Panneaux Solaires Bifaciaux : Définition, Différenciation et Spécificités d'Installation

 

I. Introduction à la Technologie Photovoltaïque Bifaciale

Le paysage énergétique mondial connaît une transformation rapide, avec l'énergie solaire photovoltaïque (PV) en première ligne de la transition vers les sources renouvelables. Historiquement, les panneaux solaires conventionnels, connus sous le nom de modules monofaciaux, ont constitué la norme industrielle, captant la lumière du soleil uniquement sur leur surface supérieure. Cette technologie fondamentale a ouvert la voie à des solutions plus avancées.

Ces dernières années, une avancée significative a émergé : les panneaux solaires bifaciaux. Ces modules représentent une "nouvelle génération" de technologie solaire ¹, conçus pour convertir la lumière du soleil en électricité à la fois de leur face avant et de leur face arrière.¹ Cette capacité à double face marque une rupture avec les conceptions conventionnelles, promettant une capture d'énergie améliorée. Bien que considérés comme "relativement récents" en termes d'adoption généralisée sur le marché ⁶, la technologie bi-verre sous-jacente, un composant essentiel de nombreux panneaux bifaciaux, a fait ses preuves en matière de fiabilité. Elle a été utilisée dans des applications exigeantes, telles que les satellites, depuis les années 1950, démontrant sa longévité et sa résilience dans des conditions extrêmes.⁷ Ce contexte historique souligne la base robuste et fiable sur laquelle les applications bifaciales terrestres actuelles sont construites.

Le marché des panneaux bifaciaux connaît une croissance rapide, ce qui témoigne d'une forte orientation de l'industrie vers des technologies plus efficaces. En 2020, ces panneaux représentaient déjà 10 % du marché photovoltaïque mondial, et les projections de l'International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV) indiquent une expansion continue à l'avenir.¹ Cette adoption rapide met en évidence leur viabilité et leur importance croissantes dans l'optimisation des installations solaires pour des rendements énergétiques plus élevés. La transition d'une application de niche hautement spécialisée, où une durabilité extrême est primordiale, vers une présence en croissance rapide sur le marché terrestre grand public (résidentiel, commercial, à l'échelle des services publics) est significative. Ce développement suggère que la technologie a subi une maturation substantielle, y compris des avancées dans les processus de fabrication et la rentabilité, la rendant économiquement viable pour une adoption plus large. Cette trajectoire indique que la technologie bifaciale n'est plus un concept expérimental, mais une solution bien établie et de plus en plus compétitive dans le secteur des énergies renouvelables. Sa fiabilité avérée et sa part de marché croissante signalent un changement fondamental dans la conception et les stratégies de déploiement des panneaux solaires, se dirigeant vers des systèmes qui maximisent la capture d'énergie et l'efficacité globale, accélérant ainsi la transition mondiale vers l'énergie durable.

II. Comprendre les Panneaux Solaires Bifaciaux

Un panneau solaire bifacial se distingue des panneaux monofaciaux traditionnels par sa capacité unique à convertir la lumière du soleil en électricité à partir de ses deux surfaces : avant et arrière.¹ La face avant fonctionne de manière identique à un module solaire conventionnel, absorbant le rayonnement solaire direct pour générer de l'énergie.¹ L'innovation clé réside dans la face arrière transparente ou semi-transparente, conçue pour capter la lumière solaire indirecte. Cette lumière indirecte est principalement constituée de rayonnement réfléchi par l'environnement environnant, un phénomène connu sous le nom d'"effet d'albédo".¹ Ce mécanisme de capture double face permet un rendement énergétique global significativement plus élevé par rapport aux modules à une seule face, car il exploite la lumière qui serait autrement inutilisée.¹

La contribution de la face arrière à la performance dépend de manière critique de l'"effet d'albédo", qui quantifie la capacité d'une surface à réfléchir le rayonnement solaire.¹ Les surfaces présentant une réflectivité élevée sont primordiales pour maximiser la capture d'énergie par la face arrière. Les surfaces idéales comprennent le béton clair, le gravier blanc, le sable et, notamment, les environnements enneigés, qui sont particulièrement favorables en raison de leur albédo élevé.⁴ Inversement, les surfaces sombres, telles que les tuiles de toit foncées traditionnelles, possèdent un faible albédo et contribuent de manière minimale à la production de la face arrière, ce qui peut remettre en question la viabilité économique des panneaux bifaciaux dans de tels contextes sans améliorations réfléchissantes spécifiques.¹³ Le rendement arrière estimé peut varier considérablement, allant d'un modeste +2 % sur les tuiles foncées à un impressionnant +30 % sur le béton clair, illustrant directement l'influence profonde de l'environnement d'installation sur les gains d'efficacité globaux.¹³ La large gamme des gains de performance rapportés pour les panneaux bifaciaux n'est pas arbitraire; elle correspond directement aux valeurs d'albédo variables des surfaces sous-jacentes dans différents environnements d'installation. Cela démontre que le "gain bifacial" n'est pas une caractéristique inhérente et fixe du panneau lui-même, mais plutôt un résultat dynamique fortement influencé par les propriétés réfléchissantes de son environnement immédiat. Cette observation est essentielle pour la conception et le déploiement. Elle implique que la simple installation d'un panneau bifacial ne garantit pas des avantages maximaux. Au lieu de cela, la maximisation des performances nécessite un effort délibéré pour optimiser l'albédo de l'environnement environnant, transformant ainsi efficacement la surface du sol ou du toit en un composant actif et contributeur du système global de production d'énergie. Cela déplace l'attention de la simple sélection d'un panneau vers la conception d'un système d'énergie solaire intégré qui tire parti des facteurs environnementaux.

