une qualification spécifique pour les entreprises Deuxième objectif à court terme de la commission: élaborer rapidement

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1 MEMBRANES PHOTOVOLTAÏQUES L étanchéité pose ses règles Le développement ces deux dernières années des membranes d étanchéité photovoltaïques pousse aujourd hui la profession à préciser les règles de mise en œuvre de ces systèmes. C est précisément le rôle d une commission au sein de la CSFE qui travaille actuellement à la définition d un cadre clair pour cette nouvelle activité. Électricité solaire et construction: deux mondes a priori très différents mais condamnés aujourd hui à s entendre. On le sait, la réussite du mariage entre ces deux secteurs conditionnera pour une part le développement de la filière du photovoltaïque intégré au bâti. Au-delà des défis techniques posés aux industriels, ce rapprochement suppose également pour le bâtiment d intégrer ex nihilo et très rapidement de nouvelles pratiques aussi bien en termes d assurance, de qualification que de règles constructives. En première ligne sur ces sujets: le secteur de l étanchéité. La réserve foncière représentée par les toitures-terrasses a fait de ce marché l un des premiers à disposer de solutions photovoltaïques intégrées au bâti. Six industriels adhérant à la Chambre syndicale française de l étanchéité sont aujourd hui impliqués dans la fabrication de membranes photovoltaïques (voir tableau, page 28). «Les retours d expérience se multiplient, explique Hassan Bitach, président de la commission photovoltaïque de la CSFE. Nous commençons aujourd hui à identifier les écueils à éviter et surtout les bonnes pratiques à instaurer.» Dès 2009, cette commission devrait publier un guide de recommandations précisant des dispositions essentielles à respecter pour la mise en œuvre des systèmes d étanchéité photovoltaïques. Parmi les thèmes traités: les caractéristiques des isolants, la performance minimale des membranes d étanchéité, l entretien des toitures-terrasses et sa fréquence ou encore les règles de réception de ces ouvrages qui dépendront en partie de la puissance installée. «Un certain nombre d éléments restent à préciser, note Hassan Bitach, mais il est dès à présent possible de rappeler une règle invariable: quel que soit le procédé mis en œuvre, les clauses des DTU de la série 43 s appliqueront sans restriction.» Une qualification spécifique pour les entreprises Deuxième objectif à court terme de la commission: élaborer rapidement une qualification spécifique pour les entreprises d étanchéité. Smac/JF Chapuis - Excelflex Solar Pour la commission photovoltaïque de la CSFE, l heure est à la mise au point des bonnes pratiques à instaurer. Une initiative similaire à celle engagée par les professionnels de l électricité qui disposent désormais d une mention «photovoltaïque» au sein de Qualifelec. Si la CSFE est actuellement en discussion avec Qualibat afin de définir les modalités de cette future qualification, celle-ci ne devrait pas voir le jour avant la fin de l année En attendant, comme le rappelle le président de la commission photovoltaïque, «rien n empêche les étancheurs de se soumettre à une procédure de qualification dans le cadre de QualiPV pour les installations intégrées au bâti. Ce type de démarche va dans le bon sens. Il É T A N C H É I T É. I N F O N U M É R O 2 0 D É C E M B R E

2 < Du point de vue assureurs, l installation de membranes ou de panneaux participant au clos et/ou au couvert place de fait l entreprise sous le régime de la responsabilité décennale. B Cany - Solar Roof appartient à tous de s engager sur ce marché avec des garanties sérieuses de qualité, qu il s agisse de conception, de mise en œuvre ou du suivi d installation.» L objectif immédiat est d éviter de voir apparaître sur le terrain des contre-références. La défaillance d un procédé, quelles qu en soient les raisons, risquerait aujourd hui de nuire à l ensemble des techniques d étanchéité photovoltaïque. Pour la CSFE, il s agit