Panneaux solaires. La diminution des consommations d'énergies fossiles permet de générer des économies financières.

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1 PLAN CLIMAT Un enjeu économique La diminution des consommations d'énergies fossiles permet de générer des économies financières. Le développement des énergies renouvelables est un enjeu important pour réduire notre empreinte écologique essentiellement la consommation d énergies fossiles et les émissions de gaz à effet de serre. L'une des énergies renouvelables identifiées dans le plan climat de Paris est le solaire. En complément, l'un des objectifs de Paris est la création d au moins m2 de solaire sur le territoire d'ici Paul Kozlowski - Caue de Paris Un enjeu environnemental J-C Pattacini Urba images Le développement du solaire permet aussi de soutenir la création d une filière économique et de nouveaux emplois. Un enjeu société Chacun peut contribuer au développement du solaire à Paris : l installation de capteurs en toiture concilie innovation technologique, créativité et intégration architecturale dans le paysage urbain parisien. Cette fiche propose quelques grands principes pour faciliter l implantation de panneaux solaires à Paris. EDITION N02 - OCTOBRE 2009 J-C Pattacini Urba images Cahier de Recommandations Environnementales FICHE THÉMATIQUE Panneaux solaires

2 2 Panneaux solaires, mode d emploi Rappel : Lors de travaux de rénovation ou de réhabilitation, les logements doivent respecter des exigences définies par la réglementation thermique 2 Solaire thermique et photovoltaïque : définition et principes 1 Intégrer les panneaux solaires dans le paysage urbain parisien Un panneau solaire est un système qui permet de transformer l'énergie du rayonnement solaire, soit sous forme de chaleur grâce aux panneaux solaires thermiques, soit sous forme d'électricité par le biais de panneaux ou verrières photovoltaïques. Ces deux familles de panneaux reposent sur des technologies et des usages différents. La lutte contre le réchauffement climatique est une priorité tant à l échelle mondiale avec l entrée en vigueur du protocole de Kyoto en 2005 qu à des échelles locales. Ainsi Paris s est-elle fixée, au titre de son plan climat adopté en 2007, un objectif de division par quatre de ses émissions de gaz à effet de serre. Pour y parvenir, le recours aux énergies renouvelables doit être accentué, notamment le recours à l énergie solaire dans les bâtiments. Dans une ville célèbre pour la qualité et l harmonie de son paysage urbain, poser des capteurs solaires en toiture dépasse le seul enjeu énergétique. Il s agit aussi de respecter l identité de Paris, que lui confèrent les alignements, les gabarits et les hauteurs des bâtiments, ainsi que les matériaux utilisés : pierre calcaire, plâtre et zinc. C est pourquoi les panneaux solaires doivent être considérés comme des éléments d architecture à part entière qui doivent s intégrer sur les bâtiments en harmonie avec le paysage existant. La proportion et le volume des bâtiments, le rythme des ouvertures, les matériaux, les couleurs... sont autant d éléments à prendre en compte, sachant que les fabricants de capteurs solaires élargissent continuellement leur offre en produits nouveaux en vue de faciliter leur intégration. Matières, formes, couleurs, transparence et performances peuvent donc être choisis afin d adapter au mieux l installation au bâtiment et de faciliter l intégration architecturale des panneaux solaires. Production d eau chaude : panneaux solaires thermiques Le capteur solaire thermique prend généralement la forme d un coffre rigide vitré, à l intérieur duquel se trouvent une plaque et des tubes métalliques noirs remplis d un liquide caloporteur* réchauffé par le rayonnement solaire. Un échangeur thermique transmet ensuite les calories stockées par le liquide vers l installation en demande d énergie (eau chaude ou installation de chauffage). Mairie de Paris - J. Leroy Panneaux solaires thermiques Que ce soit pour la production d eau chaude (en logement individuel ou en logement collectif) ou pour un dispositif de chauffage, le panneau solaire thermique est nécessairement couplé à un autre système de production énergétique d'appoint (électricité, gaz, fioul, ) qui permet de fournir l'énergie complémentaire. A Paris, on estime que l énergie solaire, permet potentiellement de couvrir entre 40% et 70% des besoins en eau chaude sanitaire pour le logement individuel et entre 30% et 50% pour le collectif. Pour un système combiné eau chaude sanitaire et chauffage, il est généralement compris entre 25% et 45%.

