Cet article vise à préciser les préconisations à considérer dans la mise en oeuvre de systèmes photovoltaïques par modules rigides sur toitures inclinées.

D’ici à 2020, bon nombre de bâtiments vont se voir équipés de systèmes photovoltaïques, leur permettant ainsi le respect de la réglementation thermique, voire obtenir un bilan énergétique positif. La publication du guide RAGE 2012 sur certains de ces produits présage de belles perspectives pour les entreprises du secteur.

 

 

©Source AQC tiré du guide RAGE 2012

 

Rédigé dans le cadre du programme RAGE* 2012, le guide de conception, de mise en œuvre et de maintenance “Systèmes photovoltaïques par modules rigides en toitures inclinées” est destiné à accompagner les acteurs du Bâtiment dans la réalisation d’une installation photovoltaïque (PV) en toiture inclinée, neuve ou existante, sur une partie ou la totalité d’un rampant, en France métropolitaine, hors climat de montagne.

 

Le domaine d’application de ce guide concerne les systèmes photovoltaïques constitués par des modules rigides et conçus pour remplacer les éléments en couverture (montage parfois appelé “en intégration”). Dans ce cas, le plan d’étanchéité peut être constitué par le système de montage couplé aux modules photovoltaïques, ou par des bacs en sous face du plan des modules, disposés en couche continue.

 

Le guide présente, de manière non exhaustive, l’ensemble des étapes de réalisation d’une installation photovoltaïque, de la reconnaissance de l’environnement de l’installation (bâtiment, toiture, lieux, etc.) à la maintenance de cette dernière. Pour un fonctionnement parfait de l’installation, le guide doit être complété des normes NF C14-100 et NF C15-100 et du guide pratique UTE C15-712-1 pour tout ce qui concerne la conception et la mise en œuvre des éléments électriques du système (coupe circuit principal individuel, compteurs, appareil général de coupure et de protection, onduleur et coffrets courant continu et alternatif).

 

Attention toutefois : ce document ne se substitue aucunement à toutes notices de montage des fabricants et/ou tout Avis technique** sur les systèmes photovoltaïques disponibles à l’heure actuelle sur le marché, ni aux textes règlementaires sur le sujet qui prévalent.

 

* Règles de l’Art Grenelle Environnement
** Les avis techniques sont disponibles gratuitement sur le site du CSTB.

 

Principe d’une installation photovoltaïque

 

Avant de s’interroger sur la conception et la mise en œuvre d’une installation photovoltaïque, il semble intéressant d’en présenter son principe.

 

©Document EDF

 

1. Les photons du rayonnement solaire sont absorbés et transfèrent leur énergie aux électrons du matériau semi-conducteur constitutif des cellules du module photovoltaïque. Le plus connu des matériaux semi-conducteurs est le silicium.
2. Les électrons, alors excités par l’énergie qui leur a été transmise, se mettent en mouvement puis sont collectés par des fils électriques. Du courant électrique continu (DC) est ainsi créé.
3. Un onduleur transforme le courant continu en courant ­alternatif (AC).
4. L’électricité ainsi créée est soit consommée par les appareils électriques (autoconsommation), soit ré-injectée dans le réseau si l’installation y est raccordée, soit stockée dans des batteries.
    

Conditions préalables à l’étude d’un projet “PV”

 

 

©Source AQC tiré du guide RAGE 2012

 

La mise en place d’une installation photovoltaïque ne doit pas se faire à la légère et doit être, au préalable, consciencieusement étudiée. En effet, la raison première de la volonté d’implanter des modules photovoltaïques sur son bâtiment est de produire de l’électricité. Aussi, afin que cette production soit optimisée, plusieurs points doivent être pris en considération au tout début du projet.

 

Il est à noter ici que le devoir de conseil de l’entreprise est un élément très important dans la réussite du projet. En effet, si cette dernière constate des situations incompatibles avec un fonctionnement optimum de l’installation PV (comme par exemple, la présence d’arbres trop importante, faisant ombrage sur la toiture), elle doit impérativement en informer son client de manière à trouver d’autres solutions, si cela est possible.

 

1. Analyse du site

 

Il s’agit d’étudier :

• la localisation géographique : présence, à proximité, d’activités émettrices de substances nuisibles aux modules photovoltaïques (dont notamment poussières) ; distance entre le bâtiment et le point de raccordement au réseau de distribution ; site inscrit au patrimoine ; gisement solaire ; présence d’ombrages portés (cheminées, arbres, etc.) ; présence de vent, de neige ; bâtiment situé en zone sismique, etc.
• la destination du bâtiment : un bâtiment produisant une humidité importante et/ou des gaz spécifiques peut créer des détériorations précoces des modules et ainsi influer sur le fonctionnement de l’installation photovoltaïque. Il est donc indispensable, avant la réalisation du projet, de connaître l’utilisation future du bâtiment considéré.
   

2. Evaluation de la production

 

Cette évaluation est déterminante pour décider de l’implantation de l’installation, si cette dernière peut l’être.
Elle peut se faire de deux manières :

• par le calcul à l’aide d’un logiciel dédié ;
• par un calcul “manuel” donnant une estimation de la production électrique, solution la plus approximative car ne prend pas en compte les ombrages éventuels.

