Atone depuis près de 10 ans, le marché du photovoltaïque est reparti en forte hausse en résidentiel. Une dynamique entraînée par l’augmentation du prix des énergies.
L'équipement en capteurs photovoltaïques, en neuf comme dans l'existant, constitue un moyen de supporter la hausse de l'électricité. (Photo © Viessmann)
Tous modes de production d’électricité confondus, sur bâtiment et avec centrales au sol, le secteur du photovoltaïque connaît une séquence tout particulièrement favorable depuis quelques mois. D’une puissance installée de pratiquement 13 GW fin 2021, le parc a franchi l’an passé le rythme annuel d’installation de nouvelles capacité de 2 GW. À noter que cette industrie vise un parc de 20 GW en 2023 et de 35 à 44 GW en 2028. Un objectif qui sera sans doute difficile à atteindre.
Si les centrales au sol connaissent les plus fortes progressions, il faut noter que les petites installations d’une capacité de moins de 9 kW, traditionnellement posées sur les constructions, ont aussi connu une forte évolution : +142 MW pendant les trois premiers trimestres de 2021, deux fois plus que l’année précédente (69 MW). Une situation nouvelle depuis 10 ans, c’est-à-dire depuis le moratoire de 2010 sur le tarif de rachat de l’électricité.
Cependant, depuis quelques mois, la donne à changé. En 2010, le tarif de l’électricité injectée à 60 c€/kWh produisait une aubaine par rapport à celui de réseau à 12 c€/kWh. En 2021, les installations sont d’un montant relativement plus faible, le montant de rachat est de 15 c€/kWh quand l’électricité de réseau affiche 19 c€/kWh. Par ailleurs, les annonces récentes de prochaines augmentations de prix incitent à l’équipement en photovoltaïque et à l’autoconsommation. Ce que confirment les chiffres fournis par le ministère de la Transition énergétique. Plus d’un quart des nouvelles installations (26,5 %) sont destinées, toute ou partie, à cette forme d’exploitation de l’électricité, soit 6,5 % de la puissance totale installée.
Dans son baromètre annuel, Observ’ER précise qu’au cours des neuf premiers mois de 2021, 165 GWh d’électricité photovoltaïque produits ont été autoconsommés (3,3 % du volume), dont deux tiers d’autoconsommation totale (109 GWh).
Pour sa part, France Territoire Solaire indique que, toutes tailles de sites confondues, 147 500 installations raccordées sont en autoconsommation totale ou partielle, dont 22 000 en autoconsommation sans injection. Selon cet organisme, au 4e trimestre 2021, le parc français cumule une puissance photovoltaïque de 674 MW à des fins d’autoconsommation, dont 115 MW en autoconsommation sans injection. Les petites installations de moins de 3 kW (85 % du parc), représentent 27 % de la puissance cumulée en autoconsommation sans injection, et celles moins de 6 kW (94 % du parc) représentent 77 % de puissance cumulée en autoconsommation avec injection de surplus.
Coup de pouce aux ombrières
Autres raisons de cette évolution du parc photovoltaïque : la réglementation (voir encadré). Elle a acté, en 2021, la hausse du "guichet ouvert" – c’est à dire des projets avec contrat d’achat sans passer par la procédure d’appel d’offre – à 500 kW installés au lieu de 100. Cette annonce a produit un appel de 1 300 MW au cours du 1er semestre 2021, notamment les ombrières de parkings. Par ailleurs, deux autres textes participent à solariser ou végétaliser les toitures : la loi Climat et résilience et, depuis janvier dernier, la RE 2020.
Au chapitre des nouvelles qui handicapent l’avancée de cette industrie figurent cependant les effets de la crise industrielle et logistique en sortie de pandémie. Les importations de panneaux photovoltaïques se sont ralenties, et la localisation des ateliers de production marque le pas. Les projets français en cours (Rec Solar, Belenos, Voltec Solar, Systovi) ne présentent pas le gabarit de "giga-factory" – c’est-à-dire plus de 1 million de GW produits annuellement – nécessaire pour impacter le marché. Et de manière globale, la tendance à la baisse des prix des panneaux s’est interrompue après une chute de 60 % de 2008 à 2019. Pour un temps seulement ?
Réglementation : simplification et obligation
L’arrêté tarifaire du 9 octobre 2021 applicable aux installations de moins de 500 kWc sur bâtiments a été salué par la filière photovoltaïque. Ce texte instaure le principe de guichet ouvert en lieu et place de la procédure d’appel d’offre pour les sites de 100 à 500 kW. En second lieu, il vient simplifier les tarifs de rachat et le montant de la prime d’autoconsommation pour les installations de moins de 100 kWc, et il fournit une visibilité des tarifs de rachats jusqu’au troisième trimestre 2022.