Tableau 2 : Effet d'Albédo et Rendement Arrière Estimé pour Diverses Surfaces

Type de Surface	Albédo (%)	Rendement Arrière Estimé (%)	Sources
Béton Clair	40–60%	+20 à +30%	13
Gravier Blanc	30–50%	+15 à +25%	13
Sable Sec	25–40%	+10 à +20%	13
Herbe Courte	20–25%	+8 à +15%	13
Terre Nue Foncée	10–15%	+5 à +10%	13
Tuiles Rouges ou Foncées	5–10%	+2 à +8%	13

Un avantage significatif inhérent aux panneaux bifaciaux est leur performance améliorée dans des conditions de lumière diffuse. Cela inclut des scénarios tels que les jours nuageux ou couverts, ainsi que les zones subissant un ombrage partiel.⁹ Bien que la lumière directe du soleil reste le principal moteur de la production d'énergie, la capacité des modules bifaciaux à absorber la lumière diffusée dans plusieurs directions leur permet de maintenir une efficacité opérationnelle plus élevée par rapport aux panneaux monofaciaux dans des conditions météorologiques moins idéales.⁹ Il est important de contextualiser cet avantage : malgré leur performance supérieure en lumière diffuse, la production d'énergie globale sera toujours inférieure à celle des périodes d'ensoleillement direct intense.⁹ Néanmoins, cette caractéristique élargit la fenêtre opérationnelle et la fiabilité des installations solaires. La capacité inhérente des panneaux bifaciaux à capter efficacement la lumière diffuse signifie qu'ils sont significativement moins sensibles à la dégradation des performances qui affecte les panneaux monofaciaux pendant les périodes de faible irradiance directe. Cela prolonge leurs heures de fonctionnement effectives tout au long de la journée et maintient une production plus constante dans des conditions météorologiques variées, contrairement aux panneaux monofaciaux dont la performance chute fortement sans soleil direct. Cette caractéristique rend la technologie bifaciale particulièrement avantageuse pour les installations dans les régions fréquemment nuageuses, ou dans les environnements urbains où l'ombrage partiel dû aux bâtiments ou aux arbres est inévitable. Elle élargit la viabilité géographique et climatique de l'énergie solaire, améliorant la fiabilité et la stabilité globales de la production d'énergie solaire en fournissant une contribution plus constante au réseau à différents moments de la journée et des saisons, plutôt que d'être limitée aux heures de pointe d'ensoleillement direct.

Le gain énergétique supplémentaire généré par les panneaux bifaciaux, souvent appelé "gain bifacial", peut varier de 5 % à un remarquable 40 % d'électricité en plus par rapport aux panneaux monofaciaux comparables.¹² Plus précisément, la face arrière seule a été observée comme contribuant entre 5 % et 25 % de la production énergétique totale.⁶ Cette large gamme de gains potentiels n'est pas une contradiction, mais souligne plutôt la forte dépendance de la performance bifaciale à des facteurs environnementaux et d'installation spécifiques, tels que l'albédo, la hauteur des panneaux, l'espacement et l'inclinaison. L'optimisation de ces paramètres est cruciale pour réaliser le plein potentiel de cette technologie.

III. Bifacial vs. Monofacial : Une Comparaison Complète

La principale différence entre les panneaux bifaciaux et monofaciaux réside dans leur rendement énergétique. Les panneaux bifaciaux démontrent systématiquement une production d'énergie supérieure, capables de générer entre 5 % et 40 % d'électricité en plus que leurs homologues à une seule face.¹² Ce gain significatif est directement attribuable à leur capacité à capter la lumière directe et réfléchie/diffuse sur deux surfaces actives.⁹ Cette efficacité accrue implique qu'une surface globale plus petite peut être nécessaire pour atteindre un objectif de production d'énergie donné, ou inversement, une empreinte d'installation donnée peut produire substantiellement plus d'énergie.¹³