 

3. Analyse du bâtiment

 

Cette analyse participe grandement à l’appréciation de la faisabilité, ou non, de l’installation photovoltaïque. En effet, elle consiste en l’étude de la typologie et de l’état du bâtiment (en particulier sa stabilité), de sa charpente et de sa couverture (présence d’amiante, planéité, etc.).

 

En somme, le pan de toiture destiné à recevoir l’installation photovoltaïque doit être apte à l’emploi en termes d’étanchéité, de résistance aux contraintes climatiques, mécaniques, etc. et durable.

 

Nota : En France, une installation photovoltaïque aura un fonctionnement optimal dès lors qu’elle sera implantée sur un pan de toiture orienté plein Sud, avec une inclinaison d’environ 35° par rapport à l’horizontale.

Mise en œuvre de l’installation photovoltaïque

 

 

©Solar World

 

Après avoir défini le dimensionnement nécessaire à l’installation photovoltaïque (dont quelques éléments sont donnés dans le chapitre 7 du guide), s’être enquis de l’ensemble des démarches administratives (objet du chapitre 8 du guide) et des aspects assurantiels (précisés dans le chapitre 9), place à la mise en œuvre !

 

Les différents systèmes photovoltaïques étant sous Avis technique, le guide RAGE 2012 ne traite pas de la mise en œuvre de ces ins­tallations en partie courante. Cette dernière est propre à chacun.

 

Aussi, le guide n’évoque que des principes non exhaustifs de réalisation des jonctions des modules photovoltaïques avec les éléments de toiture, les rives de bâtiment, le faîtage, l’égout, etc. Normalement, ces informations doivent également se retrouver dans les notices de montage des fabricants.

 

Une des règles essentielles à respecter lors du montage d’une installation photovoltaïque, quelle que soit l’étape, est de ne pas marcher sur les modules, y compris en bordure, ni d’en percer le cadre. S’ils sont nécessaires, les perçages doivent être prévus lors de la fabrication du procédé.

 

1. Avant la mise en œuvre

 

L’installation ne pourra être mise en place qu’une fois :

• la vérification de la compatibilité du système photovoltaïque avec la toiture d’accueil réalisée ;
• les contrôles à réception faits sur les divers composants de l’installation, tant en termes de qualité que de quantité.

 

En complément, les personnes qui réaliseront l’installation doivent avoir les compétences requises en couverture et en électrique. Il est souhaitable qu’elles soient qualifiées et/ou certifiées pour de tels travaux.

 

2. Préparation de la toiture

 

Afin de récupérer les condensats en sous-face des modules, nuisibles pour le logement et l’isolant situé sous la toiture, des dispositifs, appelés “écrans de sous toiture”, doivent être mis en place. Le guide RAGE 2012 donne des informations sur les différents systèmes disponibles selon le type d’éléments constitutifs de la toiture.

 

Afin d’éviter toute découpe d’éléments de couverture, un calepinage s’avère nécessaire. Dans le cas de mise en œuvre d’une installation photovoltaïque sur un bâtiment existant, des précautions doivent être prises pour assurer notamment la sécurité des personnes comme le remplacement impératif de tous les éléments de liteaunage et/ou voligeage destinés à recevoir les fixations du procédé photovoltaïque.

 

 

3. Mise en œuvre de l’installation aux points singuliers

 

Comme précisé au début de cet encadré, le guide “systèmes photovoltaïques par modules rigides en toitures inclinées” se concentre, pour la partie mise en œuvre, sur les points singuliers. En effet, la réussite d’une installation photovoltaïque repose majoritairement sur la qualité de réalisation de ces derniers.

 

C’est alors que cette partie dédiée du guide donne :

• des informations sur les matériaux, notamment afin d’éviter les incompatibilités entre les différents constituants de l’installation ;
• des détails sur :

 

• l’étanchéité basse à réaliser dans le cas d’une toiture partielle ou d’une liaison à l’égout du bâtiment ;
• les abergements latéraux à réaliser dans le cas d’une toiture partielle ou d’une liaison aux rives du bâtiment ;
• les abergements hauts à réaliser dans le cas d’une toiture partielle ou d’une liaison au faîtage du bâtiment.

Une fois la mise en œuvre de l’installation réalisée, un entretien régulier de cette dernière doit être fait afin d’optimiser la production d’électricité du procédé photovoltaïque et maintenir l’étanchéité du système. Selon les cas, une maintenance préventive ou curative sera nécessaire. Elle devra être réalisée par un professionnel.

Infos pratiques

 

Textes de référence

Guide de conception, de mise en œuvre et de maintenance “RAGE 2012” – Systèmes photovoltaïques par modules rigides en toitures inclinées – Neuf, Rénovation (mars 2013).

Le guide est en téléchargement gratuit sur le site du programme RAGE 2012.

 

• NF C14-100 : Installations de branchement à basse tension.
• NF C15-100 : Installations électriques à basse tension.
• UTE C15-712-1 : Installations électriques à basse tension – Guide pratique – Installations photovoltaïques sans stockage et raccordées au réseau public de distribution.

 

Les normes sont disponibles auprès de la boutique Afnor (www.boutique.afnor.org).

 

Sites internet utiles

 

 

• www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr
• www.cstb.fr/evaluations/atec-et-dta/rechercher.html
• http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/cmaps/eur.htm#FR
• www.sodeer.fr
• www.solarworld.fr/

 

 

Source : batirama.com