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
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