3 Production d électricité : panneaux solaires photovoltaïques Les panneaux photovoltaïques comprennent des cellules noires, aux reflets bleutés, constituées de silicium. Ce matériau est appelé photovoltaïque car il a la propriété de générer un courant électrique lorsqu'il est exposé à la lumière. Les cellules, appelées modules photovoltaïques lorsqu'elles sont assemblées en série, ne font que quelques millimètres d'épaisseur. L'installation est équipée d'un onduleur* et de deux compteurs pour mesurer l'électricité produite et consommée. L'électricité produite est généralement injectée sur le réseau électrique, permettant ainsi à l installation de participer à la production d'énergie de façon non polluante et décentralisée. A l échelle nationale, cette solution permet d une part d augmenter la part d'électricité verte dans le bouquet énergétique français et d autre part de réduire le gaspillage dû aux pertes sur les lignes électriques qui parcourent de longues distances. Actuellement, la réglementation impose à EDF l achat de l électricité produite à un tarif nettement supérieur au tarif de vente d EDF qui est d environ 10 centimes/kwh selon les contrats. En 2008, le tarif d achat fixé par la DGEMP* est de 31 centimes/kwh mais il existe aussi une prime d intégration (voir encadré page 7). 3 Influence de l orientation et de l inclinaison sur la performance des panneaux Le solaire thermique Exemple de panneaux solaires thermiques sur toiture Les performances d un chauffe-eau solaire varient en fonction de l orientation et de l inclinaison des capteurs solaires. Une orientation au sud et une inclinaison de 30 o à 45 o environ par rapport à l horizontale assurent les meilleurs rendements pour une installation à Paris. Toutefois, même avec des écarts importants (orientation sud-ouest à sud-est, inclinaison de 25 o à 70 o ), une installation solaire reste rentable. Moins les capteurs sont orientés vers le sud, plus il est préférable d'avoir une inclinaison de faible pente. Des capteurs solaires inclinés à 25 o peuvent rester performants (seulement 15% de perte par rapport à une orientation optimale (plein sud à 30 o ). J-C Pattacini Urba images Mairie de Paris Cellules photovoltaïques en verrière *Caloporteur : un fluide caloporteur est un fluide chargé de transporter la chaleur. *Onduleur : Il transforme le courant continu produit en courant alternatif (50Hz) compatible avec le réseau. *DGEMP : la Direction Générale de l Energie et des Matières Premières a défini le tarif d achat de l électricité produite dans l arrêté du 10/07/06. Source : Logiciel Solo Le tableau présenté ci-dessus, indique le taux de couverture solaire d un chauffe-eau solaire individuel de 300 litres avec une consommation de 250 litres/jour. Le taux de couverture 3

4 solaire correspond au rapport entre l'énergie fournie par la partie solaire d'une installation et la fourniture énergétique totale de l'installation. On constate donc que dans le cas optimum d une inclinaison de 30 o et d une orientation plein sud, l énergie solaire apporte 45,3% de l énergie nécessaire pour les besoins en eau chaude sanitaire de l installation. Il s agit d une moyenne annuelle pour Paris qui varie en fonction des performances du matériel choisi et de la consommation des usagers. Le solaire photovoltaïque Dans le cas du solaire photovoltaïque, une inclinaison des panneaux de 30 o à 45 o et une orientation plein sud permettent d obtenir le rendement optimum. Le tableau ci-dessous indique quels sont les facteurs de corrections applicables lorsqu on s éloigne de l orientation la plus performante (indiquée à 1,00). On constate que les écarts sont très faibles : les panneaux photovoltaïques peuvent donc être orientés à l'horizontale comme à la verticale. La perte énergétique induite pourra être compensée par une légère augmentation de la surface de capteurs. Source : Hespul Pour les 2 types d installations, thermiques et photovoltaïques, les panneaux devront être dégagés de toute ombre portée (immeubles masques, souches de cheminées) et les inclinaisons devront être inférieures à 20 o pour éviter un encrassement excessif des capteurs (sur les panneaux photovoltaïques, l'effet d'une feuille morte collée sur la moitié d'une cellule ou d'une ombre portée sur une partie du panneau fait chuter radicalement les rendements). Dans le cas d une orientation à l horizontal, un accès à l installation devra être ménagé pour permettre un nettoyage et une maintenance aisés. Les panneaux solaires installés ne pourront pas être implantés sur des châssis surélevés et devront nécessairement respecter l inclinaison existante de la toiture et respecter les règles d urbanisme applicables. 