également de créer des conditions favorables à l assurabilité des ouvrages et des entreprises qui les mettent en œuvre. B Cany - Soprasolar L entreprise > d étanchéité doit avant tout effectuer une déclaration spécifique auprès de son assureur. Pour les étancheurs le schéma idéal correspond à la prise en charge de la totalité du marché, fourniture et pose. tallations photovoltaïques peut dans certains cas faire intervenir des sociétés tiers, exploitant les équipements de production d électricité dans le cadre d un bail emphytéotique. Des montages complexes qui supposent en amont de définir précisément entre propriétaires et locataires les conditions d entretien de la toiture-terrasse, de protection du bâtiment mais aussi d ensoleillement de la centrale et les obligations d assurance de chaque partie. Dans ce type de configuration, c est le tiers investisseur qui prend en charge le surcoût représenté par la fonction «énergie» de l étanchéité. Quant à l entrepreneur, il fournit généralement la membrane courante et assure la mise en œuvre de l ensemble. Or, ce mode de passation de marché risque au final de brouiller le jeu des responsabilités entre chaque acteur. Du point de vue des assureurs, l installation de membranes ou de panneaux photovoltaïques participant au clos et/ou au couvert de l ouvrage place de fait l entrepreneur sous le régime de la responsabilité décennale. «Dans le cas où la fourniture de matériaux est partielle voire hors marché, l assiette de cotisation est Assurances : préciser les règles C est le troisième grand dossier de cette commission et sans doute celui qui nécessite encore le plus d éclaircissements. D abord parce que l étanchéité PV est de «technique non courante» au sens des assureurs pour la pleine application des garanties. Ensuite, parce que l investissement dans ces insréduite alors que le risque peut être supporté dans sa totalité par l assureur du poseur», explique Maurice Bouling de SMABTP. En théorie, un tel cas de figure pourrait alors conduire l entreprise d étanchéité à réinjecter dans le contrat d assurance l assiette de cotisation correspondant à la totalité de la fourniture. «Chaque situation est différente. Et les professionnels ont intérêt à se rapprocher de leur assureur afin de mettre en place les modalités d assurances les mieux adaptées aux situations rencontrées», précise Maurice Bouling. On l aura compris, pour les étancheurs le schéma idéal correspond à la prise en charge de la totalité du marché, fourniture et pose. Une configuration qui permet en outre à l assureur de disposer d une vision globale du risque. «Pour l entrepreneur, c est également l assurance de bénéficier de la couverture la mieux adaptée à son activité», souligne pour sa part le président de la commission photovoltaïque. Reste à savoir quelles sont les limites de la garantie décennale. Difficile encore de répondre précisément à cette question. Il est toutefois possible de rappeler qu un 24 É T A N C H É I T É. I N F O N U M É R O 2 0 D É C E M B R E

3 I N T É G R AT I O N A U B Â T I : L E S R È G L E S C H A N G E N T En décidant d introduire en juillet 2006 une prime à l intégration de 0,25 /kwh, la France s est dotée du tarif de rachat de l électricité d origine photovoltaïque (0,55 /kwh actualisé à 0,57 /kwh) le plus avantageux d Europe. L objectif de cette mesure : promouvoir un déploiement rapide de la filière photovoltaïque, créer les conditions pour assurer son développement harmonieux avec l architecture mais aussi positionner les industriels et les artisans sur un secteur innovant et à forte valeur ajoutée. Deux ans plus tard, l incitation a fait la preuve de son efficacité. À tel point que le dispositif pourrait rapidement être victime de son succès et risquer la surchauffe. Depuis deux ans, les demandes de raccordement au réseau pouvant bénéficier de la prime d intégration ont augmenté de façon exponentielle, saturant les services de l État. D où la nécessité aujourd hui de modifier les règles. Des changements ont