Les panneaux solaires peuvent être posés de deux façons différentes : soit montés sur des châssis, soit intégrés dans la toiture. Il est aussi possible de faire appel à des tuiles solaires.

La pose des panneaux solaires impose de calculer correctement l’angle d’inclinaison des  panneaux à fixer. Il s’agit d’un angle droit fixe avec le soleil du midi. Il est toutefois recommandé d’effectuer un réglage manuel en fonction des saisons.

 

Par ailleurs, outre une éventuelle consolidation de la charpente, ce type d’installation né­cessite de veiller à plusieurs points importants. Ainsi, alors que le complexe toiture doit être perforé, tant pour fixer les panneaux que pour introduire les tuyaux et le câblage à l’intérieur du bâtiment, chacune des zones perforées doit faire l’objet d’un colmatage soigneux.

 

Sur les toitures en pentes, les panneaux doivent généralement être fixés sur les chevrons ou les arbalétriers au moyen de chevilles métalliques offrant une bonne résistance à l’arrachement. Il convient aussi d’assurer la continuité de la couche d’isolation, ainsi que l’étanchéité à l’eau entre les panneaux intégrés et la couverture, mais aussi au droit des crochets de fixation et des tuyaux éventuels.

 

Pour les toitures plates, les panneaux sont maintenus en place par un lestage ou sont fixés à la structure portante au travers de la membrane d’étanchéité, au moyen de profilés métalliques, par exemple. Si la capacité portante de la toiture est suffisante et que l’on opte alors pour le lestage, il conviendra de préserver non seulement l’intégrité de l’étanchéité, mais aussi la résistance à la compression de l’isolation qui est sous de la toiture.

 

 

INFOS PRATIQUES

 

Structure portante et fixations : les contraintes à prendre en compte

 

©Architecte Jean-Louis LEGRAND

 

La structure portante doit être suffisamment solide pour pouvoir résister aux sollicitations induites par les panneaux solaires qui doivent, par ailleurs, être fixés solidement à la structure du bâtiment pour supporter la force exercée par le vent.

 

Afin de permettre le dimensionnement correct des fixations des panneaux à la structure portante, il convient donc de déterminer la charge du vent de manière précise, en fonction de la hauteur du bâtiment et des caractéristiques du terrain.

 

Les coefficients de pression du vent sont en grande partie déterminés par plusieurs paramètres : l’inclinaison du toit et des panneaux, l’emplacement des panneaux par rapport aux rives de toiture, la distance des panneaux par rapport au toit, le degré d’exposition de la partie arrière des panneaux ou encore la proximité d’obstacles au vent (une cheminée, par exemple).

 

Une fois calculée, la force globale exercée par le vent perpendiculairement aux panneaux est décomposée en efforts de compression, de traction ou de cisaillement, qui doivent être repris par les fixations. L’utilisation d’un lestage pour faire contrepoids à l’action du vent sur une toiture plate crée, elle aussi, une surcharge sur la structure portante.

 

Plusieurs précautions essentielles

 

En premier lieu, les capteurs solaires sont totalement à éviter sur des toits en zinc, en lauzes, en shingle, en tuiles de goudron, et en chaume, en raison de la mise péril de l’étanchéité de la toiture ou des difficultés à travailler le matériau en question. Ils sont aussi  impossibles sur les toitures de petites surfaces.

 

Par ailleurs, les capteurs solaires doivent être montés de façon à empêcher toute élévation excessive de la température de surface, faute de quoi il en résulterait d’importantes pertes ­d’énergie, voire un risque d’incendie. Ici deux précautions à prendre. ­

 

D’une part une isolation suffisante des panneaux et de leurs raccords aux installations thermiques.

 

D’autre part, une face arrière des panneaux bien ventilée. Par ailleurs, les panneaux photovoltaïques en toiture sont très vulnérables à la foudre, entrainant avec eux l’installation électrique du bâtiment : la pose d’un paratonnerre est conseillée, en particulier pour des installations de plus de 10 kWp*, ainsi qu’une protection adéquate au sein même de l’installation électrique intérieure.
*kW à pleine charge

Solution 1 : Les panneaux solaires intégrés

 

 

Remplaçant une partie de la toiture, les panneaux solaires intégrés sont considérés comme des éléments de l’enveloppe du bâtiment sur lequel ils sont posés.

 

Les panneaux intégrés nécessitent en rénovation une dépose des tuiles ou des ardoises du toit, ainsi que des liteaux et, si besoin est, des éléments de sous toiture en place.

