La prise en compte de l’efficacité énergétique des bâtiments tertiaires et commerciaux, y compris dans le cadre de rénovation, est de plus en plus prégnante. Un bon moyen de rendre ces constructions vertueuses consiste à installer des centrales solaires photovoltaïques en toitures-terrasses. Sur le plan technique, SOPRASOLAR propose des solutions performantes adaptées à l’existant.
Environ 35 millions, c’est le nombre de mètres carrés de toitures étanchées qui existait déjà en France fin 2018. La tendance est à 40 millions fin 2020. Et une grande partie d’entre elles aura besoin d’une réfection dans les années qui viennent, notamment les toiture-terrasse inaccessibles des nombreux bâtiments tertiaires, commerciaux et industriels, construits ces quarante dernières années sur l’ensemble du territoire.
Ces réfections, compte tenu des enjeux liés au dérèglement climatique et aux engagements d’économies d’énergie et de décarbonation des activités pris par la France, devront faire impérativement l’objet d’une réflexion sur la nature des systèmes à installer en couverture de ces bâtiments. Elle portera nécessairement sur le renforcement de l’isolation et de l’étanchéité à l’air, mais aussi probablement sur l’opportunité de mettre en œuvre une centrale photovoltaïque sur le toit.
Pour Jean Damian, directeur de SOPRASOLAR, il serait d’ailleurs regrettable de s’en priver, d’autant que le décret tertiaire* incite à réfléchir sur le long terme : « Prévoir des travaux lourds en 2021 ou 2022 sans en tenir compte n’est pas forcément judicieux. » En effet, ledit décret impose la réalisation d’économies d’énergie du parc tertiaire français, tout en fixant des objectifs ambitieux de réduction de la consommation énergétique : au moins – 40 % dès 2030, – 50 % en 2040 et – 60 % en 2050 par rapport à une année de référence postérieure à 2010. Sont concernés les bâtiments tertiaires de plus de 1 000 m² de surface de plancher. De fait, le décret ouvre presque automatiquement la voie au solaire photovoltaïque lors de travaux de rénovation ou de réfection de toiture. « Sans installation photovoltaïque en autoconsommation, les maîtres d’ouvrage risquent de se retrouver avec une enveloppe correctement isolée et étanche à l’air, mais qui ne répondra pas aux objectifs sur la durée : il leur faudra ainsi intervenir à nouveau ! » Ils ont donc tout intérêt à prévoir une rénovation globale de l’enveloppe et des équipements et d’installer en toiture des panneaux solaires photovoltaïques. L’énergie qu’ils produiront sera alors utilisée pour faire baisser la consommation électrique, donc le besoin en énergie primaire du site à un instant T, selon le principe d’autoconsommation : « Les concepteurs doivent l’intégrer à leur réflexion : pour des travaux réalisés en 2021 dont la durée de vie est de 25 à 30 ans, autant cibler dès à présent l’objectif 2040 a minima, voire 2050 », leur conseille Jean Damian. D’autant plus qu’il existe désormais une obligation de résultat. En effet, les informations de consommation du bâtiment doivent être déclarées chaque année et il est désormais obligatoire de justifier de l’atteinte des objectifs en 2031, 2041 et 2051. Le non-atteinte sera passible d’amendes.
De son côté, Youcef Arabi, directeur développement travaux Île-de-France de SOPREMA Entreprises, explique : « La décision vient du client qui souhaite faire évoluer sa toiture dotée d’un système passif vers un système actif pour produire de l’énergie. Donc basculer d’une toiture traditionnelle à une photovoltaïque. Pour lui, c’est un placement, un actif, qu’il valorise avec l’électricité produite. » Et Jean Damian d’ajouter : « Aujourd’hui, de nombreux dispositifs sont en place pour amortir ce placement dans le temps. Installer des panneaux solaires est rentable. » En effet, le retour sur investissement est estimé entre 6 ans et 20 ans selon les paramètres du projet et le mode de connexion au réseau.
Au-delà du choix d’une toiture photovoltaïque, il y a l’image : « Rares sont les enseignes de la grande distribution qui n’ont pas pris à bras-le-corps la question des énergies renouvelables ou de la végétalisation. Parce que nous sommes tous consommateurs et que le solaire photovoltaïque est porteur d’image, il remporte l’adhésion de la population. Ce n’est pas un sujet clivant, mais au contraire très consensuel », souligne Jean Damian.
