Installations photovoltaiques intégrées au batiment (BIPV)

Le photovoltaïque intégré au bâtiment ou BIPV (Building Integrated Photovoltaics) est une technologie consistant au remplacement de certains éléments constructifs du bâtiment ou de ses abords par d'autres éléments intégrant l'aspect photovoltaïque. Elle se trouve dans un secteur de niche et n'est envisagée encore qu'au cas par cas vu ses développements relativement récents et son coût important comparé aux technologies photovoltaïques traditionnelles. Cette page donne un aperçu des différentes typologies d'intégration et fournit des points d'attention pour leurs mise en œuvre.

Quelles fonctions constructives sont prises en charge par le BIPV ?

Les fonctions que la technologie BIPV peut prendre en charge en plus de la production électrique, sont diverses :

  • étanchéité à l'eau (neige, vent, etc.) ;

  • protection solaire ou ombrière ;

  • protection contre le bruit ;

  • vitrage et/ou verrière ;

  • sureté (clôture, garde-corps) ;

  • parement de façade ;

  • etc.

Quels sont les types d'intégration possibles pour le BIPV ?

Toiture

Toiture inclinée

Types de montage

Les panneaux photovoltaïques remplacent les éléments de couverture traditionnels (tuiles, ardoises, etc.). On distingue des montages en intégration ou en semi-intégration.

Montage en intégration

Montage en intégration NIT263 © CSTC

Les panneaux remplacent une ou plusieurs fonctions de la toiture (étanchéité à la pluie, etc.).

Montage en semi-intégration

Montage en semi-intégration NIT263 © CSTC

Des éléments placés sous les panneaux remplacent une ou plusieurs fonctions de la toiture (étanchéité à la pluie, etc.).

Fixation pour un montage en intégration

Fixation mécanique des cadres supportant les panneaux photovoltaïques soit directement dans la charpente, soit dans une pièce intermédiaire (voliges , etc.).

Fixation mécanique à l'aide d'un dispositif adapté au cadre
 

Fixation mécanique à l’aide d’un dispositif adapté au cadre NIT263 © CSTC

Fixation mécanique à l'aide d'un dispositif comparable à celui utilisé pour la fixation des vitrages en toiture

Fixation mécanique à l’aide d’un dispositif comparable à celui utilisé pour la fixation des vitrages en toiture NIT263 © CSTC
Etanchéité pour un montage en intégration

Le recouvrement ou l'emboitement des panneaux permet d'assurer l'étanchéité à l'eau dans le sens de la pente. Dans le sens transversal, ce sont généralement des profilés drainants propres à chaque dispositif qui permettent de récupérer l'eau.

Pour les raccords de tête entre la couverture de toiture et les panneaux photovoltaïques, soit l'eau est déviée sur les flancs de l'installation via un chéneau, soit elle poursuit son cheminement naturel sur les panneaux par l'intermédiaire d'une tôle de liaison.

Pour les raccords en pied de panneaux, l'étanchéité se fait soit par recouvrement du raccord d'étanchéité par le panneau (le plus simple), soit à l'aide d'un joint étanche entre le raccord et la couverture de toiture.

Pour les raccords latéraux, on utilise les raccords de type « noquet » généralement pour les ardoises et tuiles plates et les raccords continus généralement pour les tuiles à emboîtement.

Raccord latéral de type noquet

Raccord latéral de type noquet NIT263 © CSTC

Raccord latéral de type continu

Raccord latéral de type continu NIT263 © CSTC
Exemples de réalisation BIPV en toiture inclinée
Exemples de réalisation BIPV en toiture inclinée © elFrank70 / flickr
Exemples de réalisation BIPV en toiture inclinée © elFrank70/ flickr
Exemples de réalisation BIPV en toiture inclinée © eastpole / flickr
Exemples de réalisation BIPV en toiture inclinée © IRFTS Easy Roof / flickr

Installation d'une couverture de toiture BIPV avec joints debout

Installation d’une couverture de toiture BIPV avec joints debout Bâtiment Exemplaire Elia © Yvan Glavie
Installation d’une couverture de toiture BIPV avec joints debout Bâtiment Exemplaire Elia © Yvan Glavie
Installation d’une couverture de toiture BIPV avec joints debout Bâtiment Exemplaire Elia © Yvan Glavie

Pour de l'information sur les solutions photovoltaïques traditionnelles en toiture inclinée : Dispositif | Installations photovoltaïques surimposées en toitures inclinées

Toiture plate

Installations photovoltaïques intégrées au bâtiment : toiture plate Source : Evalon Solar © Bruxelles Environnement
Toiture plate © Ken Fields / flickr.com

Pour les toitures plates, il existe aussi des produits combinant isolation, étanchéité et système photovoltaïque au silicium amorphe.

