Bâtiment photovoltaïque : innovation et autonomie énergétique

Qu'est-ce qu'un bâtiment photovoltaïque ?

Un bâtiment photovoltaïque est une construction équipée de panneaux solaires, composés de cellules photovoltaïques permettant de produire de l'électricité verte en captant le rayonnement lumineux du soleil pour le convertir en électricité.

Les bâtiments photovoltaïques peuvent prendre différentes formes, tailles ou configurations et ne suivent donc aucune logique standardisée. Ils peuvent ainsi être mis en place dans différents secteurs, l'objectif étant d'exploiter au maximum la surface disponible en toiture pour produire le maximum d'énergie possible à partir du rayonnement solaire. On peut ainsi retrouver des bâtiments photovoltaïques dans les cadres suivants :

• sur le toit d'une entreprise, d'une usine de production, d’un entrepôt ou de tout autre installation professionnelle ;
• sur des bâtiments tertiaires (immeubles de bureau, espaces de travail collectif) ;
• sur le toit d'un commerce (magasin, boutique, grande surface ou centre commercial) ;
• au niveau d'une exploitation agricole, le plus souvent sur un hangar, une grange ou une ferme ;
• sur des bâtiments publics (administrations, gymnases, écoles, salles communales, etc.) ;
• sur le toit d'une copropriété, d'un immeuble voire même d'un éco-quartier.

Pourquoi opter pour l'énergie solaire dans la construction ?

Recourir à l’énergie solaire au moment d’envisager une construction est judicieux à plus d’un titre pour l'initiateur d’un tel projet :

• pour répondre aux besoins électriques du bâtiment concerné que ce soit pour alimenter des machines ou tout simplement pour éclairer les locaux. Elle peut donc permettre une réduction sensible des factures d’énergie du bâtiment ;

• pour revendre tout ou partie de l’électricité produite. La revente du surplus permet à l’exploitant du bâtiment de générer des revenus complémentaires récurrents ;

• pour acquérir une certaine autonomie énergétique, une plus grande indépendance vis-à-vis des fournisseurs traditionnels et un approvisionnement continu en électricité verte ;

• afin de réduire l'empreinte carbone d'une entreprise en produisant de manière propre et écologique. Il s’agit donc également d’une démarche militante et valorisante vis-à-vis de la clientèle et des différents interlocuteurs avec une prise en compte de la responsabilité sociale de l’entreprise (RSE) et un développement de la marque employeur ;

• pour valoriser les locaux dans la perspective d’une potentielle future revente ou d’une mise en location.

Comment un bâtiment photovoltaïque fonctionne-t-il ?

Un bâtiment photovoltaïque fonctionne par l'intermédiaire de panneaux solaires installés sur la toiture ou en façade. Les modules composés de cristal de silicium, un matériau conducteur, captent la lumière du soleil et la transforment en électricité par un phénomène appelé l'effet photovoltaïque. Lorsque les rayons lumineux du soleil frappent les panneaux, ils font bouger les électrons présents dans les cellules pour générer un courant électrique continu. Ce dernier est ensuite acheminé vers un onduleur qui le transforme en courant alternatif, utilisable par les appareils électriques du bâtiment.

L'électricité produite peut également être injectée sur le réseau électrique public pour être revendue à un fournisseur d'énergie. Elle peut aussi être stockée dans des batteries solaires pour une utilisation ultérieure (lorsque le soleil est couché).

Pour fonctionner efficacement, un bâtiment photovoltaïque doit dans la mesure du possible être orienté vers le sud et disposer d'une inclinaison proche de 30° afin de recevoir le plus d'ensoleillement possible.

Quel est le coût moyen d'installation d'un bâtiment photovoltaïque ?

Même s'il existe une hétérogénéité de configurations, l'installation d'un bâtiment photovoltaïque représente généralement un investissement financier relativement significatif. Le coût moyen varie en fonction de plusieurs facteurs, tels que la taille du système, le nombre de modules, la qualité des panneaux solaires, leur puissance, le type de toiture ou encore les frais d'installation et de raccordement au réseau.

En général, le prix d'installation peut osciller entre 10 000 € et 20 000 € pour une installation résidentielle standard et peut largement atteindre 100 000 € pour un bâtiment industriel ou agricole (installation d’environ 100 kWc ou 500 m²). On considère que le coût d’installation est généralement compris entre 0,90 € et 1,20 € HT par watt crête de puissance.

Il convient toutefois de prendre en compte le fait que ces coûts élevés peuvent en partie être compensés par les économies réalisées sur les factures d'énergie au fil du temps.