* Entré en vigueur en octobre 2019, le décret tertiaire précise les modalités d’application de la loi ELAN sur les objectifs de réduction de la consommation énergétique des bâtiments à usage tertiaire français. La mise à jour du 3 mai 2020 introduit la notion de modulations ainsi que la création de la plateforme OPERAT par l’ADEME afin de déclarer les performances.
Une fois la décision prise, la démarche doit bien sûr impérativement s’accompagner d’une étude de faisabilité. En effet, ces bâtiments, souvent construits à moindre coût, ont des charpentes qui ne sont pas toujours aptes à supporter une augmentation de poids : « L’ajout de panneaux solaires engendre, la plupart du temps, des surcharges plus importantes que ce qui était initialement prévu », précise Jean Damian. Cela dit, comme l’explique Youcef Arabi, « lorsqu’un maître d’ouvrage décide d’une réfection, panneaux photovoltaïques ou pas, nous réalisons toujours une étude technique avec une approche globale de l’ouvrage : nous nous intéressons au complexe, à la charpente qui le porte, au bac acier, puis nous proposons différentes solutions. Pour le photovoltaïque, nous en avons plusieurs avec SOPRASOLAR. » Des solutions qui occasionnent des augmentations de poids plus ou moins importantes : « Les panneaux cadrés nécessitent en général des renforts de structure, puisqu’ils représentent 15 kg au mètre carré, contrairement à une option membrane souple qui ne ramène que 2,5 kg au mètre carré. »
Pour exemple, Youcef Arabi a traité plusieurs chantiers dans le sud de la France : le premier, un magasin Casino à Saint-Laurent-des-Arbres (30), avec des panneaux cadrés ; le second, un entrepôt logistique Lidl à Béziers (34), avec une membrane souple : « La problématique était commune aux deux : deux toitures sur lesquelles avaient été mises en œuvre par des tiers des membranes photovoltaïques qui ont provoqué des sinistres. Pour les deux clients, il fallait des technologies beaucoup plus pérennes et qui offrent davantage de recul. »
Concernant le Casino, le maître d’ouvrage a opté pour une solution cadrée : « Cela lui a permis, à surface égale, d’avoir une puissance et un rendement supérieurs, mais il a fallu adapter la toiture », résume Youcef Arabi. Mais ici, ce n’est pas la structure qui est renforcée : « Nous avons développé un moteur de calcul pour modéliser les bacs acier et vérifier leur comportement par rapport aux charges unitaires dues aux panneaux photovoltaïques. De là, nous avons conçu une solution de renfort au droit des bacs, pour reprendre les nouvelles sollicitations du champ photovoltaïque. Une fois cette opération réalisée, le bac est recouvert du système d’étanchéité retenu et devient apte à recevoir un champ photovoltaïque. »
Avec son client, Youcef Arabi va encore plus loin en associant une membrane de couleur blanche aux panneaux cadrés : « Cette membrane revêtue d’aluminium coloré blanc qui apporte un effet rafraichissement de toiture que nous avons développée apporte le classement de réaction au feu BRoof t3, tout en étant réglementaire avec le champ photovoltaïque » (conformité à l’avis technique et aux exigences feu ICPE). Avantage : le rafraichissement de toiture rafraîchit les panneaux en sous-face et améliore leur rentabilité, la chaleur étant l’ennemie du photovoltaïque.
Autre option pour l’entrepôt Lidl de Béziers : « Le client souhaitait conserver une solution “cellules souples” sans renfort de bacs acier. Sachant qu’aujourd’hui les systèmes que nous utilisons ont une meilleure rentabilité qu’auparavant, le parti a donc été pris de refaire la centrale photovoltaïque en ayant une surface d’impact de l’installation solaire moins importante que l’originale, mais avec la même puissance », se souvient Youcef Arabi. Soit une surface installée de 9 900 m2 de cellules, au lieu d’une surface initiale de 26 000 m2.
Le reste du bâtiment étant recouvert d’une membrane classique sans renforcement de l’isolation, sauf au niveau du champ photovoltaïque, « il fallait améliorer la compressibilité de la toiture – même si les charges étaient réparties –, ainsi que la planéité du support. »
Et au niveau du prix ? « L’option souple est certes plus chère que les panneaux, mais sa légèreté évite les renforts de charpente en milieu occupé – ce qui explique qu’elle ait été retenue pour le Lidl de Béziers. »>Quant aux rendements, ils sont proches de ceux des panneaux photovoltaïques cristallins, autour de 15 %. Ainsi à surface égale, la puissance, que ce soit en souple ou en cristallin, est quasiment la même. Et Youcef Arabi de conclure : « Si la finalité d’une centrale photovoltaïque est de gagner de l’argent, le cadré est la solution.