Les panneaux bifaciaux entraînent généralement un coût d'achat initial plus élevé, estimé entre 10 % et 15 % plus cher que les panneaux monofaciaux comparables.⁴ Cependant, cet investissement initial est fréquemment compensé par leur capacité de production d'énergie améliorée et leur durée de vie opérationnelle prolongée. Cette combinaison conduit à un retour sur investissement (ROI) plus favorable sur la durée de vie du système.⁵ Selon la configuration spécifique, les conditions environnementales et les taux d'autoconsommation, la période de récupération pour les installations bifaciales peut être réduite à une période attrayante de 8 à 12 ans.⁵ Le coût initial plus élevé des panneaux bifaciaux n'est pas un facteur isolé, mais un investissement qui se traduit directement par une performance supérieure et une durabilité prolongée sur la durée de vie opérationnelle du système. Cela conduit à une production d'énergie cumulative substantiellement plus élevée et potentiellement à des coûts de maintenance/remplacement à long terme inférieurs, ce qui se traduit finalement par un retour financier plus attrayant et des économies globales plus importantes. Une évaluation économique complète doit donc dépasser une simple comparaison des prix d'achat initiaux pour une évaluation plus holistique basée sur le coût total de possession (TCO) et la production d'énergie sur la durée de vie (LEO). Pour les investissements à long terme, la prime de coût initiale de la technologie bifaciale est manifestement justifiée par ses avantages économiques et environnementaux accrus, ce qui en fait un choix stratégiquement judicieux malgré le point d'entrée plus élevé.

Un avantage clé de nombreux panneaux bifaciaux est leur construction, souvent caractérisée par une conception "bi-verre" (verre sur les faces avant et arrière). Cet encapsulage offre une protection supérieure aux cellules photovoltaïques par rapport aux panneaux traditionnels qui utilisent une feuille arrière en polymère.² Cette construction robuste améliore la résistance aux facteurs de dégradation courants tels que les microfissures, la corrosion chimique et les conditions météorologiques difficiles.² Par conséquent, les panneaux bifaciaux sont généralement assortis de garanties produit plus longues, souvent de 25 à 30 ans, ce qui dépasse les garanties moyennes de 20 à 25 ans courantes pour les modules monofaciaux.² Bien que la technologie bi-verre offre intrinsèquement une durabilité accrue et une transmission lumineuse supérieure, il existe une considération de conception critique concernant l'épaisseur du verre. Certains fabricants optent pour un verre plus fin (par exemple, 1,6-2 mm contre 3,2 mm pour un verre standard) dans les modules bi-verre afin de réduire le poids total du panneau.¹⁴ Cependant, cette réduction de poids peut compromettre l'intégrité structurelle du module. Des tests ont montré que ces modules bi-verre plus minces peuvent présenter des taux de casse plus élevés sous contrainte mécanique ou impact de grêle par rapport aux modules verre-backsheet.¹⁴ Cela met en évidence un compromis d'ingénierie crucial : équilibrer le désir de panneaux plus légers (pour une manipulation et une installation plus faciles) avec la nécessité de maintenir les avantages inhérents à la durabilité de la construction verre-sur-verre. Cette observation est essentielle pour les acheteurs et les installateurs. Elle implique que la simple spécification de panneaux bifaciaux "bi-verre" est insuffisante. Une enquête plus approfondie sur la qualité et l'épaisseur du verre utilisé par des fabricants spécifiques est nécessaire pour garantir que les avantages de durabilité annoncés sont réellement réalisés et ne sont pas compromis par des compromis de réduction de poids. Cela souligne l'importance des spécifications détaillées des produits et d'une assurance qualité rigoureuse lors de la sélection des modules bifaciaux.

En raison de l'inclusion d'une couche de verre supplémentaire à l'arrière, les panneaux bifaciaux sont généralement plus lourds que leurs homologues monofaciaux.² Ce poids accru nécessite l'utilisation de structures de support plus robustes et spécifiquement conçues. Pour les installations sur toiture, en particulier dans les projets de rénovation, une évaluation approfondie de la capacité de charge de la toiture existante est essentielle.¹³

La nature double face des panneaux bifaciaux implique que les deux faces, avant et arrière, doivent être maintenues propres pour garantir une performance optimale.⁵ Cela peut entraîner la perception d'un besoin de nettoyage plus fréquent, en particulier pour la face arrière qui est plus exposée à la poussière, au pollen et aux débris réfléchis par le sol.⁹ Cependant, il convient de noter que certaines configurations d'installation verticale peuvent bénéficier d'un nettoyage naturel de la poussière et de la neige, réduisant potentiellement la fréquence de nettoyage direct.¹¹ Quelle que soit l'orientation, une surveillance continue de la production d'énergie est fortement recommandée, en particulier pour les installations dépassant 3 kWc, afin de détecter et de résoudre rapidement toute anomalie de performance, notamment celles liées à la contribution de la face arrière.¹³

