Depuis des générations, les clôtures de neige ont été une ligne de défense simple mais importante dans la bataille sans fin du Midwest supérieur avec l'hiver. Selon les données de la circulation recueillies par l'USDOT, chaque année plus de 1 300 personnes sont tuées dans des accidents de voiture dans la neige et plus de 116 800 personnes sont blessées. Les rangées de bois, de plastique ou même de tiges de maïs debout ont longtemps défendu les autoroutes du Minnesota, ralentissant les vents hurlants et forçant la neige à dériver à s'accumuler avant d'atteindre la route. Cependant, pendant les mois d'été, ces clôtures ne servent à rien. C'était jusqu'à l'année dernière. Le long de la US Highway 10 à l'est de Moorhead, les chercheurs ont testé une version contrairement à tout autre dans le pays: une clôture de neige qui se double d'un réseau solaire capable de fournir des énergies renouvelables aux agriculteurs et aux résidents.
«Il s'agit de notre clôture de neige solaire», Mijia Yang, professeur agrégé et enquêteur principal au Département de génie civil, de construction et d'environnement de la North Dakota State University qui a dirigé le projet en partenariat avec le ministère des Transports du Minnesota expliqué à MPR News lorsque la clôture a été installée pour la première fois. « Il ressemble et agit comme une clôture – mais il génère également de la puissance. »
L'installation de 100 pieds de long à Glyndon, au Minnesota, achevée en hiver 2022-2023, a été construite à partir de 112 panneaux solaires disposés avec des lacunes pour que le vent et la neige se comportent comme s'ils passaient par une clôture traditionnelle. Au cours des deux derniers hivers, l'équipe de Yang a mesuré ses performances, et en mai 2025, ils ont présenté leurs résultats dans un rapport au ministère des Transports du Minnesota: la clôture a non seulement recalculé la neige, elle a généré suffisamment d'énergie pour alimenter une maison moyenne – tout en offrant la possibilité de faire fondre la neige directement. En deuxième hiver, la clôture de neige solaire a été mise à niveau en un système de clôture de neige actif par la fonte des neiges avec l'électricité produite au moyen de coussinets thermiques, ce qui améliorait considérablement la capacité de stockage de la clôture solaire (près de l'infini).
Cette double fonction pourrait avoir des implications radicales pour la sécurité routière et les budgets d'entretien hivernal. Le Minnesota dépense des dizaines de millions par an pour labourer et déroutant les autoroutes. Un système autonome qui aide à prévenir les dérives tout en réduisant le besoin de sel ou d'équipement lourd pourrait être transformateur. « Les avantages que vous obtenez sont l'énergie qui a été produite et également les opérations d'élimination de la neige et de la glace que vous avez réduites », a expliqué Yang.
Les résultats ont surpris même les responsables des transports chevronnés. « Ils produisent suffisamment d'énergie avec cette section de 100 pieds pour répondre aux besoins d'énergie domestique pour un ménage typique », a déclaré Dan Gullickson, le superviseur de la Snow Control de MNDOT, à MPR News. « Et c'était assez révélateur. Si vous faisiez cela à travers un mile, ce serait 50 maisons. »
La clôture, qui a coûté environ 370 000 $ à concevoir et à installer, a été largement financée en tant que projet de recherche. Yang a souligné que la majeure partie de ce budget était de surveiller l'équipement, la collecte de données et les prototypes; Les matériaux et la construction réels n'étaient qu'une fraction du total. Ainsi, répartir la clôture à travers l'État aurait un coût beaucoup plus bas par pied. Sur la base de l'investissement réel fait dans la clôture de neige solaire de 100 pieds, la période de récupération était d'environ 11 ans. Cependant, si le projet était déployé sur des zones plus grandes, les économies d'échelle raccourciraient la période de récupération à 5 ans.
Les clôtures de neige sont déjà courantes sur les autoroutes des prairies du Minnesota, où les vents persistants peuvent déplacer des tonnes de neige chaque saison. Les clôtures traditionnelles sont passives: ils ralentissent le vent, créent des turbulences et provoquent la déneigement. En échangeant des lattes de bois ou de plastique contre des panneaux solaires, l'équipe de Yang a ajouté une nouvelle couche d'utilité à un design de longue date. La capacité du système à faire fondre la neige est considérée comme une innovation particulièrement précieuse. Les panneaux peuvent alimenter les coussinets de chauffage intégrés sur la chaussée à proximité, empêchant des plaques de glace dangereuses qui provoquent des collisions. Au-delà des autoroutes, Yang imagine des applications potentielles pour les fermes, les ranchs et même les maisons dans les zones rurales – fournissant à la fois les énergies renouvelables et le contrôle de la neige dans une seule structure.
Le ministère des Transports du Minnesota explore maintenant les prochaines étapes. Les projets futurs peuvent passer du site d'essai à Glyndon à des étirements plus longs de l'autoroute, ou expérimenter des variations de conception et d'orientation du panneau, ou l'utilisation de coussinets sous le trottoir. Le système révolutionnaire de clôture de neige solaire de récolte d'énergie n'occupe pas de terres supplémentaires, et est facile à construire et pourrait être rapidement déployé vers d'autres états de neige.