4 Les règles d urbanisme à respecter L'installation de panneaux solaires doit, comme tout ce qui touche à l aspect extérieur des constructions, faire l objet d une déclaration préalable et respecter les règles d urbanisme en vigueur. Ces règles sont définies par le Plan Local d Urbanisme (PLU) et par deux Plans de Sauvegarde et de Mise en Valeur (PSMV) qui couvrent les secteurs sauvegardés du Marais et du 7 e arrondissement. De plus, certains bâtiments font l objet dans le PLU d une protection Ville de Paris (PVP). Ces documents sont consultables sur le site paris.fr, notamment les règles applicables à votre immeuble en vous reportant au règlement à la parcelle. Dans certains cas (site inscrit, périmètre de covisibilité avec un monument historique), les travaux peuvent être aussi soumis à l avis de l architecte des bâtiments de France (ABF). Deux règles du PLU concernent plus particulièrement l installation de panneaux solaires : L'ARTICLE 10, relatif à la hauteur des constructions, définit la hauteur maximale que doivent respecter les constructions : plafonnement des hauteurs et gabarits-enveloppe. Cependant les dispositifs destinés à économiser de l énergie ou à produire de l énergie renouvelable dans les constructions, tels que les panneaux solaires thermiques ou photovoltaïques [ ] peuvent faire l objet d un dépassement de hauteur dans le respect des dispositions de l article UG.11 relatives à l aspect des constructions. L'ARTICLE 11, relatif à l aspect des constructions et à l aménagement de leurs abords, prévoit notamment que l autorisation peut-être refusée si l installation, par sa situation, son volume, son aspect, son rythme ou sa coloration est de nature à porter atteinte au caractère ou à l intérêt des lieux avoisinants, aux sites, aux paysages ainsi qu à la conservation des perspectives monumentales. Article Saillie des dispositifs destinés à économiser de l énergie ou à produire de l énergie renouvelable dans les constructions : [ ] Les dispositifs destinés à [ ] produire de l énergie renouvelable [ ] sont autorisés en saillie des toitures à condition que leur volumétrie s insère harmonieusement dans le cadre bâti environnant. Les PSMV (Plans de Sauvegarde et de Mise en Valeur) concernent les secteurs historiques de Paris. Ils visent à protéger de manière plus importante ces secteurs et comportent une classification de chacun des immeubles. Tous les travaux situés en secteur sauvegardé doivent être soumis à l accord de l Architecte des bâtiments de France. 4

5 5 Principe d intégration dans le paysage De nombreux immeubles parisiens se découpent en trois parties (sur rue ou sur cour) : le soubassement la façade le couronnement. Ces trois parties de bâtiment adoptent en général un rythme, à la fois horizontal et vertical qu'il est impératif de respecter. Il conviendra donc : de trouver un emplacement qui accompagne ou prolonge les rythmes verticaux de la façade et du couronnement de vérifier que cet emplacement n'est pas soumis à des ombres portées d'immeubles voisins ou de souches de cheminées de vérifier que cet emplacement offre un plan compatible avec la bonne orientation du panneau solaire. A Paris, les panneaux solaires sont généralement mieux situés dans le couronnement du bâtiment. Leurs axes peuvent tenir compte de l alignement des fenêtres ou des lucarnes du couronnement. Dans certains cas, ils peuvent également être intégrés dans les verrières, les garde-corps, les acrotères, sur certains pignons... La recherche permet en permanence l apparition de produits nouveaux : matières, formes, couleurs, transparence et performance peuvent être choisies afin d adapter au mieux l installation photovoltaïque au bâtiment et faciliter ainsi son intégration architecturale. Démarches administratives La déclaration préalable doit être établie au moyen du formulaire Cerfa n o 13404*01, à retirer au Pôle Accueil et Service à l Usager (PASU) de la Ville de Paris ou téléchargeable sur le site Cette demande doit être complétée par un dossier composé des pièces énumérées sur le bordereau de déclaration préalable. Pour faciliter l instruction du dossier et son analyse par les services instructeurs de la Ville, il est conseillé d apporter également des informations sur : l insertion du projet dans le site l état du bâtiment avant et après travaux le projet vu depuis la rue et depuis les immeubles en vis-à-vis. Le dossier doit être déposé en 3 exemplaires identiques et un exemplaire simplifié à l'adresse suivante : Direction de l'urbanisme Pôle Accueil et Service à l Usager (rez-de-chaussée) 17 boulevard Morland Paris Le dépôt des dossiers donne lieu à un courrier dans le mois qui suit, mentionnant la date d échéance de l instruction (celle-ci dure 2 mois en général). Remarque : dans le cas d un immeuble en copropriété, l accord préalable des copropriétaires doit être obtenu en Assemblée Générale. Il existe également de nouvelles générations de systèmes solaires thermiques qui facilitent leur intégration architecturale. Les capteurs peuvent désormais être teintés, intégrés en toiture, en façade ou en mur-rideau. De nombreuses solutions d intégration architecturale sont envisageables et chaque installation doit être étudiée au cas par cas. 5