Les panneaux bifaciaux, souvent caractérisés par leur conception transparente verre-sur-verre, offrent une esthétique plus élégante, moderne et visuellement attrayante par rapport aux panneaux monofaciaux avec leurs feuilles arrière opaques.⁹ Leur transparence inhérente permet une intégration architecturale innovante, les rendant adaptés aux applications où l'attrait visuel est important, telles que les pergolas, les abris de voiture, les clôtures, les balustrades ou comme façades de bâtiment intégrées.¹¹

D'un point de vue environnemental, les panneaux bifaciaux sont généralement considérés comme plus durables. Composés majoritairement de verre trempé (jusqu'à 95 %), ils sont significativement plus recyclables en fin de vie opérationnelle que les panneaux traditionnels qui intègrent des feuilles arrière en polymère composite.⁷ Cette recyclabilité améliorée, combinée à leur production d'énergie plus élevée par unité de surface, contribue à une empreinte carbone réduite par kilowattheure (kWh) produit et à une période de "remboursement carbone" plus rapide, estimée à seulement 1 à 2 ans.⁷

Tableau 1 : Aperçu Comparatif : Panneaux Solaires Bifaciaux vs. Monofaciaux

Caractéristique	Panneaux Bifaciaux	Panneaux Monofaciaux	Sources
Rendement Énergétique	5-40% plus élevé (capture double face)	Standard (capture simple face)	9
Coût Initial	10-15% plus élevé	Inférieur	4
Retour sur Investissement	Souvent plus rapide (8-12 ans) grâce au rendement élevé	Plus lent/long	5
Durabilité/Garantie	Supérieure (bi-verre), 25-30 ans de garantie	Standard (feuille arrière polymère), 20-25 ans de garantie	2
Poids	Généralement plus lourd	Plus léger	2
Maintenance	Nettoyage des deux faces, surveillance recommandée ; moins d'encrassement en installation verticale	Principalement nettoyage de la face avant	5
Esthétique	Élégant, moderne, transparent (verre-sur-verre)	Feuille arrière opaque	9
Recyclabilité	Élevée (jusqu'à 95% verre)	Inférieure (en raison des matériaux composites)	7
Performance en Lumière Diffuse	Meilleure	Dépendante de la lumière directe	9
Environnement Optimal	Surfaces à albédo élevé, monté au sol, vertical, avec suiveurs	Lumière directe, divers types de toiture	5

IV. Applications Optimales et Scénarios d'Utilisation

L'efficacité des panneaux bifaciaux est profondément influencée par la réflectivité de la surface sous-jacente. Les environnements caractérisés par un albédo élevé sont cruciaux pour maximiser la capture de la lumière réfléchie sur la face arrière. Ces environnements idéaux comprennent le béton clair, le gravier blanc, le sable et, notamment, les régions enneigées, où la réflectivité exceptionnelle de la neige peut considérablement augmenter la production de la face arrière.⁴ Inversement, les surfaces plus sombres, telles que les tuiles de toit traditionnelles, offrent une lumière réfléchie minimale, ce qui peut annuler le rapport coût-bénéfice des panneaux bifaciaux à moins que des revêtements réfléchissants spécifiques ou des modifications de conception ne soient mis en œuvre.¹¹

Les panneaux bifaciaux sont exceptionnellement bien adaptés aux applications à grande échelle, en particulier les installations au sol. Dans ces configurations, les panneaux peuvent être installés à des hauteurs et des inclinaisons optimales pour maximiser la capture de la lumière réfléchie.⁶ Lorsqu'ils sont intégrés à des suiveurs solaires (dispositifs qui ajustent l'orientation du panneau pour suivre la trajectoire du soleil tout au long de la journée), le gain énergétique peut être substantiel, atteignant jusqu'à 30 % pour les installations fixes et un impressionnant 40 % pour les systèmes utilisant des suiveurs.¹¹ Cela en fait un choix privilégié pour maximiser la production d'énergie par unité de surface terrestre dans les fermes solaires à grande échelle.