Quelle est la rentabilité d'un bâtiment photovoltaïque ?

La rentabilité d’un bâtiment photovoltaïque dépend de nombreux paramètres dont notamment la taille et la puissance de l’installation, le nombre de modules ou encore l’efficacité de l’onduleur mais aussi l’exposition solaire et les caractéristiques climatiques locales.

D’une manière générale, on estime qu’un bâtiment photovoltaïque bien dimensionné, dans des conditions d’exploitation optimales, peut être rentabilisé sur une période de 7 à 12 années.

Dans tous les cas, il convient de bien configurer son installation afin que l’investissement ne soit pas trop conséquent au regard de l’utilisation qui en est faite. La réalisation d’un plan de calepinage photovoltaïque par un expert de l’énergie solaire est ainsi fortement recommandée au préalable.

Comment calculer le retour sur investissement ?

Pour calculer le retour sur investissement, il convient de faire la balance entre les coûts globaux engendrés par l’installation mais aussi les bénéfices aussi bien directs qu’indirects retirés de l’équipement.

Les coûts à prendre en considération comprennent notamment :

• le montant des équipements nécessaires au dispositif à savoir les panneaux solaires (variable selon le type de module et leur puissance), l’onduleur et potentiellement les batteries solaires ;
• le coût de la main-d’oeuvre pour la pose du système photovoltaïque ;
• les coûts de raccordement au réseau électrique public ;
• les potentiels intérêts d’emprunt, un prêt bancaire étant souvent nécessaire du fait des sommes engagées ;
• les éventuels travaux nécessaires à la mise en place des panneaux notamment au niveau de la charpente ;
• les dépenses d’entretien pour maintenir les performances de l’installation photovoltaïque.

A l’inverse, un bâtiment photovoltaïque permet d’obtenir différentes sortes de revenus directs et indirects :

• en premier lieu, l’énergie produite peut être utilisée pour assurer une bonne partie des besoins du bâtiment. C’est autant d’économies réalisées par rapport au réseau électrique public (autofinancement) ;
• la revente du surplus de production électrique (voire même de la totalité) issu de la centrale solaire à un fournisseur d’énergie permet en outre de générer des revenus complémentaires récurrents
• des aides à l’installation d’un bâtiment photovoltaïque offrent la possibilité de réduire les coûts de mise en place et donc de rentabiliser plus rapidement le dispositif ;
• la location de toiture peut également être envisagée pour ceux qui souhaitent simplement en tirer des revenus mensuels. Elle passe par un tiers investisseur qui conclut un bail emphytéotique pour exploiter le toit moyennant un loyer versé au propriétaire. Les exploitations agricoles ont également la possibilité de louer leur terrain pour qu’une entreprise construise et exploite un hangar photovoltaïque pendant une certaine durée (généralement 30 ans) à l’issue de laquelle le bâtiment est cédé à l’exploitant ;
• enfin, le bénéfice immatériel de l'exploitation à savoir l’engagement pour la protection de l’environnement est également une dimension à prendre en compte dans votre réflexion par rapport à l’image de marque de l’entreprise (même si elle n’est pas quantifiable).

Quelles aides et subventions pour votre bâtiment photovoltaïque ?

Comme pour les installations résidentielles, les gros bâtiments photovoltaïques agricoles, industriels ou commerciaux (d’une surface supérieure à 100 kWc et dans la limite de 500 kWc) sont désormais également éligibles aux aides financières.

Leurs propriétaires peuvent ainsi en premier lieu revendre l'électricité produite à un fournisseur dans le cadre du mécanisme d’obligation d’achat et selon le même principe des tarifs réglementés. Ceux-ci varient selon la puissance de l’installation et du type de consommation (autoconsommation avec revente du surplus ou revente totale).

Les propriétaires choisissant la revente du surplus peuvent également bénéficier d’une prime à l’autoconsommation pendant 5 ans (jusqu’à 100 kWc de puissance).

Tarifs de rachat en vigueur et les montants de la prime à l’autoconsommation (pour une revente du surplus)

Puissance de l’installation	Tarifs réglementés autoconsommation avec vente du surplus	Tarifs réglementés en vente totale	Montant de la prime à l’autoconsommation
≤ 3 kWc	0,1300 € / kWh	0,1735 € / kWh	370 € / kWc
de 3 à 9 kWc	0,1300 € / kWh	0,1474 € / kWh	280 € / kWc
de 9 à 36 kWc	0,0780 € / kWh	0,1382 € / kWh	200 € / kWc
de 36 à 100 kWc	0,0780 € / kWh	0,1202 € / kWh	100 € / kWc
de 100 à 500 kWc	0,1208 € / kWh (jusqu’à 1100 kWh/kWc puis 0,0500 € / kWh)	0,1208 € / kWh (jusqu’à 1100 kWh/kWc) puis 0,0500 € / kWh)	Non-éligible

Tarifs applicables sur le dernier trimestre 2023 du 01 novembre 2023 au 31 janvier 2024

D’autres mécanismes peuvent être sollicités pour rentabiliser l’installation comme notamment :

• la récupération de la TVA ;
• les aides régionales et les aides de l’ADEME ;

Comment bénéficier des dispositifs de soutien financier ?