été annoncés le 17 novembre dernier par Jean-Louis Borloo, ministre de l Écologie et du Développement durable, dans le cadre du plan «ENR à haute qualité environnementale». Première mesure : la clarification de la notion d intégration à partir de «critères clairs et robustes d application automatique». Cette révision vise à mettre un terme à la confusion extrême qui entoure actuellement l attribution du bonus avec, d une région à l autre, des décisions contradictoires pour un même procédé. Ce qui entraîne à l arrivée une valse d hésitations aussi bien du côté des porteurs de projets, qui peinent à identifier les équipements éligibles, que du côté des Drire chargées d instruire les dossiers. En arrière-plan, l idée consiste également à limiter les abus. Les failles du système permettent en effet aujourd hui à certains produits de bénéficier du bonus tarifaire alors que leur intégration n est pas objectivement avérée. Deuxième nouveauté : l instauration, à partir de la fin de l année 2010, d un tarif spécifique de 0,45 /kwh applicable aux bâtiments professionnels (supermarchés, bâtiments industriels et agricoles de grande taille ) et auquel seront automatiquement éligibles, sans limitation de surface, les équipements photovoltaïques respectant les nouveaux critères d intégration. Parallèlement, le plan prévoit de maintenir un tarif de 0,55 /kwh, à titre dérogatoire et uniquement après examen d une commission nationale, pour les solutions les plus innovantes du point de vue de l intégration, de la qualité architecturale et esthétique et ne pouvant acquérir une rentabilité économique au tarif de 0,45 /kwh. Et pour donner une visibilité à long terme aux investisseurs, il est d ores et déjà annoncé que ces tarifs seront maintenus à ces niveaux au moins jusqu en En attendant, ces changements sont bel et bien assimilables à une baisse progressive du tarif de rachat. Pour certains spécialistes du secteur, c est la preuve que la dépense publique dans ce domaine est mise en œuvre sans perdre de vue la vision industrielle. La règle du jeu était claire dès le départ : les industriels du photovoltaïque devront s engager dans une réduction de leurs prix pour que la filière reste viable. B Cany - Evalon V Solar Lorsqu elle soustraite l activité électrique, l entreprise d étanchéité doit contrôler que son prestataire est correctement assuré. désordre touchant les cellules photovoltaïques qui affecterait la pérennité de l étanchéité relève bel et bien aujourd hui d un dommage de nature décennale. En revanche, cette garantie ne s applique pas si ce même désordre ne remet pas en cause l étanchéité de l ouvrage. Dans cette situation, l entrepreneur pourrait néanmoins engager sa responsabilité contractuelle. Dans tous les cas et quel que soit le mode de passation de marché, l entreprise d étanchéité doit avant tout effectuer une déclaration spécifique auprès de son assureur. Et lorsqu elle sous-traite l activité électrique, il lui revient également de contrôler que son sous-traitant est correctement couvert. Autre précaution à ne pas négliger : vérifier son éventuelle garantie de dommages avant réception et les montants assurés. Au risque sinon, en cas de dommages, de devoir assumer financièrement la totalité des travaux de réfection ou de n être que partiellement indemnisée. BASTIEN CANY É T A N C H É I T É. I N F O N U M É R O 2 0 D É C E M B R E

4 Généralités sur les procédés Précisions diverses Conformités aux normes Habilitations P R O C É D É S D É T A N C H É I T É P H O T O V O L T A Ï Q U E DERBISOLAR EVALON V EXCELFLEX SOLAR REFLEX SOLAR SOLAR ROOF SOPRASOLAR SOLAR 200 SL Concepteur Derbigum France Alwitra Smac SA VHF Technologies SA Urbasolar Solardis Distributeur en France Derbigum France 3T France Axter Renolit Sika SA Soprema des feuilles d étanchéité sans module PV Assemblage Chantier ou usine Usine Usine Usine Usine Chantier photovoltaïque Surface utile ,6 18,9 20 de toiture / kwc (m 2 ) Masse surfacique kg/m ,3 8 3,3 4,9 10 (zones avec modules PV) (version