Une application en pleine expansion et très prometteuse pour la technologie bifaciale est l'agrivoltaïsme, une pratique où les panneaux solaires sont stratégiquement intégrés dans les terres agricoles, permettant la coexistence de la production d'énergie et des activités agricoles.¹³ Cette synergie permet une double utilisation des terres, fournissant de l'énergie propre tout en maintenant, voire en améliorant, la productivité agricole. Les panneaux bifaciaux dans les configurations agrivoltaïques peuvent créer des microclimats bénéfiques, réduire le stress hydrique et thermique pour les cultures, fournir de l'ombre et un abri pour le bétail, et offrir un revenu supplémentaire aux agriculteurs.¹³ Des exemples pratiques incluent les clôtures solaires ou les haies bordant les champs cultivés, les installations inter-rangs dans les vignobles ou les cultures maraîchères, et les abris de voiture solaires au-dessus des zones d'élevage.¹³ L'orientation verticale souvent utilisée en agrivoltaïsme contribue également à une meilleure performance hivernale grâce à la réflexion de la neige et à la réduction de l'ombrage.¹³ L'intégration des panneaux solaires bifaciaux dans les milieux agricoles va bien au-delà de la simple occupation des terres pour la production d'énergie. Elle favorise une relation symbiotique où l'infrastructure solaire contribue activement au succès et à la résilience de l'entreprise agricole. Cela est caractérisé comme un "service rendu à la parcelle ou à l'élevage" ¹⁹, indiquant une conception délibérée pour créer des avantages mutuels. L'agrivoltaïsme, en particulier avec la technologie bifaciale, offre une solution holistique pour la gestion des terres. Il représente un changement de paradigme, passant d'une utilisation des terres à vocation unique (soit l'agriculture

soit l'énergie) à une optimisation multifonctionnelle des terres. Cette approche répond simultanément à des défis contemporains critiques tels que la sécurité énergétique, la sécurité alimentaire et l'adaptation au climat, démontrant la valeur sociétale et environnementale plus large de la technologie bifaciale au-delà de la simple production de kilowattheures.

L'attrait esthétique, la faible emprise au sol et le potentiel d'économie d'espace des panneaux bifaciaux en font un excellent choix pour les installations verticales. Celles-ci peuvent être intégrées de manière transparente dans les façades de bâtiments, les balcons, les balustrades, les pergolas, les abris de voiture, ou même comme barrières acoustiques le long des autoroutes et des voies ferrées.¹¹ Lorsqu'ils sont orientés Est-Ouest, ces ensembles verticaux peuvent capter efficacement la lumière du soleil le matin et en fin d'après-midi, ce qui conduit à un profil de production d'énergie plus uniformément réparti tout au long de la journée.¹³ Cette courbe de production aplatie s'aligne souvent mieux avec les schémas de consommation d'électricité typiques (par exemple, les pics du matin et du soir), réduisant potentiellement le besoin d'un stockage d'énergie étendu. De plus, cette configuration offre des performances supérieures pendant les mois d'hiver, avec des gains signalés allant jusqu'à +18 % par rapport aux installations inclinées traditionnelles, en grande partie grâce à la réverbération de la lumière sur la neige ou le sol humide.¹¹ Des études de cas, telles que les projets photovoltaïques linéaires verticaux de CNR sur les digues, illustrent le déploiement pratique et innovant de cette technologie.²⁰ Le passage d'un modèle de production centré sur le sud et axé sur les pics à un profil de production étalé Est-Ouest est une conséquence directe de la capacité du panneau bifacial à capter la lumière indirecte sous plusieurs angles. Cela modifie fondamentalement la courbe de production d'énergie, la rendant plus alignée avec les schémas de demande d'électricité réels (qui présentent souvent des pics le matin et le soir). Cela représente un changement de paradigme significatif dans la conception des systèmes solaires et l'intégration au réseau. Cela suggère que la technologie bifaciale non seulement augmente le rendement énergétique total, mais permet également un profil de production plus "adapté au réseau" et aligné sur la consommation. Cela peut potentiellement réduire la contrainte sur le réseau pendant les périodes de pointe de la demande et diminuer la dépendance à l'égard de systèmes de stockage de batterie étendus, améliorant ainsi l'efficacité globale et la rentabilité de l'intégration de l'énergie solaire dans les systèmes électriques modernes. Cela ouvre également de nouvelles opportunités d'installation dans les environnements urbains où l'espace de toit traditionnel orienté vers le sud est limité ou indisponible.

Bien que les projets commerciaux à grande échelle et les projets verticaux innovants soient des candidats privilégiés, les panneaux bifaciaux peuvent également constituer une option viable pour un usage résidentiel. Ils sont particulièrement adaptés aux toits plats avec des revêtements de couleur claire ou réfléchissants, ou aux systèmes montés au sol où l'effet d'albédo peut être efficacement optimisé.⁶ De plus, leur attrait esthétique moderne en fait un choix attrayant pour les installations visibles telles que les pergolas, les abris de voiture ou les garde-corps de balcon, où l'intégration du design est une considération clé.¹¹

V. Spécificités d'Installation et de Montage des Panneaux Bifaciaux

Le processus d'installation des panneaux solaires bifaciaux est généralement plus technique et exige une approche plus nuancée par rapport à celui des modules monofaciaux conventionnels.¹⁰ Cette complexité accrue découle de l'exigence fondamentale d'optimiser les conditions pour que les deux faces, avant et arrière, captent efficacement la lumière, allant au-delà de la simple maximisation de la lumière directe du soleil.