Depuis 2021, les procédures administratives pour bénéficier des aides financières ont été simplifiées pour les bâtiments photovoltaïques (plus de mise en concurrence des producteurs via des appels d’offres). Ils dépendent désormais du même système de vente d'électricité que les bâtiments résidentiels, appelé "guichet ouvert". Auparavant limité aux installations de 100 kWc maximum, ce guichet est maintenant accessible aux gros bâtiments photovoltaïques jusqu'à 500 kWc.

Les propriétaires de ces installations peuvent ainsi souscrire un contrat avec un fournisseur d'électricité avec des tarifs réglementés pour la vente de leur énergie solaire. La procédure est alors initiée par le professionnel chargé de l'installation et le propriétaire doit effectuer une demande de raccordement sur son espace Enedis. Des conditions spécifiques doivent être respectées pour être éligible à ce mécanisme (installation en toiture ou sur une ombrière par un artisan RGE).

Pour les aides régionales, il convient de se rapprocher des collectivités locales (commune, département, régions) ou des différentes antennes locales des organismes proposant des mécanismes de soutien financier.

Peut-on installer des panneaux photovoltaïques sur tout type de bâtiment ?

Sauf cas exceptionnel, il est possible d'installer des panneaux solaires sur n'importe quelle toiture professionnelle pour créer un bâtiment photovoltaïque. Les toitures professionnelles sont généralement de 2 types à savoir les toitures-terrasses et les toitures en pente avec un degré d'inclinaison variable, leur configuration déterminant le type de pose à effectuer pour obtenir une inclinaison idéale autour de 30°.

Quelques considérations sont également à prendre en compte pour estimer la faisabilité de projet de centrale photovoltaïque :

• disposer d’une surface suffisante pour que l’installation soit assez performante pour répondre aux besoins énergétiques du bâtiment ;
• une toiture en bac acier est grandement préférable, l’installation sur des tuiles ou du zinc étant plus complexe, cette dernière étant notamment plus sujette aux problèmes d’étanchéité ;
• la charpente doit être assez robuste pour résister à l’installation ;
• le toit terrasse doit disposer d’une étanchéité souple le cas échéant ;
• des issues de secours doivent être identifiées sur le toit
• la trajectoire du soleil ne doit pas être cachée par d’éventuelles zones d’ombrages (immeubles voisins, végétation, arbres, antennes, etc.).

Quels sont les impacts environnementaux d'un bâtiment photovoltaïque ?

Les bâtiments photovoltaïques présentent des avantages environnementaux significatifs. En utilisant l'énergie solaire pour produire de l'électricité, ces structures contribuent à la réduction des émissions de gaz à effet de serre, à la sobriété énergétique et à la transition généralisée vers les énergies renouvelables.

Ils permettent également de réduire la dépendance des organisations et des acteurs économiques aux combustibles fossiles en favorisant l'autonomie énergétique. Cette autonomie permet non seulement de limiter les impacts environnementaux liés à la production d'électricité conventionnelle mais aussi d'assurer une stabilité dans l'approvisionnement en énergie.

Comment l'énergie photovoltaïque soutient-elle le développement durable ?

L'énergie photovoltaïque est une énergie renouvelable, c'est-à-dire qu'elle utilise une source d'énergie inépuisable à savoir le soleil. Contrairement aux énergies fossiles, elle ne participe donc pas à l'épuisement des ressources naturelles et n'émet pas de polluants atmosphériques nocifs pour la santé et l'environnement.

Le processus de production de l'électricité à partir de panneaux solaires ne génère par ailleurs aucun déchet ni pollution. Il est donc considéré comme étant propre et respectueux de l'environnement d'autant plus que les composants des panneaux sont pratiquement intégralement recyclables (à 95 %).

L'utilisation de l'énergie photovoltaïque permet enfin de réduire la dépendance aux énergies non renouvelables. La production locale d’électricité solaire évite le recours systématique aux énergies importées, souvent polluantes, coûteuses à produire mais aussi à transporter.