(c) EDF ENR / Mars Vidéo La vérification de l’admissibilité d’un apport de charges conséquent est l’un des points de vigilance majeurs pour l’installation de panneaux photovoltaïques en toiture.
Les industriels innovent régulièrement pour améliorer les techniques de raccordement des systèmes photovoltaïques aux toitures-terrasses. Modules souples ou rigides, intégrés au bâti ou rapportés… Depuis quelques années, ce sont les systèmes surimposés sans percement de l’étanchéité qui raflent la mise pour des raisons évidentes de fiabilité. Ils peuvent être lestés, lorsque l’élément porteur est en béton et qu’il admet une forte surcharge. Plus généralement, ils sont fixés sur une ossature métallique liaisonnée à l’étanchéité par des plots ou des bandes de pontage.
Les modules souples sont quant à eux plus rares. « Ils sont à la fois plus chers et moins performants que les panneaux cristallins rigides », explique Claire Racapé, directrice du développement pour le fabricant Siplast. Ils disposent néanmoins d’un atout non négligeable : leur poids généralement suffisamment faible pour être mis en œuvre sur un bâtiment existant, qu’il s’agisse de rénovation, de changement de destination de la toiture…
Des procédés sous Avis techniques
Coté documentation technique, ils sont pour la plupart sous Avis technique. C’est notamment le cas des systèmes mis sur le marché par les principaux industriels du secteur : Iko (avec Dome Solar), Sika (avec EPC Solaire), Siplast (ave EPC Solaire) et Soprema. Ils valident la satisfaction aux exigences réglementaires ainsi que leur aptitude à l’emploi et leur durabilité. Ces évaluations permettent de compenser le manque de référentiels communs disponibles sur la conception et la réalisation de ces installations. En tant que terrasses inaccessibles, ces ouvrages relèvent, selon la nature de leur élément porteur, des NF DTU 43.1 (béton), 43.3 (tôles d’acier nervurées) et 43.4 (bois et panneaux dérivés du bois) en travaux neufs. En rénovation, le NF DTU 43.5 devient la référence. Ces normes ne donnent pas de préconisation spécifique relative à la mise en œuvre de systèmes photovoltaïques. C’est pourquoi la Chambre syndicale française de l’étanchéité (CSFE) a publié en juin 2009 des « Recommandations professionnelles pour la mise en œuvre de procédé d’étanchéité photovoltaïque avec modules souples » puis en février 2011 des Recommandations professionnelles sur « la mise en œuvre traditionnelle de capteurs solaires rapportés sur revêtement d’étanchéité en toiture-terrasse ». En 2015, le GMPV-FFB diffusait un guide des systèmes photovoltaïques en toiture-terrasse.
Parmi les principales mesures à mettre en œuvre, un calcul préalable des éventuelles surcharges rapportées en toiture permet de valider la compatibilité de la structure avec la mise en œuvre de tels systèmes. Les éléments porteurs doivent respecter les exigences de pente définies dans les différents NF DTU et l’isolant une classe de compressibilité C. Les systèmes d’étanchéité, tout comme les procédés supports de panneaux ou cellules photovoltaïques, doivent disposer d’une évaluation technique admissible pour cet usage. D’autant plus que « les modules photovoltaïques évoluent rapidement, précise» Michel Soria, chef de produits chez Siplast. Les cellules sont de plus en plus grandes et par conséquent les panneaux aussi tandis que l’épaisseur des cadres est optimisée. » Ces progrès modifient les caractéristiques non seulement des modules mais aussi de leurs sollicitations sur le procédé. « Cette tendance va restreindre le domaine d’emploi des systèmes. Les critères de résistance au vent seront renforcés dans les zones fortement exposées tout comme les exigences en matière de tenue à la compression car les charges au droit des plots ou des rails augmenteront », souligne Jean Damian, dirigeant de Soprasolar, filiale photovoltaïque de Soprema.
Rentabilité optimisée
Pour une rentabilité optimisée, le calepinage des modules est capital. L’atteinte des objectifs de production dépend notamment de leur orientation et de leur inclinaison. « Pour obtenir une production maximale pour un panneau, la configuration idéale associe une orientation sud et une inclinaison de 30 °. Néanmoins, dans les cas de centrale photovoltaïque, cette disposition créée des ombres portées qui diminue le pourcentage d’ensoleillement pour chaque module. Pour éviter qu’elles soient trop importantes, on réduit la pente des modules et on les resserre. Au final chaque module produit moins mais on installe plus de puissance et donc on génère plus d’électricité », souligne Mélodie de l’Epine, coordinatrice du pôle photovoltaïque de l’association Hespul. De la même manière, des modules parallèles à la toiture sont bien adaptés aux orientations est-ouest. Mais ils risquent de s’encrasser car la pluie ne peut pas faire son travail de nettoyage. Pas de recette miracle donc : il faut trouver le juste équilibre.
Une conception en amont
Les installations photovoltaïques en toiture-terrasse réalisées dans les Règles de l’art avec des produits validés techniquement respectent les fonctions traditionnelles de l’ouvrage tout en maîtrisant les risques de sinistralité. « Dans le neuf comme en rénovation, il faut intégrer l’interaction entre le photovoltaïque et l’étanchéité dès la phase conception et l’envisager sur le long terme pour que la production énergétique soit en phase avec les attentes du maître d’ouvrage », précise Jean-Philippe Leray, dirigeant de Dome Solar. Un exemple : des chemins de câble seront obligatoirement prévus afin d’éviter toute action mécanique induisant une dégradation ou une stagnation d’eau au niveau des câbles et des connecteurs. Un entretien régulier et adapté de l’étanchéité comme du système photovoltaïque sera réalisé par des intervenants qualifiés. l
Collaboration de deux lots
L’installation d’un système photovoltaïque en toiture-terrasse requiert des compétences techniques dans les domaines du bâtiment et de l’électricité. Cette cohabitation entre deux lots doit être préalablement décrite dans les marchés de travaux. Ils sont attribués soit à une entreprise d’étanchéité, qui pourra sous-traiter la partie électrique, soit à un groupement d’entreprises d’étanchéité et d’électricité.
Il arrive cependant fréquemment que la pose et la fourniture des systèmes d’intégration soient dévolues au lot photovoltaïque alors même que les entreprises d’étanchéité disposent de ce savoir-faire, tant en termes de dimensionnement des tôles d’acier nervurées quand elles constituent l’élément porteur de la toiture, que de définition et de mise en œuvre du complexe d’étanchéité. La Chambre syndicale française de l’étanchéité (CSFE) milite pour cette répartition soit évitée.
Dossier réalisé par Adeline Dionisi :
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