monocouche) Type d étanchéité Bitume modifié Synthétique EVAC Bitume modifié Synthétique TPO Synthétique TPO Bitume modifié Nombre de couches de l étanchéité (éventuellement 2) Épaisseur (mm) 5,5 1,8 (rouleaux 4 1,5 (rouleaux de l étanchéité avec mod PV) (version monocouche) avec mod PV) 2,0 6,0 (hors cellules et sous-face) 1,2 ou 1,5 1,2 ou 1,5 (autres rouleaux) (autres rouleaux) Longueur (m) rouleau 12 6 ou 3,36 6 ou 3,33 3,7 5,8 6 de couche supérieure Longueur (m) 5,49 5,49 ou 2,85 3,35 5,49 5,49 modules PV Largeur (m) de la couche 1,0 1,05 ou 1,55 1,0 1,8 2,0 1,0 recevant les modules PV (suivant zone de vent) Largeur utile (m) 0,9 0,94 ou 1,44 0,92 1,67 1,88 0,96 de la couche recevant (suivant zone les modules PV de vent) Pente mini (%) 3 5, Liaisonnement étanchéité Adhérence ou Fixations Fixations Fixations Fixations mécani- Adhérence à son support fixations mécaniques mécaniques mécaniques mécaniques ques avec rails Isolants support Ces procédés ne sont pas compatibles avec tous les isolants supports d étanchéité. Consulter le concepteur. admissibles La nécessité de pratiquer un entretien régulier tendrait à recommander des isolants de classe C à 80 C. Résistance aux efforts Adhérence : / / / / Adhérence : de dépression 4712 Pa 4712 Pa Dans le cas de revêtement fixé mécaniquement, cette résistance est déterminée en fonction de la répartition des fixations et du choix de celles-ci. Consulter le concepteur. Avec une largeur importante des lés, cette propriété peut être limitative. Passage des câbles électriques Au-dessus Dans isolant Au-dessus Au-dessus Au-dessus Au-dessus avant jonction onduleur étanchéité sous-jacent étanchéité étanchéité étanchéité étanchéité sans la traverser Mise en œuvre de l étanchéité La mise en œuvre de l étanchéité doit être réalisée par une entreprise d étanchéité spécialement formée aux spécificités de ces procédés. Entretien Afin de maintenir une production d étanchéité satisfaisante, le nettoyage des modules photovoltaïques est impératif. Deux visites par an semblent correspondre à la majorité des opérations. Classement propagation B ROOF (t3) B ROOF (t3) B ROOF (t3) B ROOF (t3) au feu avec modules PV PV 13427B PV 13534D PV RS08-194/A PV RS (essai t3 / EN 1196) Warringtonfiregent Warringtonfiregent CSTB CSTB Conformité IEC Oui Oui Oui Oui Oui Oui Membrane souple PV Homologation électrique Conformité Oui Oui Oui Oui Oui IEC (cl. II) Sûreté de fonctionnement Évaluation du procédé Consulter le concepteur du procédé. par organisme extérieur Intégration au bâti Oui Oui Oui Oui Oui Oui Réalisation premier chantier (en France) 2005 Références Le nombre et la taille des chantiers déjà réalisés sont très différents suivant les procédés. Chaque concepteur est en mesure de transmettre sur demande une liste de chantiers en France et éventuellement à l étranger. 28 É T A N C H É I T É. I N F O N U M É R O 2 0 D É C E M B R E

5 C O U C H E S M I N C E S De nouvelles applications pour les membranes photovoltaïques Les fabricants de cellules photovoltaïques l ont bien compris : le développement de ce marché passe inévitablement par la réduction des coûts de production. Pour y parvenir, ils sont de plus en plus nombreux à soumettre leur produit à une cure d amaigrissement, avec à la clé de nouvelles perspectives d applications sur les membranes d étanchéité. C est le nouvel eldorado de l industrie du photovoltaïque: des films extrêmement fins, deux cents fois moins épais que les traditionnelles cellules en silicium cristallin et présentant surtout l avantage d être bien moins chers. En 2006, ces technologies dites de couches minces ne représentaient encore que 8% du marché de l électricité solaire mais la donne pourrait prochainement changer. Face à la pénurie et au prix globalement élevé du silicium, les fabricants se tournent vers des solutions qui permettent d en limiter l utilisation, voire tout simplement de s en affranchir. De la start-up aux géants du secteur tels que les Japonais Sharp et Sanyo, rares sont ceux à ne pas