gestion de l'énergie]]
* [[Maison passive]]
* [[Climatisation solaire]]

=== Liens externes ===

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Photovoltaïque

2008-05-12T15:43:58Z

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== Énergie photovoltaïque ==

La conversion par photopiles est le seul moyen connu de convertir directement la lumière en énergie électrique. Le matériau de base des photopiles est le silicium, semi-conducteur. La lumière solaire transmet son énergie aux électrons contenus dans le silicium. Les électrons sont alors mis en mouvement, produisant ainsi un courant électrique. Les cellules au silicium cristallin (poly ou mono) sont actuellement celles qui permettent d'obtenir les meilleurs rendements sans perte dans le temps.

Un système photovoltaïque autonome comprend, outre le panneau photovoltaïque la batterie pour le stockage de l'électricité, la diode anti-retour qui évite que la batterie se décharge dans les panneaux la nuit, le régulateur qui gère la charge de la batterie afin de lui éviter tout dommage irréversible (trop forte surcharge ou décharge complète), les récepteurs fonctionnant en courant continu, éventuellement un onduleur si vous souhaitez utiliser des appareils en 220V alternatif.

Il existe aussi une autre application du photovoltaïque qui consiste à raccorder l'installation au réseau. Dans ce cas seul un onduleur spécifique est nécessaire, il n'y a plus besoin de batteries qui devaient être remplacées souvent et dont le recyclage pose problème. L'électricité produite est injectée sur le réseau et peu ainsi être consommée instantanément au plus proche en limitant aussi les pertes en ligne.
De plus, avec les tarifs d'achat intéressants de l'électricité photovoltaïque mis en place en 2006 en France, la filière devrait se développer et la recherche s'intéresser un peu plus à ce domaine porteur à long terme.

La technologie basée sur le silicium a un développement comparable à celui de l'informatique. De nombreuses sociétés actives dans ce domaine, comme Sharp, sont aussi actives dans l'électronique. Outre l'amélioration constante des produits à base de silicium, on peut citer deux technologies innovantes et sans doute promises à un bel avenir : les cellules photovoltaïques en plastique et les cellules de Graetzel.

Malheureusement, la fabrication de ces panneaux solaires demeure encore aujourd'hui trop polluante (utilisation de pétrole ou de fioul pour les machines permettant leur conception)

Le '''solaire à concentration photovoltaïque''' est une technologie qui permet de concentrer l'énergie solaire grâce à des miroirs vers des cellules photovoltaïques et de produire ainsi de l'électricité.

Le photovoltaïque produit aux alentours de 120 Watts/m² (moyenne pour un pic maximun) (source ADER [suisse])

== Les cellules solaires en plastique ==
Les cellules solaires en plastique ont un rendement compris entre 4 et 5% et elles restent encore très fragiles, car elles sont sensibles à l'oxygène et à l'humidité. La recherche vise à améliorer l'encapsulage et à en diminuer le prix (actuellement de l'ordre de 2 euros/watt-crête, c'est-à-dire le double de la technologie basée sur le silicium).

== Les cellules de Graetzel ==
Les cellules de Graetzel (nom de l'inventeur de l'École polytechnique fédérale de Lausanne, Suisse) sont des cellules solaires nanocristallines à colorant. La résistance à la chaleur en était le point faible, mais fait l'objet de recherches intensives. Ces cellules ne nécessitent pas une grande pureté des matériaux utilises. Elles sont inspirées de la photosynthèse et sont constituées d'un côté d'une couche de dioxyde de titane recouverte d'un colorant appelé « sensibilisateur » et de l'autre d'une solution électrolytique. Lorsqu'un rayon lumineux tombe sur le colorant, un électron est éjecté. Tous les électrons ainsi libérés traversent l'oxyde, sont collectés au bord de la cellule et ensuite dirigés vers un circuit externe.

== Voir aussi ==
=== Liens internes ===
* [[Énergie solaire]]
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* [[Énergie de la biomasse]]
* [[Gestion de l'énergie]]
* [[Maison passive]]
* [[Climatisation solaire]]

=== Liens externes ===

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