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1. LE PRINCIPE
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Un panneau solaire biface est monté sur un axe horizontal, entre deux arceaux, au-dessus d'un plateau pivotant. Il porte des volets transparents à charnière sur ses deux bords longs et, dans la version optimisée, des ailettes en modules sans verre bifaces.
Sans vent ou sous 6 m/s le jour, le rotor est verrouillé et le plateau suit le soleil sur 2 axes : c'est un panneau solaire à suivi. Au-dessus de 6 m/s le jour, et dès 3-4 m/s la nuit, il est libéré et tourne comme un rotor à traînée : le volet qui descend avec le vent s'ouvre et pousse, celui qui remonte se replie de chant. Deux moteurs de trottinette, entraînés par courroie, servent de génératrices.
En tournant, le panneau présente ses deux faces au ciel l'une après l'autre : il continue à produire du solaire pendant qu'il produit de l'éolien. La nuit, il ne produit que du vent. Un panneau monoface fixe sous le rotor, encastré dans le plateau, récupère la lumière qui passe.
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2. LES VERSIONS VALIDÉES
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| Version | Ce qui la distingue | Prix posé (série) | Meilleur site | kWh par an | €/kWh sur 25 ans |
| Simple | Arceaux droits, grand panneau verre-verre 3,1 × 1,6 m, volets transparents de 0,8 m | 3 840 à 4 800 € | Toit côtier | 4 772 | 0,067 |
| Optimisée | Arceaux courbes, panneau 2,9 × 1,13 m, ailettes sans verre bifaces, volets transparents cambrés | 4 190 à 5 150 € | Toit côtier | 5 207 | 0,066 |
| Option sans verre | Panneau central sans verre (type Sunman) : plus léger, sans casse de verre | +130 € | Toit côtier | 5 204 | 0,068 |
| Double | Deux modules optimisés l'un au-dessus de l'autre, pour toits | 7 445 à 8 365 € | Toit côtier | 10 271 | 0,059 |
| Tour de 3 modules | Trois modules empilés au sol, ~10 m de haut | 10 800 € | Au sol, vent 5,5 m/s à 10 m | 8 631 | 0,101 |
| Industrielle | Rotor de 6 m de diamètre sur 18 m, orientable, sur mât de 5 m, champ au sol de 48 kWc | 51 731 € | Côte très ventée | 92 135 | 0,047 |
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3. PRODUCTION PAR EMPLACEMENT, MODULE SEUL ET VERSION DOUBLE
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Production annuelle en kWh, et multiple d'un panneau monoface classique posé sur la même surface (~950 kWh par an sur 4,3 m²).
| Emplacement | Vent moyen à l'axe | Simple | Optimisée | Sans verre | Double |
| Toit urbain | 4,0 m/s | 2 441 (× 2,6) | 2 845 (× 3,0) | 2 778 (× 2,9) | 5 112 (× 5,4) |
| Ombrière de parking | 4,9 m/s | 3 007 (× 3,2) | 3 409 (× 3,6) | 3 358 (× 3,5) | 6 356 (× 6,7) |
| Plateau au sol sans mât | 3,8 m/s | 2 360 (× 2,5) | 2 766 (× 2,9) | 2 696 (× 2,8) | non retenu |
| Mât de 6 m | 5,25 m/s | 3 307 (× 3,5) | 3 712 (× 3,9) | 3 670 (× 3,9) | 7 021 (× 7,4) |
| Mât de 8 m | 5,5 m/s | 3 518 (× 3,7) | 3 926 (× 4,1) | 3 890 (× 4,1) | non retenu |
| Toit côtier (immeuble de ~35 m) | 6,5 m/s | 4 772 (× 5,0) | 5 207 (× 5,5) | 5 204 (× 5,5) | 10 271 (× 10,8) |
| Emplacement | Simple €/kWh | Optimisée €/kWh | Sans verre €/kWh | Double €/kWh |
| Toit urbain | 0,133 | 0,122 | 0,129 | 0,118 |
| Ombrière de parking | 0,105 | 0,100 | 0,104 | 0,094 |
| Plateau au sol | 0,132 | 0,121 | 0,128 | |
| Mât de 6 m | 0,108 | 0,103 | 0,107 | 0,094 |
| Mât de 8 m | 0,106 | 0,101 | 0,105 | |
| Toit côtier | 0,067 | 0,066 | 0,068 | 0,059 |
La façade a été étudiée et rejetée : trop peu de vent utile et trop de contraintes de fixation.