Plusieurs facteurs sont critiques pour une performance optimale :

• Hauteur du Panneau (Surélévation) : Pour maximiser la capture de la lumière réfléchie sur la face arrière, les panneaux bifaciaux doivent être installés à une hauteur suffisante au-dessus du sol ou de la surface du toit sous-jacente.⁵ Une élévation minimale allant de 70 cm à 1,2 mètre est généralement recommandée, la hauteur optimale précise variant en fonction de l'inclinaison du panneau, du type de surface réfléchissante et des conditions générales du site.¹³ Cette élévation assure un espace adéquat pour la réflexion et la circulation de la lumière sous les modules.

• Espacement entre les Rangées : Un espacement suffisant entre les rangées de panneaux adjacentes est crucial. Cela évite l'ombrage mutuel, garantissant que la lumière réfléchie peut atteindre l'arrière de tous les modules sans obstruction et que la lumière directe du soleil n'est pas bloquée prématurément par les panneaux voisins.⁵ Un espacement correct est vital pour maintenir le gain bifacial.

• Inclinaison du Panneau : L'angle d'inclinaison doit être méticuleusement étudié et calculé pour optimiser la capture de la lumière sur les deux faces tout au long de la journée et de l'année.⁵ Bien qu'une inclinaison légèrement plus élevée que celle généralement utilisée pour les panneaux monofaciaux classiques soit parfois recommandée pour améliorer la capture côté arrière ¹⁰, la plage optimale se situe généralement entre 15° et 30°, ajustée spécifiquement pour l'orientation et la latitude du site.¹³ Pour les installations verticales, une orientation Est-Ouest est souvent préférée pour répartir la production d'énergie plus uniformément sur la journée.¹⁹

Comme cela a été largement détaillé, l'albédo (réflectivité) de la surface sous-jacente est primordiale pour la performance bifaciale. Les sites d'installation devraient idéalement présenter des surfaces hautement réfléchissantes telles que le béton clair, le gravier blanc, le sable ou bénéficier d'une couverture neigeuse naturelle.⁴ Sur les toits sombres, où l'effet d'albédo est minimal, l'application d'un revêtement réfléchissant ou le choix d'un type d'installation différent peut être nécessaire pour justifier l'investissement bifacial.¹¹

Les observations précédentes révèlent collectivement que l'installation de panneaux bifaciaux ne se limite pas à la simple pose d'un dispositif physique. Au lieu de cela, elle nécessite une approche d'ingénierie intégrée où l'ensemble de l'environnement environnant (y compris la surface du sol, la hauteur de montage et les distances entre les panneaux) est pris en compte et optimisé pour fonctionner comme un système cohérent qui maximise la capture de la lumière sous tous les angles. Il s'agit de concevoir activement pour la lumière réfléchie, et non pas de recevoir passivement la lumière directe du soleil. Cela implique un changement fondamental dans le rôle de l'installateur ou du concepteur de systèmes, qui doit passer de la simple pose de panneaux à celui d'ingénieur environnemental qui effectue des analyses méticuleuses spécifiques au site. Cela implique une considération minutieuse de la manière dont le panneau interagit avec son environnement immédiat pour libérer tout son potentiel. La complexité inhérente de cette optimisation souligne le besoin critique d'une expertise professionnelle spécialisée et d'approches de conception sur mesure, allant au-delà des pratiques d'installation standardisées.

Considérations structurelles et de câblage :

• Structures Adaptées : En raison de leur poids accru, souvent résultant d'une construction à double verre ², les panneaux bifaciaux nécessitent des structures de support robustes et spécifiquement conçues. Celles-ci comprennent souvent des supports spécialisés en verre ou en métal léger qui permettent une exposition de la face arrière.¹⁰ Pour les structures existantes, en particulier dans les projets de rénovation, une vérification complète de l'intégrité structurelle est essentielle pour s'assurer qu'elles peuvent supporter en toute sécurité la charge supplémentaire.¹³

• Câblage et Onduleurs Optimisés : Le potentiel de puissance de sortie plus élevé des panneaux bifaciaux nécessite l'utilisation de micro-onduleurs ou d'onduleurs centraux compatibles, spécifiquement conçus pour gérer le flux d'énergie accru. De plus, un câblage robuste et bien isolé est nécessaire pour gérer l'énergie supplémentaire efficacement et en toute sécurité, minimisant les pertes dans l'ensemble du système.¹⁰