investir sur les couches minces. Si bien que les spécialistes leur prédisent un avenir radieux. Dès 2012, elles représenteraient selon l institut américain Prometheus plus de 20% du marché du photovoltaïque. Évalué aujourd hui à 2,4 milliards de dollars, le chiffre d affaires des technologies en couches minces pourrait peser 22 milliards de dollars en 2015, selon les prévisions du cabinet d études américain NanoMarkets. La même année, les analystes prévoient qu elles occuperont la première place sur le créneau du photovoltaïque intégré au bâti avec 57% du marché contre 20% actuellement. Une montée en puissance attendue par tous les acteurs de la filière, y compris les industriels du bâtiment. Car si elles ne sont pas forcément plus performantes que leurs cousines en silicium cristallin, ces cellules de deuxième génération ouvrent de nouvelles applications aux systèmes photovoltaïques intégrés au bâti qui représentaient en 2008 un chiffre d affaires de 528 millions de dollars. Surtout, elles permettraient de lever l un des principaux freins à leur développement : le prix. En France, le ministère du Développement durable a fait de l industrialisation des couches minces l un des objectifs prioritaires de la recherche publique à travers notamment l Institut national de l énergie solaire. L objectif: provoquer une véritable rupture technologique mais aussi et surtout économique. Pour les fabricants, l enjeu est de diviser au moins par deux les coûts de production et descendre ainsi en dessous du seuil symbolique d un euro par watt-crête. Mais cette course au rendement de fabrication a aussi d autres vertus. À commencer par l ouverture du marché des couches minces, dominé aujourd hui encore par la technologie reine sur ce secteur: le silicium amorphe. Une bonne nouvelle Face à la pénurie et au prix globalement élevé du silicium, les fabricants se tournent vers des solutions qui permettent d en limiter l utilisation, voire de s en affranchir. pour l étanchéité qui s appuie sur cette technologie pour mettre au point ses membranes photovoltaïques. Or jusqu à présent, l offre est pour le moins limitée. Alternatives Pionnière sur ce secteur, l entreprise américaine United Solar, filiale du groupe ECD Ovonics, a développé dès le milieu des années quatrevingt-dix les premières applications du silicium amorphe sur support flexible. Aujourd hui leader sur ce segment de marché, la société équipe en modules photovoltaïques la majorité des membranes d étanchéité : Alwitra, Axter, Derbigum, Sika et Soprema. Toujours aux États-Unis, la société PowerFilm annonçait en 2008 le développement de solutions intégrées au bâti, notamment grâce à des panneaux souples en silicium amorphe déposé sur un substrat en polymère extrafin (0,025 mm) pouvant être associés à des revêtements d étanchéité. Plus avancée sur la voie de l industrialisation, Flexcell, filiale du groupe allemand Q-Cells, propose d ores et déjà des modules flexibles aujourd hui intégrés aux membranes synthétiques TPO de Renolit. Basée en suisse, Flexcell disposait en 2008 d une capacité de production de 25 MW. Selon NanoMarkets, le silicium amorphe É T A N C H É I T É. I N F O N U M É R O 2 0 D É C E M B R E

6 devrait encore dominer les cinq prochaines années avec des rendements de conversion de l ordre de 5 à 13%. Une grande partie des nouvelles capacités annoncées seront dédiées à ce procédé mais la plupart seront mises en œuvre sur des substrats de verre. Ce qui offre par ailleurs de nouvelles possibilités d application en couverture et en façade grâce à des systèmes plus légers et moins encombrants. En fait, pour l étanchéité, l ouverture pourrait bien venir d une autre filière actuellement en plein développement. Elle regroupe les fabricants de cellules qui ont abandonné le silicium pour d autres semi-conducteurs: le tellurure de cadmium (CdTe) et le cuivre/ indium/sélénium (CIS). Le développement du premier est aujourd hui presque entièrement porté par une seule entreprise, la société américaine First Solar