Technique solaire

Photovoltaïque : un avenir dans la construction métallique

Texte : Jan Birkenfeld / photos : divers

L’offre photovoltaïque est aujourd’hui très vaste : centrales de balcons, vastes installations sur des parkings, agri-PV, constructions sur façades suspendues ventilées. Tous ces systèmes ont du potentiel et de l’avenir, car l’investissement est refinancé, du moins en partie, par de l’électricité gratuite. L’énergie renouvelable est respectueuse de l’environnement et a un effet positif sur le climat et l’image. Mais il y a aussi des obstacles : une installation photovoltaïque est-elle réellement rentable, au vu des rétributions peu élevées du courant injecté ? Les limites des corps de métier ne facilitent pas les choses. Il faut donc étudier et analyser les opportunités et les risques.

Centrales de balcons et d’avant-toits

Les centrales électriques pour balcon ont le vent en poupe : il s’agit de panneaux solaires montés sur les protections contre les chutes de balcons ou utilisés directement en tant que telles, ou encore de balustrades avec modules photovoltaïques intégrés.
En général, l’installation est relativement simple et même proposée en kit DIY (avec module photovoltaïque, onduleur et raccordement électrique via la prise). Mieux vaut confier leur montage à des professionnels de la construction métallique, pour deux raisons : la statique et la charge de vent. Le vent agit sur les panneaux et les balustrades. Les petites centrales, leur ancrage et la structure porteuse doivent être conçus en fonction des conditions de vent locales, idéalement dès la planification. Lorsque des centrales de balcon sont montées sur des bâtiments existants, par exemple sur des balustrades ajourées, elles augmentent la charge permanente, et la pression et/ou la succion du vent s’exercent sur toute la surface de la balustrade via les panneaux. Un calcul est alors nécessaire. Il faut même une autorisation dans certains cas, et un concepteur de structures porteuses doit évaluer la capacité portante.
Utilisés comme protections contre les chutes, les modules sont une partie intégrante de la construction et donc un produit de construction : si l’élément photovoltaïque sert aussi de balustrade en verre, il est installé à la place du VFS. Ces travaux ne sont pas faits pour les amateurs ; il faut s’adresser à un constructeur métallique et de façades.
Les avant-toits peuvent aussi devenir de petites installations. Il existe depuis longtemps des éléments de construction préfabriqués à monter facilement à la place d’un avant-toit en verre standard.

Une opportunité d’autoconsommation

Le photovoltaïque est non seulement un modèle commercial intéressant à vendre, mais aussi une source d’électricité pour l’entreprise. Malgré la nette baisse de la rétribution du courant injecté, l’électricité solaire bien planifiée reste économique. Bernhard Hahner, chef de Hahner Technik, spécialiste de la construction métallique à Petersberg, calcule surtout les économies réalisées. « Il s’agit de couvrir ses propres besoins avec de l’électricité solaire. Je tiens donc compte, dans mes calculs, du prix du kilowattheure que je n’ai pas à payer grâce ma propre installation », explique-t-il. M. Hahner s’intéresse au photovoltaïque depuis près de 20 ans déjà. Un électricien travaille ainsi dans l’entreprise depuis les années du boom. En cas de mandat photovoltaïque, toute la création de valeur reste ainsi entre les mains du constructeur métallique. En l’absence d’un électricien, M. Hahner recommande de ne pas confier la pose des modules à un sous-traitant, mais de ne faire appel à un électricien qu’au moment du raccordement de l’installation (à l’onduleur). Là encore, le but est d’exécuter les commandes avec un maximum d’autonomie.
Il faut observer l’évolution du marché pour rester compétitif. « Avec les modules actuels moins chers, il n’est plus rentable d’installer des structures inclinées sur les toits. La charge de travail plus élevée par rapport à la pose parallèle à la surface du toit n’est plus amortie », déclare M. Hahner au sujet de cette activité en recul. Il y a en revanche du potentiel dans d’autres domaines. Le spécialiste pense avant tout à installer des panneaux photovoltaïques près du lieu de consommation. Il observe les toits des bâtiments modernes et plus précisément les installations de climatisation et de ventilation. « Elles sont en général protégées par des boîtiers à lamelles, un travail classique pour les constructeurs métalliques », explique M. Hahner. « Ces éléments sont rarement équipés de modules photovoltaïques. Pourtant, tout est réuni ici : un acheteur avec un besoin, une structure porteuse et de courts trajets entre le module et le consommateur. Parfait pour le photovoltaïque. »

Agri-PV

Pour le développement de grandes installations, M. Hahner se concentre sur les champs, soit sur l’agri-PV ou les parcs photovoltaïques sur des surfaces agricoles. Les approches sont déjà nombreuses. Conçues avec soin, ces installations occupent peu de surface et sont même avantageuses pour les plantes, par exemple avec des parois modulaires verticales permettant le passage des machines agricoles. « Les poutres métalliques sont idéales pour la fabrication en série », estime M. Hahner. Le marché évolue encore plus dans l’arboriculture : les installations de protection temporaires sont de plus en plus associées au photovoltaïque avec, là encore, des structures porteuses réalisées par des constructeurs métalliques. Les modèles d’exploitation à déterminer (p. ex. avec le constructeur métallique) offrent un potentiel de rendement supplémentaire.

 

« Il s’agit de couvrir ses propres besoins avec de l’électricité solaire. Je tiens compte, dans mes calculs, du prix que je n’ai pas à payer. »  Bernhard Hahner, directeur de Hahner Technik, Petersberg. 

 

 

Bonnes pratiques : BIPV, une centrale en façade

Le Building Integrated Photovoltaic (BIPV, photovoltaïque intégré aux bâtiments) est une approche globale d’intégration architecturale, physique et constructive de modules photovoltaïques dans l’enveloppe du bâtiment, qui tient compte des propriétés multifonctionnelles des modules. À la production d’électricité s’ajoutent la protection contre les intempéries, l’isolation thermique, l’ombrage, la protection visuelle, l’isolation acoustique, l’atténuation du blindage électromagnétique et le guidage de la lumière.
Remarque de la rédaction : technique solaire et protection contre les intempéries – voir aussi « metall », juillet 25, page 4. « La façade repensée » (toits de protection solaire sur le bâtiment Zwhatt).

 

Immeuble « Matchbox »

À Eschborn, l’immeuble de dix étages « Matchbox », construit en 2024, est un ouvrage architectural attrayant avec ses modules photovoltaïques et sa trame harmonieuse. L’objectif énergétique était le suivant : « Pas d’énergie fossile ». Il comporte une pompe à chaleur air-eau et des panneaux photovoltaïques sur le toit et la façade opaque. Cette construction a été adaptée du système de fenêtres en aluminium à haute isolation thermique Schüco AWS 75 BS.HI+, combinée au système photovoltaïque intégré de Schüco. Ce système certifié Cradle to Cradle occupe toute la façade, donnant une impression générale homogène et un meilleur rendement global malgré une efficacité réduite au nord. L’installation atteint une puissance d’environ 180 000 kWh/an à la verticale. Les panneaux de façades et de toit couvrent plus de la moitié des besoins énergétiques annuels en électricité.
« Grâce au BIPV, la façade n’a rien de formaliste ni de décoratif. Elle représente simplement l’utilisation et la statique du bâtiment », explique l’architecte Nicolas Schrabeck. Le bâtiment a été réalisé par Forster Fassadentechnik de Mitterteich. ■