En troisième lieu, ce texte prend en compte les sites multiples et voisins (à moins de 100 m du site principal) appartenant à un seul propriétaire. Quatrièmement, l’arrêté prend en compte l’intégration paysagère, notamment les tuiles et ardoises solaires ; elles doivent cependant afficher un avis technique. Cette notion d’intégration suppose de remplacer les éléments de couverture par les modules qui ont aussi pour fonction d’assurer l’étanchéité ; en second lieu, au moins 80 % de la toiture (hors pénétration) doit être recouvert de capteurs. Trois niveaux de primes à l’intégration sont précisés selon la taille (poins de 100 kWc, de 100 à 250 kWc et de 250 à 500 kWc).
Autre texte qui dope le solaire photovoltaïque, la loi Climat et résilience. Elle reprend les termes de la loi Energie et climat de 2019. Elle demande que les nouvelles constructions et extensions de plus de 500 m² d’emprise au sol de bâtiments commerciaux, industriels, logistiques, artisanaux, de parking, ainsi que les bâtiments de bureaux de plus de 1 000 m² soient végétalisés ou dédiés à la production d’énergie renouvelable. La mesure s’applique dès le 1er janvier 2023 aux bâtiments avec un seuil de 30 % de la surface de toiture ; elle s’imposera aux nouvelles aires de stationnement au 1er janvier 2024 avec un seuil de 50 % de la surface ou de 100 % des ombrières.
Enfin, la RE 2020 applicable depuis janvier dernier implique une production d’énergie en quantité égale ou supérieure à celle consommée afin de parvenir à une consommation d’énergie nulle. Le photovoltaïque fait partie de l’éventail des solutions possibles.
Solutions techniques
- Installation en superposition : une mécanique de précision
Cette solution technique est particulièrement adaptée à la rénovation d’une construction en s’appuyant sur la charpente et en ayant peu d’impact sur la toiture existante. Ce choix doit être autorisé par le plan local d’urbanisme (PLU).
- Quelles précautions initiales prendre ?
Les charpentes n’ayant pas été initialement conçues pour accepter le surpoids des panneaux, l’installateur doit calculer la capacité de reprise de charges supplémentaire et de sollicitation au vent. Certains systèmes imposent une longueur maximale du rampant (10, voire 12 m). Les pentes seront d’au minimum 6 °, d’au maximum 50 ° sur tuile, 60 ° sur ardoises. La pose en super structure est généralement limitée à la zone de vent maximal 4.
- Comment fixer et étancher la structure ?
Après retrait des éléments de toiture au droit des supports, la structure mécanique destinée à reprendre le champ de panneaux photovoltaïques est directement fixée sur la charpente. Dans le cas de toitures en tuile de terre cuite, elles peuvent être percées pour assurer le passage des supports ; ces orifices seront recouverts et étanchées. Les ardoises seront retirées et découpées pour laisser passer les supports ; leur recouvrement sera étanchée par une feuille de plomb façonnée. Sur bac acier et plaques de fibre-ciment, la fixation traversante sera étanchée par un joint comprimé mécaniquement.
Avantages et limites : La superposition du champ de capteurs photovoltaïques se révèle généralement d’un coût abordable. Développées depuis plus d’une dizaine d’années, les structures sont aujourd’hui validées. Mais leur prescription et leur installation demande un personnel formé et expérimenté.
Adapté à la rénovation, la superposition demande une grande maîtrise d'installation. © IRFTS
- Installation en intégration : choisir la bonne option
Imaginées au tournant des années 2010 pour freiner l’engouement du marché photovoltaïque en pleine effervescence, les solutions intégrées à la toiture figurent aujourd’hui parmi les plus nombreuses, évoluées et appréciées.
- Les systèmes intégrées sont-ils compatibles avec toutes les toitures ?
Ils sont adaptés aux toitures existantes, neuves, sur bâtiments résidentiels, industriels, logistiques. Les kits proposés répondent à pratiquement toutes les situations techniques.
- Quels sont les avantages des équipements intégrés ?
Il faut distinguer les avantages techniques, de ceux esthétiques et financiers. En termes techniques, l’intégration permet de réduire les contraintes de poids sur les charpentes et de simplifier le traitement de l’étanchéité ; les kits sont généralement très riches en accessoires pour traiter cette question. Esthétiquement, les capteurs intégrés répondent précisément aux principes architecturaux contenus dans les plans locaux d’urbanisme. Financièrement, ce choix permet d’économiser sur les matériaux de toiture. À noter que les petits éléments photovoltaïques aux formats – voire aux teintes – similaires à celles des tuiles se sont largement développés depuis quelques années.
- Quelles précautions prendre avec ces références ?
Ces produits très techniques demandent une prescription précise, un calcul de report de charge – surtout en rénovation – et un montage soigné réalisé par un professionnel expérimenté, tant en couverture qu’en électricité.
Les solutions de pose de capteurs intégrée à la toiture sont disponibles pour tous types de matériaux de couverture. © Térreal.
Source : batirama.com - Bernard Reinteau