qui a récemment annoncé être en mesure de descendre ses coûts de production à un dollar par watt en Le second, en revanche, donne lieu à de nombreux investissements. Des sociétés telles que MiaSolé, Global Solar, Scheuten ou Johanna Solar ont récemment augmenté leurs capacités de production de cellules CIS dont la fabrication repose sur des techniques de dépôt sous vide. Outre un rendement supérieur à celui des modules en silicium amorphe, elles offrent également la possibilité de pouvoir être construites sur des substrats flexibles. Un avantage que l entreprise Ascent Solar exploite aujourd hui pour produire des films photovoltaïques souples sur un support plastique capable de résister aux hautes températures du process de fabrication. Depuis deux ans, ce produit a permis à la société américaine de conclure plusieurs partena- riats avec des industriels de la construction visant la mise au point de solutions intégrées au bâti. Parmi eux : Siplast-Icopal qui suit de près l évolution de cette technologie en complément de celle qu il développe actuellement en silicium amorphe (IcoSun). Parallèlement, d autres start-up américaines (Nanosolar, HélioVolt) ont levé des fonds importants pour la construction d usines de type CIS utilisant une méthode innovante de sérigraphie semblable aux procédés d impression. Une technologie plus difficile à industrialiser mais qui permet de s adapter à de nombreux substrats, y compris pour la fabrication de panneaux souples. Autre avantage: ce process est réputé comme l un des plus économes. En pointe sur ce secteur, l entreprise Nanosolar, en partie financée par les fondateurs de Google, se félicitait début 2008 d atteindre un coût de production de 0,99 dollar par watt. Flexibilité mécanique et faible coût de production: les cellules organiques vont sans doute ouvrir de nouvelles perspectives dans le bâtiment. La troisième génération se prépare Dans les laboratoires, les chercheurs travaillent déjà à la troisième génération de cellules. Des projets qui misent notamment sur l utilisation de matériaux organiques. Lancée il y a une vingtaine d années, cette piste de recherche a longtemps buté sur de faibles rendements de conversion. Aujourd hui, la découverte de nouveaux matériaux et les progrès réalisés en matière de jonction ont relancé les travaux en Europe, aux États-Unis et au Japon. En tête de file: l Américain Konarka qui a développé des cellules solaires composées de matériaux à base de carbone, moins coûteux que les minéraux comme le cuivre ou le silicium et pouvant être mis en œuvre sur des supports flexibles. Outre-Atlantique, le fabricant espère produire 1 GW par an d ici à 2010 tout en améliorant les rendements (environ 5%) aujourd hui encore inférieurs à celui du silicium amorphe. Autre piste de recherche: les cellules de type DSSC (dye-sensitized solar cell), également appelées «cellules de Grätzel» du nom de leur inventeur, professeur à l École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Constituées en partie d un colorant sensible à la lumière, leur fonctionnement imite le processus de photosynthèse. Très prometteuse en termes de coût de production, cette technologie commence également à gagner en crédibilité du point de vue des rendements. En 2008, en collaboration avec l Institut de chimie appliquée de Changchun (Chine), l EPFL a ainsi obtenu des taux de conversion de l ordre de 10%. Deux entreprises travaillent aujourd hui à leur industrialisation sur des films flexibles: le Britannique G24 et l Australien Dyesol. Enfin les nanotechnologies pourraient ouvrir de nouveaux horizons au silicium cristallin. En Californie, au cœur de la Silicon Valley, la société Innovalight a ainsi mis au point des cellules solaires imprimées sur des supports souples avec une encre au silicium monocristallin composée de nanoparticules mélangées à un solvant. D ores et déjà, le fabricant réfléchit à lancer ses produits sur le marché de la toiture. BASTIEN CANY É T A N C H É I T É. I N F O N U M É R O 2 0 D É C E M B R E