De nos jours, la transition vers des sources d’énergie propre et renouvelable est devenue une priorité mondiale pour lutter contre le changement climatique et préserver notre planète. Dans cette dynamique, les toits des bâtiments représentent un potentiel considérable pour le développement de l’énergie solaire et éolienne. Afin de prédire avec précision la croissance de l’utilisation des toits pour la production d’énergie propre à l’échelle mondiale, il est essentiel d’analyser les tendances actuelles et les opportunités qui s’offrent à nous dans ce domaine en pleine expansion.
Un nouveau cadre de machine learning mis au point par des chercheurs de l’IIASA permet d’estimer la croissance des toits à l’échelle mondiale de 2020 à 2050. Cette innovation peut aider à planifier les systèmes énergétiques durables, le développement urbain et l’atténuation du changement climatique, tout en apportant des avantages significatifs aux économies émergentes. Cette recherche a été publiée dans Scientific Data.
L’importance de la surface des toits mondiaux
En 2019, les bâtiments ont utilisé environ 18 % de la production annuelle mondiale d’électricité et ont généré 21 % des gaz à effet de serre, contribuant considérablement au changement climatique. À mesure que la population mondiale augmente, nous aurons besoin de plus de bâtiments, ce qui augmentera la demande en énergie et en matériaux de construction.
La surface globale des toits, c’est-à-dire la surface totale de tous les toits des bâtiments dans le monde, est une mesure cruciale pour de nombreuses applications, y compris l’installation de panneaux solaires et la planification urbaine. Comprendre cette surface et ses prévisions de croissance est essentiel pour mieux planifier les systèmes énergétiques durables, améliorer le développement urbain et limiter les impacts sur le climat et la biodiversité.
Un cadre de machine learning innovant
Les chercheurs de l’IIASA ont créé un cadre de machine learning qui utilise des données massives provenant d’environ 700 millions d’empreintes de bâtiments, de la couverture terrestre mondiale, des routes et des statistiques de population. Leur approche prévoit l’augmentation de la surface des toits de 2020 à 2050 en utilisant cinq scénarios futurs possibles. Ces données couvrent près de 3,5 millions de petites zones à l’échelle mondiale.
Résultats et prévisions
En 2020, la surface totale des toits dans le monde était estimée à 0,25 million km², sur une surface bâtie totale de 1,46 million km². L’Asie avait la part la plus élevée (0,12 million km²), suivie de l’Europe (0,47 million km²), de l’Amérique du Nord (0,39 million km²) et de l’Afrique (0,02 million km²).
D’ici 2050, la surface mondiale des toits pourrait croître entre 0,3 et 0,38 million km², soit une augmentation de 20 à 52 % par rapport à 2020. L’Afrique devrait connaître la croissance la plus importante, avec potentiellement un doublement de sa surface de toits.
Implications pour les politiques et le public
Cette étude est la première estimation mondiale de haute résolution de l’augmentation de la surface des toits basée sur plusieurs récits de trajectoires socio-économiques. Elle montre comment les vastes ensembles de données géographiques et le machine learning peuvent aider au développement durable et à l’action climatique.
Les implications de cette recherche sont significatives pour les politiques et le public. La base de données peut aider à planifier de manière plus réaliste les systèmes d’énergie solaire décentralisés, favorisant ainsi des solutions énergétiques durables. En estimant le potentiel de la technologie solaire sur les toits pour atteindre les objectifs climatiques, notamment dans les économies émergentes, ces politiques peuvent devenir plus efficaces et abordables.
Avenir et opportunités
Avec une expansion significative de la surface des toits, ces zones peuvent tirer parti de leurs capacités manufacturières, de leur fort potentiel solaire, de leur main-d’œuvre à bas coût et de leur esprit entrepreneurial pour parvenir à un développement et une prospérité à long terme.
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Progrès technologiques
- Machine learning
- Big data
- Machine learning
- Big data
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Impacts climatiques
- Réduction des gaz à effet de serre
- Énergie durable
- Réduction des gaz à effet de serre
- Énergie durable
- Machine learning
- Big data
- Réduction des gaz à effet de serre
- Énergie durable
« Estimer le potentiel de la technologie solaire sur les toits est essentiel pour aligner les objectifs climatiques avec les objectifs de développement durable, surtout dans les économies émergentes. »
Référence de l’étude
Joshi, S., et al. (2024) Global high-resolution growth projections dataset for rooftop area consistent with the shared socioeconomic pathways, 2020–2050. Scientific Data. doi:10.1038/s41597-024-03378-x.