6 6 Exemples d implantations possibles Typologie des toitures parisiennes Les toitures parisiennes présentent des typologies variées (toitures terrasses, toitures à double ou à simple pente, toitures à terrassons) en fonction de l époque et de l architecture du bâtiment. Panneau solaire thermique Rayonnement du soleil Toiture terrasse C est le cas le plus favorable à l intégration. Le plus souvent, les rebords ou garde-corps permettent de cacher les panneaux depuis la rue. Lorsque la toiture terrasse est située en contrebas d un bâtiment avoisinant, il conviendra de rechercher une composition architecturale satisfaisante. Ombre portée Mauvaise intégration : panneaux solaires installés sur châssis surélevés Dans tous les cas, une bonne intégration des panneaux solaires impliquera de respecter l inclinaison des toitures. Panneau solaire thermique Rayonnement du soleil Autres implantations possibles Sur certains immeubles, l'implantation des panneaux solaires peut-être envisagée ailleurs qu'en toiture. Ils peuvent par exemple se substituer à d autres éléments de construction : brise-soleil ou garde-corps de balcon. Bonne intégration : panneaux solaires respectant l inclinaison des toitures Toiture à terrasson Sur ce type de toiture, les panneaux seront situés sur le terrasson. Ce type d implantation ne peut être Ombre portée envisageable que pour les bâtiments dont l orientation est satisfaisante. Les Panneaux solaires mal intégrés panneaux doivent respecter l inclinaison du terrasson et sont, dans la mesure du possible, intégrés dans l épaisseur du toit. Ombre portée Ombre portée Exemples de panneaux solaires intégrés dans le terrasson Terrasson LA PRIME D INTÉGRATION AU BÂTI L intégration architecturale des panneaux solaires photovoltaïques évoquée dans cette fiche ne préjuge pas de l obtention de la prime d intégration au bâti. L arrêté du 10 juillet 2006 prévoit 2 conditions pour que les équipements de production d électricité soient éligibles à la prime d intégration : 1- outre la production d électricité, les équipements photovoltaïques doivent assurer une fonction technique ou architecturale essentielle à l acte de construction en remplissant au moins une de ces fonctions : la tenue mécanique la protection ou la régulation thermique la protection physique des biens ou des personnes la recherche d un esthétisme architectural particulier. 2- Les équipements de production d électricité photovoltaïques doivent venir en substitution d un ou plusieurs équipements. Dans ce cas, le tarif d achat d électricité par EDF est de 60,20 centimes d euros/kwh pour les installations avec intégration au bâti, au lieu de 45 centimes d euros/kwh pour les installations avec intégration simplifiée au bâti. 6

7 Quelques bonnes questions à se poser Ma toiture est-elle masquée du soleil par les ombres portées des immeubles environnants? Existe-t-il des contraintes architecturales et réglementaires particulières (périmètre de protection des monuments historiques, site inscrit, PVP, bâtiments inscrits ou classés...)? Quelle est la forme de ma toiture? Quelle est son orientation (orientation du faîtage)? Comment bien intégrer mon panneau? Quelle est la hauteur de mon bâtiment? Respecte-t-il les règles de hauteur et de gabarits en vigueur? ADRESSES UTILES Mairie de Paris. Pôle Accueil et Service à l'usager (PASU) 17 boulevard Morland - bureau Paris Cedex 04 Tel : Services de l Urbanisme 17 boulevard Morland - bureau Paris Cedex 04 1 er, 8 e, 17 e arr. - Tel : e, 9 e, 18 e arr. - Tel : e, 19 e, 20 e arr. - Tel : e, 4 e, 11 e, 12 e arr. - Tel : e, 6 e, 13 e, 14 e arr. - Tel : e, 15 e, 16 e arr. - Tel : Conseil d'architecture d'urbanisme et de l'environnement (CAUE) de Paris 32 boulevard de Sébastopol Paris - Tel : contact@caue75.com - SDAP de Paris - Service Départemental de l'architecture et du Patrimoine 30a passage Dauphine Paris - Tel : Les espaces Info-Energie parisiens (EIE) Consultez la liste des espaces Info-Energie parisiens