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4. CE QUI A ÉTÉ RETENU APRÈS TOUTES LES ITÉRATIONS
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* Volets cambrés en polycarbonate transparent anti-UV, à charnière et à petits vérins : ils poussent ouverts en rotation ; en mode solaire, ils se replient à 90° derrière le panneau, parallèles aux rayons, et laissent passer le soleil et la lumière diffuse jusqu'au panneau au sol, qui reçoit ~2,8 fois plus de lumière qu'avec des volets blancs à plat. Les vérins servent aussi à les plaquer en tempête et à les écarter en cas de surchauffe. Sur la double et la tour, les volets transparents repliés de chaque étage laissent aussi passer la lumière vers l'étage du dessous.
* Déflecteur fixe en prisme à nez arrondi, en plaque ondulée bitumée (type Onduline), face arrière peinte en blanc, ~120 € : sa face avant en « / » arrête le vent devant la pale qui remonte et le guide vers la moitié haute du rotor ; son nez arrondi et sa sous-face qui remonte reçoivent l'air qui monte le long des façades ; une simulation d'écoulement 2D montre un écoulement trois à quatre fois plus régulier derrière lui, et le gain d'éolien est compté prudemment à +5 %. Il se place côté ombre en mode solaire et se met dos au vent en tempête.
* Pas d'empennage : un moteur d'orientation piloté par une girouette électronique fait tourner le plateau, ce qui donne aussi le suivi solaire sur 2 axes.
* Deux moteurs-roues de trottinette, poulie et courroie crantée 1:6, placés à l'extérieur des arceaux, dans des carters en goutte d'eau pointe sous le vent.
* Cadre rigide à demi-axes aux deux bouts et câbles inox en croix au dos : aucun tube ne traverse le panneau.
* Fixations en caoutchouc, butées amorties, verrou automatique à goupille sur le roulement.
* Modules sans verre bifaces (type Sunman) sur les ailettes et les bords : légers, souples, bifaces.
* Bague collectrice à balais en fibres, supercondensateurs, électronique protégée dans le caisson du plateau, batterie tampon en option.
* Panneau monoface au sol de 3,2 × 1,25 m, toute la surface utile du plateau, encastré et compté dans tous les calculs. Élargir le plateau au-delà de 1,3 m ferait un peu plus de kWh mais ferait baisser le multiple d'un panneau classique sur la même surface, qui grandit avec lui : sur un toit, on garde 1,3 m.
* Option protection cyclone : l'installation se replie et se couche au sol, sanglée sur des ancrages, comme les éoliennes à mât rabattable des îles. Arceaux articulés sur le plateau, mât ou tour basculants, mât télescopique pour l'industrielle. Surcoût de 150 € pour un module sur plateau à environ 3 000 € pour l'industrielle. Détails sur chaque page de version.
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5. AVANTAGES PAR RAPPORT À UN PANNEAU SOLAIRE CLASSIQUE
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* 2,5 à 10,8 fois plus de kWh sur la même surface de toit selon la version et le site.
* Production la nuit et en hiver, quand le soleil manque et que le vent souffle le plus.
* Suivi solaire sur 2 axes compris, sans pièce en plus : c'est le moteur d'orientation du vent qui le fait.
* Les deux faces du panneau travaillent : biface en mode solaire avec le renvoi du déflecteur blanc, face après face en rotation.
* Nettoyage partiel par la rotation et le vent.
* Production plus régulière sur l'année : moins de stockage nécessaire pour la même autonomie.
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6. AVANTAGES PAR RAPPORT AUX SYSTÈMES DÉJÀ SUR LE MARCHÉ
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* Petites éoliennes de toit : elles ne produisent que du vent, souvent faible en ville. Ici, le solaire reste la base et le vent s'ajoute.
* Suiveurs solaires : ils ne font que suivre. Ici, la même mécanique sert au suivi et à l'éolien.
* Lampadaires et mâts hybrides (une petite éolienne plus un panneau) : deux machines séparées. Ici, le panneau est le rotor.
* Le brevet de 2011 (voir plus bas) ne prévoit ni volets cambrés, ni déflecteur, ni panneau au sol, ni ailettes sans verre, ni suivi 2 axes verrouillé.
* Pièces de grande série : moteurs de trottinette, courroies, panneaux aux formats standard, plaques ondulées de toiture.
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7. LES LIMITES ET LES RISQUES
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* Le vent sur les toits : les essais de Warwick et de l'Energy Saving Trust ont montré que les petites éoliennes de toit en ville produisent souvent bien moins que prévu. Il faut viser les toits hauts et dégagés, les côtes, ou les mâts de 6 à 8 m, et mesurer le vent un an avant.
* La fatigue du panneau verre-verre en rotation : protections (caoutchouc, butées, cadre rigide) et repli possible sur l'option sans verre.
* Les pièces qui bougent demandent de l'entretien : courroies, roulements, volets, électronique. Les remplacements sont comptés dans le prix du kWh.
