La neige et le relief montagnard peuvent amplifier le rayonnement solaire et améliorer le rendement des installations photovoltaïques en hiver, selon les travaux d’Anja Mödl, de l’Institut pour l’étude de la neige et des avalanches. Une recherche de terrain, précise et exigeante, qui pourrait changer la manière d’implanter les panneaux solaires en altitude.
Tôt le matin, quand les premiers skieurs profitent des pentes, la chercheuse Anja Mödl quitte déjà les pistes. A environ 2400 mètres d’altitude, dans la région du Meierhoftälli, près de Davos, elle installe ses instruments au cœur de la neige. Son objectif: analyser le comportement de la lumière solaire en environnement montagnard.
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Dans cet espace isolé, elle déploie spectromètres et capteurs afin de mesurer à la fois la lumière incidente et celle réfléchie par le manteau neigeux. L’enjeu est de taille: mieux comprendre comment optimiser la production d’électricité solaire en hiver.
Mesurer la lumière avec précision
La chercheuse insiste sur l’importance des conditions idéales pour ses mesures. « Il y a ici une plaque spectrale. La lumière du soleil arrive dessus, puis je mesure la lumière réfléchie. Grâce à cette plaque, la lumière devient plus diffuse et homogène, ce qui permet des mesures plus fiables avec moins d’erreurs », a-t-elle expliqué samedi dans le 12h45 de la RTS.
Les relevés doivent être effectués dans des conditions strictes. « Par ciel clair et ensoleillé, ou bien complètement couvert, sans soleil visible. Mais l’idéal reste un ciel parfaitement dégagé. » Ces contraintes permettent de garantir la comparabilité des données, notamment lorsque l’angle du soleil varie au cours de la journée.
La neige, un miroir complexe
En montagne, la lumière ne suit pas une trajectoire unique. Elle est réfléchie, diffusée et parfois amplifiée par les surfaces environnantes, en particulier la neige. « Elle renvoie la majeure partie du rayonnement. La lumière est réfléchie par les pentes, ce qui crée à la fois un rayonnement direct et un rayonnement indirect qui atteint le sol », décrit Anja Mödl.
Elle précise que ce double apport augmente la quantité totale de rayonnement disponible. « Cela signifie que nous recevons davantage de rayonnement au sol que si nous ne recevions que celui provenant directement du soleil. » Ce phénomène transforme la neige en véritable amplificateur naturel de lumière.
Il peut y avoir une différence notable de rayonnement selon l’emplacement des panneaux, même à 200 mètres près
Anja Mödl
L’un des résultats majeurs de ses observations concerne l’influence du terrain sur l’ensoleillement. A quelques centaines de mètres près, les conditions peuvent varier significativement.
« On observe ici l’ensoleillement à différents endroits du terrain. Cela montre que la quantité de rayonnement varie selon les lieux et qu’il peut y avoir une différence notable selon l’emplacement des panneaux, même à 200 mètres près. »
Ces variations locales sont essentielles pour les installations photovoltaïques, qui pourraient gagner en efficacité en tenant compte de la topographie et des réflexions lumineuses entre versants.
Une recherche contraignante mais prometteuse
Le travail de terrain impose une organisation rigoureuse. Les mesures doivent être réalisées entre 11h et 13h afin de limiter les variations liées à la position du soleil. Chaque session nécessite installation, calibrage, relevés, puis démontage du matériel.
Au-delà des contraintes logistiques, la chercheuse collecte des données dans des conditions variées: neige fraîche, neige ancienne, présence ou absence de rochers. Ces différences permettent d’enrichir les modèles et de mieux comprendre les interactions entre lumière, neige et relief.
Vers une meilleure exploitation du solaire
Les travaux d’Anja Mödl ont un objectif clair: améliorer le rendement des installations photovoltaïques en montagne. En intégrant les effets de réflexion de la neige et du terrain, il devient possible d’optimiser l’orientation et l’emplacement des panneaux.
En transformant un environnement perçu comme contraignant en ressource énergétique, cette recherche ouvre la voie à une exploitation plus fine du potentiel solaire hivernal. La neige, loin d’être un obstacle, apparaît alors comme un acteur clé dans la captation de l’énergie solaire en altitude.
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Camille Lanci