Installations photovoltaïques : Sol vs Toiture - Comment faire le meilleur choix ?

Photovoltaïque au sol ou en toiture : le guide complet pour faire le bon choix

Investir dans une installation photovoltaïque représente un choix stratégique pour réduire votre facture énergétique et contribuer à la transition écologique. Mais face aux multiples possibilités d'installation, comment déterminer si une solution au sol ou en toiture convient le mieux à votre situation ? Ce guide complet vous aide à comprendre les spécificités, avantages et inconvénients de chaque type d'installation pour faire un choix éclairé.

Figure 1 : Comparaison visuelle entre une installation photovoltaïque en toiture (à gauche) et au sol (à droite)

Les installations photovoltaïques en toiture

Les installations sur toiture constituent la solution la plus répandue pour les particuliers et les entreprises souhaitant produire leur propre électricité solaire.

Avantages des installations en toiture

• Optimisation de l'espace : Utilisation d'une surface déjà existante sans besoin d'espace supplémentaire
• Pas de consommation de terrain : Idéal pour les zones urbaines ou les propriétés avec espace limité
• Protection du bâtiment : Les panneaux protègent la toiture des intempéries et prolongent sa durée de vie
• Meilleure sécurité : Moins exposés aux risques de dommages ou de vol car moins accessibles
• Pas ou peu de démarches administratives : Généralement une simple déclaration préalable suffit
• Moindre coût d'installation : Structures de support plus simples et moins coûteuses

Inconvénients des installations en toiture

• Contraintes structurelles : Nécessité de vérifier la capacité portante de la toiture
• Orientation et inclinaison imposées : Dépendance de la configuration existante du toit
• Maintenance plus complexe : Accès difficile pour l'entretien et le nettoyage
• Risque de surchauffe : Ventilation moins efficace pouvant réduire légèrement le rendement
• Travaux plus délicats : Nécessité d'assurer l'étanchéité et risques liés au travail en hauteur

Le cas de la famille Bernard : Propriétaires d'une maison dans les environs de Liège, les Bernard ont installé 20 panneaux sur leur toiture orientée plein sud. Avec une puissance de 6 kWc, ils couvrent 70% de leurs besoins électriques annuels. "Nous n'avions pas de terrain disponible, mais notre toiture offrait des conditions idéales", témoigne M. Bernard.

"L'installation en toiture a été pour nous un choix évident. Sans sacrifier d'espace au sol, nous produisons maintenant notre électricité tout en protégeant notre toiture des intempéries. Le retour sur investissement est estimé à 8 ans, ce qui est très satisfaisant."
- Pierre Bernard, propriétaire à Liège

Les installations photovoltaïques au sol

Les installations au sol constituent une alternative intéressante, particulièrement pour ceux qui disposent d'un terrain suffisant ou dont la toiture n'est pas adaptée.

Avantages des installations au sol

• Orientation et inclinaison optimales : Liberté totale pour positionner les panneaux dans la configuration idéale
• Refroidissement naturel : Meilleure ventilation des panneaux augmentant le rendement
• Facilité d'entretien : Accès aisé pour le nettoyage et la maintenance
• Évolutivité : Possibilité d'agrandir l'installation plus facilement
• Compatible avec les systèmes de suivi solaire : Possibilité d'installer des trackers pour optimiser le rendement
• Installation possible même avec une toiture inadaptée : Solution pour bâtiments historiques ou toits fragiles

Inconvénients des installations au sol

• Consommation d'espace : Nécessité de disposer d'un terrain suffisant
• Coût plus élevé : Structures de support plus robustes et fondations nécessaires
• Contraintes administratives : Démarches d'urbanisme plus complexes selon la puissance et la hauteur
• Risques accrus : Exposition plus grande au vandalisme ou aux dommages accidentels
• Impact sur l'utilisation du terrain : Zone devenant difficilement utilisable pour d'autres activités
• Risque d'ombrage : Attention nécessaire à la végétation environnante et à sa croissance

L'expérience de M. Dupont, agriculteur : Dans le sud-ouest de la France, M. Dupont a installé une centrale au sol de 30 kWc sur une parcelle non cultivable de son exploitation. "J'ai choisi une installation au sol car mes hangars avaient des toitures vieillissantes. Cette solution me permet de valoriser un terrain improductif tout en bénéficiant d'un complément de revenu stable."

"L'installation au sol nous permet de maximiser la production grâce à une orientation idéale. Certes, l'investissement initial était plus important, mais la maintenance simplifiée et le rendement supérieur compensent largement ce surcoût à long terme."
- Jean Dupont, agriculteur dans le Lot-et-Garonne

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Comparaison technique : critères de choix entre sol et toiture

Orientation et inclinaison

L'orientation et l'inclinaison jouent un rôle crucial dans le rendement d'une installation photovoltaïque :

• En toiture : Vous êtes limité par la configuration existante du bâtiment, ce qui peut parfois compromettre le rendement optimal.
• Au sol : Vous pouvez choisir l'orientation idéale (généralement plein sud en France et en Belgique) et l'inclinaison optimale (environ 30° dans nos régions).