* Bruit et vibrations à vérifier sur prototype, surtout sur un toit habité.
* Autorisations : hauteur, prise au vent de la structure, assurance.
* Les cyclones : sans l'option de repli au sol, l'installation n'est pas faite pour les zones cycloniques.
* Tous les prix sont des prix de série. Un prototype coûtera deux à trois fois plus cher.
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8. L'ANTÉRIORITÉ : LE BREVET DE 2011
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Le principe d'un panneau solaire tournant sur un axe horizontal pour produire aussi de l'éolien existe : demande US 2011/0215587, accordée sous le numéro US 8 354 757 B2, « Hybrid horizontal axis energy apparatus », de William Edward Lee et Robert F. Pienkowski, sans société titulaire. Il expire le 8 mars 2031.
Pourquoi on n'en voit pas partout : le vent sur les toits a déçu, les panneaux sont devenus si bon marché que la complexité ne payait plus, et aucune entreprise ne portait le projet.
Le panneau hybride Muhleisen reprend l'idée de base et la complète : volets cambrés, déflecteur fixe, ailettes sans verre bifaces, panneau au sol, suivi 2 axes en mode verrouillé, moteurs de trottinette, demi-axes et câbles en croix. Avant toute vente aux États-Unis avant 2031, il faudra faire vérifier les revendications du brevet par un conseil.
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9. ET POUR LE PLAN HYDROLOOP ?
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Le panneau hybride ne fait pas baisser le prix du plan mondial Hydroloop : la V11 tient 35 €/MWh avec de grandes éoliennes, et même la version industrielle reste au-dessus (47 à 52 €/MWh avec son champ au sol).
Il peut servir là où les grandes éoliennes sont interdites ou refusées, si les usines de grandes éoliennes deviennent un goulot d'étranglement, et pour remplacer les éoliennes multipales qui pompent l'eau en direct.
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10. PLAN DE PROTOTYPE
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* Mesurer le vent sur le site visé pendant un an (anémomètre à la hauteur de l'axe).
* Construire un module optimisé à l'échelle 1 sur un mât de 6 m, sur un terrain dégagé ou une côte.
* Mesurer séparément le solaire verrouillé, le solaire en rotation, l'éolien et la consommation des moteurs d'orientation.
* Tester la fatigue : un panneau verre-verre et un panneau sans verre côte à côte.
* Tester le mode tempête et le bruit.
* Ajuster les chiffres de cette page avec les mesures.
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11. MÉTHODE DE CALCUL
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Soleil : simulation pvlib sur une année type à Brest (rayonnement global ~1 200 kWh/m² par an, ~52 % de diffus), suivi 2 axes en mode verrouillé, rétention biface en rotation ~66 % pour le verre-verre, ~62 % pour le sans verre, ~38 % pour un monoface.
Vent : loi de Rayleigh, profil logarithmique (5,5 m/s à 10 m, rugosité 0,03), rotor à traînée avec un coefficient de puissance effectif prudent (~0,086 avant gains des volets cambrés et du déflecteur, +5 % pour le déflecteur en prisme arrondi, estimation prudente).
Coût : prix de série posé, kWh actualisé sur 25 ans à 4 %, remplacements compris (courroies, électronique, supercondensateurs), dégradation annuelle des panneaux.
Panneau au sol et ombre entre étages : modèle d'ombre en coupe heure par heure, déflecteur compris, volets transparents repliés derrière le panneau en mode solaire.
Référence classique : un panneau monoface posé sur la même surface de toit (4,3 m²) produit ~950 kWh par an au même endroit.
Ces chiffres sont des estimations de calcul. Seul un prototype mesuré pendant un an dira la vérité, surtout pour le vent sur les toits.
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SOURCES
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Plan mondial Hydroloop : décarboner l'électricité mondiale
Google Patents : US 8 354 757 B2 (W. E. Lee et R. F. Pienkowski), l'antériorité de 2011
Sunman Energy : modules photovoltaïques sans verre eArc
pvlib python : simulation de la production photovoltaïque
Wind-Works : Warwick Wind Trials, les petites éoliennes de toit mesurées
Energy Saving Trust : essais de terrain des petites éoliennes au Royaume-Uni
Wikipédia : rotor de Savonius (rotor à traînée)
Wikipédia : loi de Rayleigh, distribution des vitesses de vent
Wikipedia : cellules solaires bifaces
Onduline : plaques ondulées bitumées
Vergnet : éolienne GEV MP-C à mât rabattable pour zones cycloniques
Batiweb : à la Réunion, les éoliennes basculent pour éviter les cyclones
Olivier Muhleisen en collaboration avec Claude (Anthropic), octobre 2026. Plans libres de droit, open source.