La nécessité d'une installation professionnelle : compte tenu des complexités techniques complexes impliquées dans l'optimisation de la hauteur, de l'espacement, de l'inclinaison des panneaux, et l'assurance d'une intégration structurelle et électrique appropriée, une installation professionnelle est non seulement recommandée mais fortement conseillée.¹⁰ Tenter une auto-installation sans expertise spécialisée peut entraîner des risques significatifs, y compris une sécurité compromise, des performances sous-optimales et l'annulation potentielle des garanties du fabricant.¹⁶ Un installateur qualifié possède les connaissances et l'expérience nécessaires pour assurer une configuration optimale, le respect des protocoles de sécurité et la conformité à toutes les normes électriques et environnementales pertinentes.¹⁰ Les risques associés à une installation incorrecte (allant des risques immédiats pour la sécurité aux dégradations de performance à long terme et à l'annulation des garanties du fabricant) sont directement liés aux exigences techniques avancées des systèmes bifaciaux. Les connaissances spécialisées requises pour évaluer correctement l'albédo, calculer la hauteur et l'espacement optimaux, gérer le poids plus élevé des panneaux et assurer une intégration électrique appropriée dépassent le cadre d'un bricoleur typique. Cela souligne que le "coût d'installation légèrement plus élevé" ¹⁰ pour les panneaux bifaciaux n'est pas simplement une dépense, mais un investissement crucial pour assurer l'efficacité à long terme du système, la sécurité opérationnelle et la validité de ses garanties étendues. Pour l'utilisateur final, cela signifie que si les panneaux bifaciaux offrent des avantages significatifs, ces avantages dépendent d'une installation méticuleusement planifiée et exécutée professionnellement par des experts certifiés. Cette implication professionnelle agit comme une assurance critique pour la performance et la sécurité.

Le coût d'installation : les structures spécialisées, la préparation minutieuse du site et l'optimisation requises pour les installations de panneaux bifaciaux entraînent généralement un coût d'installation légèrement plus élevé que pour les systèmes monofaciaux. Les estimations suggèrent un coût supplémentaire allant de 1000 € à 1500 € par kWc ¹⁰, ou un coût incrémental de 800 € à 1200 € par kWc par rapport aux installations standard.¹³

Maintenance post-installation : un nettoyage régulier des surfaces avant et arrière est essentiel pour maintenir des performances optimales et prévenir la dégradation du rendement due à l'accumulation de poussière, de saleté ou de neige.⁵ Une surveillance continue de la production d'énergie est également fortement recommandée. Cela permet d'identifier et de résoudre rapidement tout problème de performance, en particulier ceux qui pourraient affecter la face arrière, qui peut être plus difficile à inspecter visuellement.¹³

VI. Conclusion et Perspectives Futures

Les panneaux solaires bifaciaux représentent une évolution significative et prometteuse de la technologie photovoltaïque, offrant des avantages substantiels par rapport aux modules monofaciaux traditionnels. Leur capacité inhérente à capter la lumière du soleil des deux côtés conduit à des rendements énergétiques significativement plus élevés (allant de 5 % à 40 % de plus), à des performances améliorées dans des conditions de lumière diffuse et à un profil de production d'énergie plus uniformément réparti tout au long de la journée. De plus, ils présentent une durabilité accrue, sont généralement assortis de garanties plus longues et contribuent à une empreinte environnementale supérieure grâce à leur haute recyclabilité. Bien que leur coût d'achat initial et la complexité de leur installation soient plus élevés que ceux des panneaux monofaciaux, ces facteurs sont généralement compensés par un retour sur investissement plus rapide et des économies financières à long terme plus importantes, ce qui en fait une proposition économique attrayante.

Pour libérer tout le potentiel de la technologie bifaciale, une planification minutieuse et une installation professionnelle sont primordiales. Les considérations clés pour une performance optimale incluent le choix de sites d'installation avec des surfaces à albédo élevé (par exemple, un sol de couleur claire, de la neige), l'assurance d'une hauteur et d'un espacement appropriés des panneaux pour maximiser la capture de la lumière réfléchie, et l'utilisation de structures de montage robustes conçues pour le poids accru des panneaux. Pour les applications spécialisées telles que l'agrivoltaïsme ou les installations verticales, la technologie bifaciale offre des avantages synergiques uniques qui vont au-delà de la simple production d'énergie, optimisant l'utilisation des terres et intégrant l'énergie solaire dans divers environnements. Compte tenu des nuances techniques et de l'impact critique des paramètres d'installation sur les performances, il est impératif de faire appel à des professionnels qualifiés pour une évaluation complète du site, la conception du système et l'exécution afin de maximiser l'efficacité, d'assurer la sécurité et de valider les garanties du fabricant.

La part de marché croissante (déjà 10 % en 2020 avec une croissance projetée) ¹ et l'innovation continue dans les matériaux, les processus de fabrication et les méthodes d'application ² suggèrent fortement un avenir robuste et prometteur pour la technologie bifaciale. Sa polyvalence inhérente, son efficacité accrue et ses avantages environnementaux supérieurs la positionnent comme une pierre angulaire du développement énergétique durable. À mesure que la technologie mûrit davantage et que les coûts de fabrication continuent de diminuer, les panneaux bifaciaux sont appelés à jouer un rôle de plus en plus critique dans l'optimisation de l'utilisation des terres, l'intégration de l'énergie solaire dans divers paysages architecturaux et agricoles, et, en fin de compte, l'accélération de la transition mondiale vers une infrastructure énergétique plus durable et résiliente.