3,5 % : part d’électricité photovoltaïque dans la consommation brute d’électricité en France en moyenne en 2020
281 MW : volume installé des moyennes toitures (9 à 100 kW) entre fin 2020 et mi-2021
58 MW : volume installé des grandes toitures (100 à 250 kW) entre fin 2020 et mi-2021
13 MW : volume installé des très grandes toitures (250 kW à 1 MW) entre fin 2020 et mi-2021
115 MW : volume installé pour de l’autoconsommation entre fin 2020 et mi-2021
Source : Observatoire photovoltaïque
Modules souples
Assemblage comprenant un système d’étanchéité (monocouche, bicouche) et des films photovoltaïques liaisonnés de manière irréversible à cette étanchéité. Réalisé en usine et sur chantier, l’ensemble assure les fonctions de clos et couvert du bâtiment.
Systèmes liaisonnés à l’étanchéité
Procédés constitués de modules photovoltaïques rigides, fixés sur une ossature support, elle-même liaisonnée par l’intermédiaire d’un dispositif de fixation par plots au complexe d’étanchéité de la toiture.
Module photovoltaïque
Terme générique désignant un assemblage (cadré ou non) de cellules photovoltaïques interconnectées, complètement protégées de l’environnement. Module rigide ou module souple appelé aussi « film photovoltaïque ».
Source : Groupement des métiers du photovoltaïque GMPV
DIRECTEUR SOPRASOLAR
« Nous agrégeons les compétences et proposons des solutions complètes. »
Il évolue, porté par une réglementation plus favorable et la compétitivité croissante des solutions photovoltaïques. Il est plutôt orienté vers la construction neuve. Pour un entrepôt logistique ou un site de production de bâtiments de zone artisanale, le maître d’ouvrage prévoit d’emblée du solaire. Les dossiers de réfection de toiture-terrasse avec installation photovoltaïque sont encore rares, car il n’y a pas, comme dans le neuf, de cadre réglementaire qui pourrait inciter les maîtres d’ouvrage à franchir le pas. Cela dit, c’est en train de changer. En plus de la mise à jour du décret tertiaire, le nouvel arrêté tarifaire pour le photovoltaïque est entré en vigueur le 9 octobre 2021. Auparavant fixé à 100 kWc, le seuil maximum pour bénéficier du guichet ouvert – ou de l’obligation d’achat de l’électricité produite par l’installation photovoltaïque – passe à 500 kWc.
Grâce à la meilleure prise en compte de la performance énergétique des bâtiments existants dans le cadre du décret tertiaire. Avec ce décret, l’État affiche sa volonté d’accompagner les maîtres d’ouvrage dans une démarche de réduction de la consommation énergétique du patrimoine tertiaire existant. De même, la loi Énergie climat va limiter l’artificialisation des sols. Il sera plus compliqué de construire certains types de bâtiment. Ce qui devrait stimuler le marché de la réfection et peut-être favoriser l’émergence de nouvelles solutions techniques par rapport à la mise en place de panneaux solaires photovoltaïques.
Notre accompagnement se fait à travers les différentes solutions techniques – bitume, membrane synthétique, panneaux cristallins, membrane photovoltaïque souple, etc. – que nous proposons. La plupart de ces solutions sont sous avis technique ou ATEx de cas a, facilitant leur acceptation par les contrôleurs techniques des opérations et les compagnies d’assurance. Elles bénéficient également de rapport de classement feu BRooft3, qui est exigé dans un nombre croissant de dossiers. Enfin, nous proposons des extensions de garantie sur l’ensemble du procédé, sous réserve que le maître d’ouvrage prenne un contrat d’entretien deux fois par an pendant 20 ans. Nos procédés permettent donc de répondre aux problématiques posées au cas par cas, bâtiment par bâtiment. Autre point fort, notre capacité à offrir avec SOPREMA Entreprises une expertise renforcée. Ensemble, nous agrégeons les compétences et proposons des solutions complètes : études, renforcement de charpente, étanchéité et systèmes pour l’installation photovoltaïque. Ainsi nous sommes capables de valoriser une solution et une expertise. C’est novateur dans la mesure où le marché ne sait pas le faire et où c’est une réponse à un besoin qui est mal identifié, à savoir le solaire photovoltaïque sur des ouvrages existants.