 

Comme en construction neuve, l’installateur pose ensuite un écran de sous toiture et les supports des capteurs. Puis il installe les capteurs eux-mêmes et reconstitue le reste de la toiture si les panneaux ne l’occupent pas entièrement, avant de vérifier l’étanchéité de l’installation.

 

Pour l’installation de panneaux photovoltaïques, il procède par ailleurs à l’installation électrique : pose de la descente des câbles, des onduleurs, des éléments de sécurité (parafoudre, sectionneur, disjoncteur) et enfin des deux compteurs (un pour le comptage, l’autre pour la non-consommation).

 

Intérêt :

d’un point de vue esthétique, l’intégré est largement préférable, la tuyauterie étant totalement invisible. C’est la raison pour laquelle les ABF (Architectes des Bâtiments de France) peuvent parfois les exiger). Ce genre d’installation bénéficie d’un tarif de rachat de l’électricité plus élevé (pour les installations ne dépassant pas les 9kW).  Les panneaux sont plus difficiles à voler.

Limite :

plutôt adapté aux bâtiments neufs et à la rénovation lourde, l’intégration au bâti est plus onéreuse que la surimposition. Elle doit être indiquée dès le permis de construire. Un système de ventilation est à prévoir entre les panneaux et les chevrons afin d’éviter toute condensation et la dégradation à terme de la charpente. Il y a des risques liés à l’étanchéité de la toiture. 

Solution 2 : Les panneaux solaires posés ou surimposés

 

 

Les capteurs solaires surimposés ne remplacent pas la couverture en place, mais sont fixés par dessus à l’aide d’éléments adaptés.

 

Les panneaux solaires surimposés à une construction existante sont constitués de modules fixés sur une toiture inclinée ou posés sur des châssis sur une toiture-terrasse ou une toiture plate.

 

Ils sont ici généralement placés dans un cadre métallique correctement incliné et orienté, qui peut être fixé à la toiture de différentes manières, par exemple par ancrage au travers de l’étanchéité dans la structure existant sous celle-ci.

 

Quelle que soit la technique de montage, l’intégrité de l’étanchéité doit être préservée.

 

Intérêt :

ce mode de pose est le plus courant et le plus simple. ­L’optimisation de l’orientation et l’inclinaison des modules sont faciles. Le montage ne nécessite aucune soustraction d’un élément d’étanchéité. Cette option permet d’installer des panneaux sur une maison ancienne pour un coût beaucoup moins élevé qu’en intégration. Il existe une bonne ventilation à l’arrière des modules, ce qui atténue les pertes de performances dues à la chaleur.

Limite :

ils ne font pas partie de l’enveloppe du bâtiment et n’entrent donc pas dans le cadre de la garantie construction décennale. L’aspect visuel est encombrant. En photovoltaïque, les tarifs de rachat par EDF sont les plus bas.

Solution 3 : Les tuiles solaires

 

 

A la suite des panneaux solaires, on assiste à l’apparition d’un nouveau système : les tuiles ou les ardoises solaires.

 

En rénovation comme en construction neuve, les tuiles ou ardoises solaires constituent un système innovant permettant de remplacer les traditionnels panneaux solaires pour assurer le chauffage de l’eau sanitaire ou produire de l’électricité.

 

Rendant beaucoup plus facile l’intégration des capteurs dans la couverture des bâtiments, elles conviennent aux toits inclinés et s’intègrent bien dans les toitures traditionnelles.

 

Dans une résidence secondaire pendant l’absence des résidents, les tuiles solaires reliées à la batterie de l’alarme permettent à cette dernière d’être opérationnelle sans limite de temps malgré la coupure d’électricité.

 

En cas de panne, l’installation fonctionne encore même en capacité réduite mais évite la coupure d’électricité à la différence des panneaux solaires.

 

Intérêt :

l’intégration et l’étanchéité sont parfaites, même pour les toits à faible pente. La pose est rapide. Les éléments ne forment pas de surépaisseur afin de préserver l’esthétique de la toiture d’origine. Il est possible de varier la capacité de puissance voulue en augmentant ou en réduisant le nombre de tuiles.

Limite :

les coûts au Wc sont généralement plus élevés d’environ 25% et les rendements sont légèrement moins bons car la ventilation des capteurs est difficile. Moins chères que les panneaux, elles restent néanmoins un investissement important.

 

 

Source : batirama.com / Michèle Fourret