Khadim Guisse: ingénieur  Génie Electrique 

Sources des citations: Avec gemini.ai

1. Un panneau solaire bifacial ? La solution EcoFlow, consulté le juin 15, 2025, https://www.ecoflow.com/fr/blog/panneau-solaire-bifacial

2. 5 exemples de panneaux solaires nouvelle génération - Selectra Climate Consulting, consulté le juin 15, 2025, https://climate.selectra.com/fr/panneaux-solaires/nouvelle-generation

3. mypower.engie.fr, consulté le juin 15, 2025, https://mypower.engie.fr/conseils/panneaux-solaires/produits-associes/panneau-solaire-bifacial---definition--avantages-et-conseils.html#:~:text=Comme%20son%20nom%20l'indique,avant%20et%20la%20face%20arri%C3%A8re.

4. Panneaux photovoltaïques bifaciaux : Double l'efficacité solaire - Voltania, consulté le juin 15, 2025, https://voltania.com/actualites-photovoltaiques/panneaux-photovoltaiques-bifaciaux/

5. Tout savoir sur les panneaux solaires bifacial - L'Énergie Tout Compris, consulté le juin 15, 2025, https://www.lenergietoutcompris.fr/autres-travaux/solaire/types/panneau-solaire-photovoltaique/bifacial

6. Découvrez les avantages de la PV biface | Opsun Bifacial PV Racking, consulté le juin 15, 2025, https://opsun.com/fr/avantages-des-panneaux-bifaciaux/

7. La technologie bi-verre bifaciale : des panneaux solaires aux qualités exceptionnelles, consulté le juin 15, 2025, https://www.mylight150.com/articles/pourquoi-choisir-des-panneaux-solaires-bi-verre-bifaciaux-pour-votre-installation-6-raisons

8. Panneaux photovoltaïques bifaciaux : caractéristiques et fonctionnement - BibLus, consulté le juin 15, 2025, https://biblus.accasoftware.com/fr/avantages-panneaux-photovoltaiques-bifaciaux/

9. Quelle est la différence entre les panneaux solaires monofaciaux et ..., consulté le juin 15, 2025, https://ca.bougerv.com/fr/blogs/article/difference-between-monofacial-and-bifacial-solar-panels

10. - Sunethic % Avantages Panneaux Solaires Bifaciaux, consulté le juin 15, 2025, https://www.sunethic.fr/panneau-solaire-bifacial-guide-2025-sunethic/

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12. Le Panneau Solaire Bifacial : Avis, Rendement, Prix (2025), consulté le juin 15, 2025, https://www.monkitsolaire.fr/blog/panneau-solaire-bifacial-n343

13. Panneau solaire bifacial : guide complet 2025 [prix, rendement, avis] - Construction durable, consulté le juin 15, 2025, https://www.constructiondurable.net/panneau-solaire-bifacial/

14. Panneaux solaire bifaciaux : bi-verre ou verre-backsheet, que choisir - Voltec Solar, consulté le juin 15, 2025, https://www.voltec-solar.com/2024/02/29/panneaux-solaire-bifaciaux-bi-verre-ou-verre-backsheet-que-choisir/

15. Panneaux photovoltaïques bifaciaux : capter un maximum de lumière - BBS Conception, consulté le juin 15, 2025, https://www.bbs-conception.com/panneaux-photovoltaiques-bifaciaux-lumiere/

16. Le fonctionnement et les avantages d'un panneau solaire bifacial - Photowatt, consulté le juin 15, 2025, https://www.photowatt.com/fr/non-classifiee/le-fonctionnement-et-les-avantages-dun-panneau-solaire-bifacial/

17. Panneaux Solaires Bifaciaux : Innovants et Plus Performants - Takoussane Energy, consulté le juin 15, 2025, https://takoussane.com/panneaux-solaires-bifaciaux-innovants-et-plus-performants/amp/

18. L'agrivoltaïsme, solution pour votre exploitation agricole - ENGIE Green, consulté le juin 15, 2025, https://www.engie-green.fr/agrivoltaisme/

19. Panneaux solaires verticaux : guide d'ENGIE Green, consulté le juin 15, 2025, https://www.engie-green.fr/enr/panneaux-solaires-verticaux/

20. PHOTOVOLTAÏQUE LINÉAIRE BIFACIAL VERTICAL - CNR, consulté le juin 15, 2025, https://www.cnr.tm.fr/wp-content/uploads/2022/03/DEPLIANT_PV_LINEAIRE.pdf