Dans certains cas, un écart d'orientation ou d'inclinaison par rapport à l'optimal peut réduire le rendement de 5 à 15%. Les installations au sol permettent donc généralement d'obtenir un meilleur rendement énergétique.

Gestion de l'ombrage

L'ombrage est l'un des principaux ennemis du rendement photovoltaïque :

• En toiture : Vigilance nécessaire vis-à-vis des cheminées, antennes, arbres à proximité ou bâtiments voisins.
• Au sol : Plus grande liberté pour s'éloigner des sources d'ombre, mais attention à la croissance de la végétation environnante.

Un ombrage, même partiel, peut réduire significativement la production : l'ombre sur seulement 10% d'un panneau peut diminuer sa production jusqu'à 50% en raison de l'effet en chaîne sur les cellules interconnectées.

Ventilation et température

La température affecte directement le rendement des panneaux photovoltaïques :

• En toiture : Proximité avec la surface du toit pouvant créer un effet de surchauffe, avec une perte d'efficacité estimée entre 0,3% et 0,5% par degré au-dessus de 25°C.
• Au sol : Meilleure circulation d'air permettant un refroidissement naturel plus efficace et donc un meilleur rendement, surtout pendant les périodes chaudes.

L'avantage de la ventilation pour les installations au sol peut représenter un gain de rendement de 3 à 8% sur l'année, particulièrement notable en été.

REMARQUE IMPORTANTE : Les coûts et rendements indiqués sont des moyennes et peuvent varier selon votre localisation, la qualité du matériel choisi et les spécificités de votre projet.

Cadre réglementaire et démarches administratives

En France

Pour les installations en toiture :

• Une déclaration préalable de travaux est généralement suffisante, quelle que soit la puissance.
• Dans les zones protégées (monuments historiques, sites classés), l'avis de l'Architecte des Bâtiments de France peut être requis.
• La loi Climat et Résilience de 2021 impose depuis le 1er janvier 2023 l'installation de panneaux solaires sur les nouveaux bâtiments commerciaux, hangars et parkings de plus de 500 m².

Pour les installations au sol :

• Pour une puissance <3 kWc et une hauteur <1,80 m : aucune démarche.
• Pour une puissance <3 kWc et une hauteur >1,80 m : déclaration préalable.
• Pour une puissance entre 3 et 250 kWc : déclaration préalable.
• Pour une puissance >250 kWc : permis de construire et éventuellement étude d'impact environnemental.

En Belgique

Pour les installations en toiture :

• En Wallonie : Généralement pas de permis nécessaire si les panneaux sont installés sur une toiture existante et ne dépassent pas de plus de 0,30 m la hauteur du toit.
• En Flandre : Pas de permis pour les installations sur toiture, sauf pour les bâtiments classés.
• À Bruxelles : Pas de permis pour les installations sur toiture plane non visibles depuis l'espace public.

Pour les installations au sol :

• En Wallonie : Permis généralement requis, sauf pour les installations de moins de 20 m² ne dépassant pas 1,50 m de hauteur.
• En Flandre : Permis nécessaire pour la plupart des installations au sol.
• À Bruxelles : Permis d'urbanisme requis pour toute installation au sol.

Dans tous les cas, il est recommandé de consulter le service d'urbanisme de votre commune avant d'entamer tout projet, car les règlements locaux peuvent comporter des spécificités.

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Analyse économique : investissement, rendement et retour sur investissement

Figure 2 : Comparaison graphique des coûts entre installations au sol et en toiture

Coûts d'installation

Les installations au sol sont généralement plus coûteuses que les installations en toiture, avec un surcoût moyen de 15 à 20%. Cette différence s'explique par :

• La nécessité de structures de support plus robustes
• Les travaux de terrassement et fondations
• Les raccordements électriques plus longs

Pour une installation de 3 kWc :

• Sur toiture : Entre 8 000 et 18 000 € TTC (selon la complexité du toit et la qualité des équipements)
• Au sol : Entre 9 500 et 21 000 € TTC (selon le type de terrain et la structure choisie)

Rentabilité et retour sur investissement

Malgré un coût initial plus élevé, les installations au sol peuvent offrir une meilleure rentabilité à long terme grâce à :

• Un positionnement optimal augmentant la production (jusqu'à 15% de rendement supplémentaire)
• Une meilleure ventilation réduisant les pertes liées à la chaleur
• Une maintenance plus simple et moins coûteuse
• La possibilité d'installer des systèmes de suivi solaire (trackers) augmentant encore la production

Étude de cas : Comparaison du retour sur investissement

Pour une installation de 6 kWc en France avec vente de surplus :

Bien que l'installation au sol présente un temps de retour légèrement plus long, elle générera davantage de revenus sur sa durée de vie totale. Sur 25 ans, l'installation au sol pourrait générer environ 3 000 à 5 000 € supplémentaires par rapport à l'installation en toiture.