Pour de l'information sur les solutions photovoltaïques traditionnelles en toiture plate : Dispositif | Installations photovoltaïques surimposées en toitures inclinées

Façade

Les panneaux photovoltaïques remplacent le parement de façade dans le cas de façades traditionnelles ou de mur rideau. Habituellement, un vide est prévu derrière les panneaux afin de favoriser la ventilation et l'écoulement de l'eau sans impacter les éléments d'isolation de la façade.

BIPV en façade

Façade © Björn Appel / wikimedia.org
Façade © Ibram Nobels / Bruxelles Environnement

Vitrage

Les panneaux photovoltaïques jouent le rôle de vitrage. La densité des cellules permet une plus ou moins grande transparence ce qui peut aussi avoir une fonction de protection solaire.

Vitrage © Tom Chance / wikimedia.org

Protection solaire

Les panneaux photovoltaïques jouent le rôle de protections solaires.

Protection solaire © 民谷 昌浩 / wikimedia.org
Protection solaire © 民谷 昌浩 / wikimedia.org
Protection solaire © Littleha / wikimedia.org

Autres types d'intégration

Balcons, clôtures

Les panneaux photovoltaïques peuvent être installés sur des éléments verticaux tels que les gardes-fous des balcons, clôture, etc. Dans ce cas des cellules bifaciales (actives des deux côtés) peuvent être utilisées pour augmenter la productivité.

Balcons © Johny M / flickr
Balcon © Pöllö / wikimedia.org

Carport

Les panneaux photovoltaïques peuvent servir de toiture au carport.

Carport Bâtiment Exemplaire Monnoyer © Yvan Glavie
Carport Bâtiment Exemplaire Monnoyer © Yvan Glavie

Panneaux colorés

Certains fournisseurs offre la possibilité d'avoir des panneaux colorés ou teintés.

Panneaux colorés © EPFL / Alain Herzog

Routes et pistes cyclables

Pour des parcelles dotées de routes ou de pistes cyclables, il existe à présent des produits BIPV pouvant remplir cette fonction.

Routes et pistes cyclables © Kumkum / wikimedia.org

Quels sont les avantages et inconvénients du BIPV par rapport à des installations photovoltaïques classiques ?

Avantages

Inconvénients

  • Intégration architecturale et esthétique ;

  • économies en matériau par la prise en charge de plusieurs fonctions constructives ;

  • préservation de la valeur patrimoniale du bâtiment ;

  • attractivité du bâtiment.

  • Rendement plus faible (ventilation des cellules plus complexe, angle et orientation moins optimales) ;

  • travaux d'installation et maintenance complexes ;

  • non adapté à un bâtiment existant sans rénovation lourde ; 

  • coût élevé.

Quels sont les points d'attention à prendre en compte avec le BIPV ?

  • Le BIPV remplace des éléments de construction traditionnels. Les fonctions remplacées doivent donc être assurées. La bonne conceptionen amont du projet etlamise en œuvre des éléments est essentielle, notamment en ce qui concerne l'étanchéité à l'eau ;
  • sélection d'un entrepreneur / installateur compétent et expérimenté avec la technologie retenue ;
  • le rendement des panneaux BIPV peut être impacté :

  • Les points d'attention décrits dans le dispositif | Installations photovoltaïques surimposées en toitures plates et inclinées, sont aussi valables pour les installations BIPV, notamment pour :

    • matériaux ;

    • remplacement d'un panneau ;

    • câbles électriques ;

    • percement.

Aller plus loin

Dans le Guide

Les questions suivantes en lien avec les panneaux photovoltaïques sont abordées dans d'autres sections du dossier | Produire de l'électricité verte : photovoltaïque et autres :

Pour des alternatives de production « d'énergie verte » :

Les dossiers suivants pourront être intéressants en fonction de la typologie BIPV choisie :

Autres publications de Bruxelles Environnement

Sites web

Sites présentant des photos ou descriptifs de différentes typologies BIPV :

Mis à jour le 08/02/2021