La réfection de toitures-terrasses avec l’installation de centrales photovoltaïques offre aux maîtres d’ouvrage une opportunité économique tout en réduisant leur impact environnemental, leur consommation énergétique et leur empreinte carbone. Sur le plan technique, des solutions légères et performantes permettent de surmonter les contraintes inhérentes aux bâtiments existants non prévus à l’origine pour de telles installations.
Le contexte économique et réglementaire actuel favorise l’installation de centrales photovoltaïques sur les toitures-terrasses des bâtiments industriels et commerciaux. Des réglementations, comme celles issues de la loi ÉLAN, imposent que les nouvelles constructions de bâtiments non résidentiels et les rénovations lourdes couvrent 30 % de leur toiture, ou sur les ombrières surplombant ses aires de stationnement, avec des dispositifs de production d’énergie renouvelable ou un système de végétalisation. Les bâtiments commerciaux, logistiques, industriels, administratifs, artisanaux, ainsi que les parcs de stationnement couverts et les bureaux de grande surface sont concernés. De son côté, le “décret tertiaire” qui fait suite à la loi ÉLAN, impose des obligations de réduction des consommations d’énergie finale aux bâtiments à usage tertiaire existants. Depuis la publication de la loi ÉLAN en novembre 2018, tous ces bâtiments dont la surface de plancher est supérieure ou égale à 1 000 m² sont concernés. L’objectif est d’atteindre une baisse de 60 % d’économie d’énergie en 2050, avec plusieurs échéances de réduction : 40 % d’ici 2030, 50 % d’ici 2040, et 60 % d’ici 2050. Ce décret fixe des objectifs ambitieux en termes de réduction de la consommation électrique par mètre carré pour le parc tertiaire existant, optimisant ainsi l’intégration d’énergies renouvelables, notamment les panneaux photovoltaïques en toiture.
Dans ce contexte, les installations photovoltaïques sont en première ligne, d’autant qu’aujourd’hui elles présentent de nombreux avantages économiques. L’énergie solaire est gratuite, les centrales solaires en toiture, en raison du coût élevé des énergies conventionnelles, offrent un retour sur investissement plus rapide qu’auparavant, entre cinq et dix ans. Sachant, que ces procédés, sous certaines conditions, sont éligibles à des subventions et aides financières, notamment les certificats d’économie d’énergie (CEE). Autre intérêt pour le maître d’ouvrage, en plus de réduire les coûts énergétiques, l’installation de panneaux solaires permet de diminuer l’empreinte carbone, répondant ainsi au besoin de décarbonation des activités et améliorant l’image de marque des entreprises et favorisant l’atteinte de leur objectif RSE. En effet, ces travaux s’accompagnent dans la plupart des cas d’un renforcement de l’isolation si la rénovation de toitures-terrasses pour y installer des centrales photovoltaïques permet de réduire la consommation énergétique et l’empreinte carbone des bâtiments tout en produisant une énergie renouvelable consommable sur place ou revendable. Elle permet aussi à de nombreux bâtiments industriels et commerciaux, souvent qualifiés de « passoires thermiques », de s’aligner sur des critères d’isolation plus performants.
Photos : SOPRASOLAR®
Le marché potentiel est très important – « Sachant qu’une toiture-terrasse doit être rénovée tous les 20 ans, il y a environ 150 millions de mètres carrés de stock de toiture-terrasse à rénover », résume Jean Damian, directeur de SOPRASOLAR –, mais ces projets présentent des contraintes, notamment en termes de structure existante. En effet, si l’installation de ces équipements est prévue dès la phase de conception dans les constructions neuves, il en va autrement pour les bâtiments existants, surtout lorsqu’il s’agit de sites occupés. Il est alors crucial de rénover ces toitures avec des solutions légères et adaptées qui ne nécessitent pas d’intervention sur la structure des bâtiments. « Les charpentes métalliques de nombreux bâtiments anciens, souvent calculées au plus juste, ne sont pas dimensionnées pour supporter des charges supplémentaires comme celles des panneaux photovoltaïques », explique Jean Damian. Renforcer ces structures est possible et nécessaire dans certains cas, mais peut s’avérer coûteux et complexe, surtout en site occupé où les travaux doivent parfois être réalisés de nuit avec des mesures de sécurité accrues.
Fort de ce constat, SOPRASOLAR a développé des procédés pour solariser ces bâtiments sans intervenir sur les charpentes et les bacs acier existants : « Nous avons conçu des solutions d’étanchéité photovoltaïque légères, voire très légères, à savoir la gamme SOPRASOLAR® Flex qui bénéficie de deux appréciations techniques d’expérimentation (ATEx) de cas « a » (voir encadré) : la première vise la réfection sur toiture existante avec membrane d’étanchéité monocouche TPO et module léger cristallin ou en couche mince ; la seconde, la réfection sur toiture existante avec complexe d’étanchéité bicouche bitumineux et module léger cristallin ou en couche mince », détaille Jean Damian. Cette option consiste en la mise en œuvre d’un nouvel isolant de classe C, d’une étanchéité bicouche bitumineuse ou d’une étanchéité monocouche TPO haute performance, et de modules souples et légers de technologie cristalline ou CIGS (couche mince). Ici, la légèreté du procédé est obtenue grâce aux modules photovoltaïques souples, pesant de 2 à 6 kg/m². Sachant que ces solutions sont compatibles avec les exigences de sécurité incendie, le procédé permet l’intégration des modules photovoltaïques de manière simple, rapide et durable grâce à un butyle autocollant en sous-face du module. La mise en œuvre se fait donc sans percement et sans lestage.
Ces procédés offrent également des avantages environnementaux. En conservant les bacs acier existants et en évitant leur remplacement, les solutions réduisent l’empreinte carbone liée à la fabrication et au transport de nouveaux matériaux. Elles sont également compatibles avec les membranes « cool roof », qui contribuent à éviter les surchauffes dans les bâtiments et à réaliser des économies d’énergie supplémentaires. « Bien sûr, précise Jean Damian, cela demande des prérequis techniques. » Il n’est pas question de se lancer à l’aveugle. C’est ce qu’explique Samir Habibes, directeur de l’agence SOPREMA Entreprises de Bordeaux, qui a testé le procédé sur ses locaux techniques : « Un bureau d’étude spécialisé doit s’assurer de la faisabilité du système, qu’il s’agisse de la structure ou du support de couverture existant. Des sondages (étanchéité et isolant) doivent être réalisés pour s’assurer que le complexe existant peut recevoir la centrale, classe de compressibilité de l’isolant, sec ou humide… Pour nos locaux, tous les voyants étaient au vert. Nous avons rechappé à l’aide d’une membrane TPO de type « cool roof ». Les panneaux SOPRASOLAR FLEX ont été auto-collés sur ladite membrane, soit 114 panneaux installés pour une centrale d’une puissance de 24 kWc, précise Samir Habibes. À la mise en œuvre, trois compagnons sont nécessaires, tous ont bénéficié d’une formation spécifique à la pose des panneaux. Après cette expérience, je conseille d’installer les panneaux à la suite de l’application de la membrane TPO, pour éviter son encrassement avant le collage des panneaux. » Pour Samir Habibes, c’est vraiment une solution adaptée aux bâtiments existants : « J’ai beaucoup de clients qui sont à l’écoute lorsque je leur parle de cette solution. Pour eux, cela permet d’apporter une plus-value à leurs bâtiments sans que les travaux nécessitent l’arrêt de leur activité à l’intérieur du local. Et puis ils repartent avec un système bénéficiant d’une garantie de 20 ans pour l’étanchéité. »
