Panneaux solaires : le lestage est-il un choix d'installation sûr ?

Lorsque l’on se lance dans l’installation de panneaux photovoltaïques afin de réduire sa facture d’électricité, une étape ne doit pas être négligée : l’installation des panneaux, de manière à ce qu’ils résistent à tous types de conditions climatiques. Dans cet article, nous revenons sur la solution du lestage qui comporte de nombreux avantages, mais qui ne doit pas être sous-estimée.

Pour qui veut produire soi-même son électricité, rien de mieux que d’acheter des panneaux solaires. Grâce à un coût de plus en plus abordable, et une offre de plus en plus diversifiée, n’importe qui, ou presque, peut installer lui-même ses panneaux solaires. Que l’on envisage de construire une véritable mini centrale solaire au sol, ou qu’on installe quelques panneaux plug-and-play dans son jardin, une problématique se présente systématiquement : comment installer ses panneaux pour qu’ils résistent à toutes les conditions climatiques ?

Lors de l’installation de panneaux sur une toiture en pente, la fixation par intégration simplifiée au bâti (ISB) devient de plus en plus la norme. Elle consiste à rajouter des pattes de fixation à la toiture existante pour fixer des panneaux par-dessus. Auparavant, l’intégration au bâti (IAB) était fréquemment utilisée. Elle consistait à installer les panneaux en lieu et place des matériaux de toiture, qu’il s’agisse de tuiles ou d’ardoise. Dans ces conditions, le panneau faisait office de couverture. Ce choix technique est cependant de moins en moins utilisé : il multiplie les inconvénients tels que des risques au niveau de l’étanchéité, et peut compliquer le remplacement des panneaux.

Cependant, lorsqu’on opte pour une installation en toiture terrasse, ou au sol, le choix du système d’ancrage peut s’avérer plus compliqué. En effet, il existe une multitude de techniques qui ont toutes leurs avantages et leurs inconvénients. Dans ces conditions, l’installation est d’autant plus importante que les panneaux ont une importante prise au vent, pouvant potentiellement entraîner des risques d’accidents en cas d’installation sous-dimensionnée.

Pourquoi choisir le lestage pour installer ses panneaux photovoltaïques ?

Pour répondre aux besoins des installations sur toiture terrasse comme des installations au sol, plusieurs types d’ancrages différents peuvent être envisagés, chacun ayant ses avantages et ses inconvénients.

➡️ Sur une centrale solaire en toiture terrasse

Pour les toits plats, on considère principalement deux solutions, l’ancrage des panneaux solaires à la structure de la toiture ou leur lestage. L’ancrage pourrait apporter une plus grande sécurité, en se reposant sur la structure pour assurer la stabilité des panneaux. Néanmoins, ce type d’installation nécessite de percer la membrane d’étanchéité, et parfois même l’isolant qui recouvre la structure de la toiture du bâtiment. Néanmoins, cela crée en général un point de fragilité au niveau du complexe d’étanchéité, ce qui peut augmenter le risque d’infiltrations d’eau. De plus, le retrait ou la modification de la structure solaire nécessiterait alors une gestion particulière de tous les points d’ancrage.

En ce sens, l’installation grâce à une structure lestée permet de préserver l’intégrité du complexe d’étanchéité, et ne pose aucun problème lors de l’éventuel remplacement des panneaux. En revanche, ce type d’installation peut entraîner une importante charge supplémentaire sur la structure de la toiture. C’est pourquoi, il est indispensable de s’assurer que la toiture est suffisamment dimensionnée pour reprendre les efforts supplémentaires en question.

➡️ Sur une centrale solaire au sol

Pour une centrale photovoltaïque au sol, les systèmes d’ancrage sont légion. Il est, par exemple, possible d’avoir recours à des fondations, de concevoir une structure qui servira de carport, de auvent, d’abri de jardin. La mise en place d’un système de fondation avec, par exemple, des plots de béton coulés dans le sol permettront d’apporter une grande stabilité à l’ouvrage. Cette solution a l’inconvénient de détériorer le terrain en question, et est difficile à retirer.

Pour limiter l’impact au sol, de nombreuses fermes photovoltaïques commerciales, comme celle de Cestas, dans le sud de la France, ont recours à des pieux battus pour l’ancrage de la structure au sol. Cette solution est la plus économique à grande échelle, et permet de se passer de l’usage de béton, permettant de réduire l’impact environnemental du site. En revanche, elle n’est pas à la portée de tous. D’abord, il faut pouvoir s’assurer que le sol du terrain a les caractéristiques suffisantes pour employer cette technique. Ensuite, pour enfoncer les pieux suffisamment profondément dans le sol, il peut être nécessaire d’utiliser un mât de battage.

Une fois encore, la solution du lestage se montre idéale. Elle ne nécessite que peu de matériel, et permet, à la fin de la vie de la centrale, de retirer l’installation sans difficulté et sans dégrader le terrain.

Comment dimensionner son lestage ?

Pour recourir au lestage, le dimensionnement est une étape fondamentale à ne pas négliger. Elle permet de déterminer le poids qu’il faut installer sur la structure pour que celle-ci ne puisse bouger. Le dimensionnement du lest dépend de nombreux paramètres comme les conditions locales de vent, l’orientation des panneaux, les éventuels masques alentour, l’altitude ou encore l’inclinaison des panneaux. Le lest permet de contrer des efforts tels que le glissement, l’arrachement ou le retournement provoqués par les différences de pression qui s’exerce entre les deux faces du panneau. Pour obtenir un lestage parfait, la meilleure solution consiste à faire appel à un bureau d’étude spécialisé, ou de recourir à un logiciel de calcul qui permettra de prendre en compte les caractéristiques précises du site d’installation ainsi que celles de la structure en elle-même.

D’un point de vue pratique, pour les installations les plus sommaires, le lest consistera a poser des plaques de béton ou des parpaings sur la structure de panneaux plug-and-play. Des supports de panneaux dédiés comportent parfois des bacs qu’il faut remplir avec de l’eau, du sable ou des graviers. Enfin, il est également possible de boulonner l’infrastructure de la centrale à des plots en béton directement posés au sol.

Des solutions prêtes à l’emploi

Si le recours à un bureau d’étude est généralement assez onéreux, il existe des solutions prêtes à l’emploi qui correspondent parfaitement à une petite installation habituelle de panneaux solaires. On pense, par exemple, au caisson O Terra développé par Oscaro Power. D’autres fabricants proposent même des estimatifs de lestage en fonction de certaines caractéristiques. C’est le cas du fabricant français Uniteck qui propose, dans sa fiche technique, un tableau indiquant le poids des lests à prévoir en fonction de la vitesse maximale du vent, de l’inclinaison et de la taille des panneaux solaires. Le fabricant Sun Ballast propose, lui, des supports en béton faisant office de lest. Une assistance technique est disponible pour s’assurer de la pertinence de la solution choisie.