sur le site SITES UTILES : site de la ville de Paris - retrouvez le cahier de recommandations environnementales : site du Conseil d Architecture d Urbanisme et de l Environnement de Paris : l Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie a pour mission le développement de la maîtrise de l'énergie et le développement des énergies renouvelables. Vous trouverez en ligne sur ce site, les plaquettes d'information des particuliers en matière d'économie d'énergie. N o Azur : : site de Agence Nationale de l'amélioration de l'habitat de Paris (ANAH) : site de l'union Régionale des CAUE d'île-de-france. L'ABCDaire du particulier propose une centaine de fiches pratiques à consulter sur l'architecture, l'urbanisme et l'environnement : toutes les informations sur les subventions régionales, les engagements de la Région Île-de-France en matière d'économie d'énergie et d'énergies renouvelables : site Internet du Syndicat des Energies Renouvelables qui comprend les professionnels de cette corporation : site Internet regroupant les installateurs en matière d'énergies renouvelables ayant signé une charte de qualité (Qualisol, QualiPV, Qualibois, Qualipac ) : le Comité de Liaison des Energies Renouvelables est une association regroupant des professionnels et ayant pour mission d'informer et de développer les énergies renouvelables : l'institut National de l'energies Solaires est un institut de recherche qui a pour objectif de développer et de promouvoir l'énergie solaire en France : site de l'observatoire des Energies Renouvelables 7

8 *Coût d un appel local à partir d un poste fixe sauf tarif propre à votre opérateur Coûts et aides financières (en 2009) Les aides aux études L ADEME et le Conseil Régional d Île-de-France attribuent des aides pour un pré-diagnostic énergétique qui respecte le cahier des charges ADEME / Région. Les subventions peuvent atteindre 25% pour un diagnostic sur le solaire thermique et 40% pour le solaire photovoltaïque. Coût moyen d un chauffe-eau solaire En individuel, l'investissement pour des panneaux solaires thermiques est situé dans une fourchette de euros à euros pour 4 m 2 de capteurs en toiture (main d'oeuvre comprise, avant la déduction des différentes aides financières), permettant de chauffer un ballon de 200 litres d'eau chaude sanitaire (pour 3 à 4 personnes). Cependant, selon les projets, le coût des travaux de raccordement des panneaux est variable. Coût moyen d un chauffe-eau solaire collectif L'installation coûte entre 800 euros et 1500 euros par m 2 avec une surface de capteurs requise de 1 m 2 à 1,5 m 2 par appartement. Le retour sur investissement est estimé à 10 ans en moyenne. Coût moyen d un système photovoltaïque Le coût d'une installation complète (modules, support, régulation) dépend de sa taille, des contraintes architecturales et varie entre 600 euros et 1000 euros par m 2 installé. Compte tenu du coût d investissement actuel et des tarifs de rachat pratiqués, cet investissement sera rentabilisé en dix ans environ (aides comprises). Les aides financières à l investissement Le crédit d'impôt de l'état : 50% du coût du matériel. Les aides du Conseil Régional d Île-de-France équivalent à 50% du coût de la main d'oeuvre. Pour les copropriétés en immeubles collectifs, les aides sont de 400 euros/m² de capteur solaire installé. Les aides de l'anah Leur obtention dépend des conditions de ressources pour les propriétaires occupants et des conditions de location pour les propriétaires bailleurs. Ces primes sont attribuées pour des matériaux labellisés. Ces aides sont valables uniquement pour les résidences principales. La TVA à 5,5% Le taux réduit de TVA aux travaux d'économies d'énergie est de 5,5% (au lieu de 19,6%) pour les propriétaires occupants ou bailleurs, locataires ou occupants à titre gratuit, représentants d'un syndicat de propriétaires. Ce taux s'applique aux travaux d'amélioration, de transformation, d'aménagement et d'entretien (fourniture et pose) réalisés par une entreprise. Cette disposition s applique pour tout type de travaux de rénovation effectué par une entreprise en résidence principale comme en résidence secondaire. Les crédits à taux bonifiés Prêt à Taux Zéro (PTZ) Prêt d'accession Sociale (PAS) Prêt 1% logement Prêt à l'amélioration de l'habitat. Leur montant ou leur obtention dépend des conditions de ressources. Pour toutes les conditions d attribution consulter votre Espace info-énergie le plus proche. Retrouvez le Cahier de Recommandations Environnementales et toutes les fiches thématiques sur Dépôt légal en cours - Conception graphique : Mission Communication Toute l info sur la ville!