Aides financières disponibles

En France :

• Prime à l'autoconsommation : Pour les installations ≤ 9 kWc, jusqu'à 330 €/kWc en 2025
• TVA réduite à 10% sur le matériel et l'installation pour les logements de plus de 2 ans
• TVA réduite à 5,5% pour les installations ≤ 9 kWc en autoconsommation avec dispositifs de gestion ou de stockage (depuis novembre 2024)
• Tarif d'achat pour l'électricité excédentaire injectée dans le réseau
• Aides locales : De nombreuses régions et communes proposent des subventions complémentaires

En Belgique :

• TVA réduite à 6% (au lieu de 21%) pour les installations sur des logements de plus de 10 ans
• Certificats verts : Bien que le système ait changé, certaines régions offrent encore des compensations
• Réduction d'impôt pour investissements économiseurs d'énergie
• Primes communales : Variables selon les localités
• Prêts à taux zéro : Comme le Rénoprêt proposé par la Société Wallonne du Crédit Social

"Nous avons été agréablement surpris par le montant des aides disponibles pour notre installation. La TVA réduite et la prime à l'autoconsommation ont représenté une économie d'environ 20% sur notre investissement total."
- Florence Martin, propriétaire d'une installation en toiture de 4,8 kWc

Impact environnemental et intégration paysagère

Impact visuel

• Installations en toiture : Généralement plus discrètes, surtout lorsqu'elles sont intégrées à la toiture, elles peuvent parfois même améliorer l'esthétique d'un bâtiment vieillissant.
• Installations au sol : Plus visibles, elles modifient davantage le paysage. Des solutions comme les haies végétales peuvent atténuer cet impact.

Biodiversité

• Installations en toiture : Impact quasiment nul sur la biodiversité locale.
• Installations au sol : Peuvent réduire l'espace disponible pour la végétation et la faune locale, mais des approches d'agrivoltaïsme permettent de combiner production d'énergie et agriculture.

Occupation des sols

• Installations en toiture : Ne consomment pas d'espace au sol, optimisation d'une surface déjà artificialisée.
• Installations au sol : Nécessitent environ 10 m² par kWc, posant la question de l'artificialisation des sols, particulièrement sensible dans les zones à forte pression foncière.

Des solutions innovantes comme l'agrivoltaïsme permettent de concilier production agricole et production d'électricité. Par exemple, des éleveurs utilisent l'espace entre les rangées de panneaux pour faire paître leurs moutons, qui entretiennent naturellement la végétation.

Solutions d'intégration

• Pour les installations en toiture : Tuiles solaires, panneaux intégrés au bâti, systèmes d'intégration simplifiée.
• Pour les installations au sol : Haies végétales, structures bicolores s'intégrant mieux au paysage, installations surélevées permettant la culture ou le pâturage en dessous.

Soucieux de l'esthétique de votre installation photovoltaïque ? Wattuneed propose une gamme complète de solutions d'intégration architecturale, du panneau classique aux tuiles solaires invisibles. Découvrez notre catalogue de solutions photovoltaïques élégantes et performantes.

Solutions pour différents profils d'utilisateurs

Pour les particuliers en résidentiel

• Option recommandée : Installation en toiture dans la majorité des cas
• Avantages spécifiques : Optimisation d'un espace déjà existant, intégration architecturale, simplicité administrative
• Puissance typique : 3 à 9 kWc
• Cas où privilégier le sol : Toiture mal orientée/ombragée, monument historique, toiture fragile ou amiantée

Conseil personnalisé : Pour une maison individuelle standard avec une toiture en bon état et correctement orientée, privilégiez l'installation en toiture pour sa discrétion et son coût optimisé.

Pour les agriculteurs

• Options recommandées : Installation sur hangars agricoles ou au sol selon l'exploitation
• Avantages spécifiques : Valorisation de terrains peu productifs, revenus complémentaires stables
• Puissance typique : 36 à 250 kWc
• Innovation à considérer : Agrivoltaïsme permettant de combiner culture ou élevage et production d'énergie

Conseil personnalisé : Les agriculteurs peuvent envisager des systèmes hybrides, avec une partie en toiture sur les bâtiments d'exploitation et une partie au sol sur des parcelles moins productives.

Pour les entreprises et commerces

• Option recommandée : Toiture des bâtiments, parkings avec ombrières
• Avantages spécifiques : Image écologique, autosuffisance énergétique, valorisation patrimoniale
• Puissance typique : 10 à 500 kWc
• Innovation à considérer : Ombrières de parking avec bornes de recharge pour véhicules électriques

Conseil personnalisé : Les entreprises disposant de grandes surfaces de toiture plane (entrepôts, usines) peuvent optimiser le rendement avec des structures légèrement inclinées orientées au sud, même si le bâtiment ne l'est pas.

Les innovations technologiques à considérer

Le secteur photovoltaïque évolue rapidement, avec des innovations qui peuvent influencer votre choix entre installation au sol ou en toiture :

Figure 3 : Installation au sol avec système de tracking (suiveur solaire) dans un environnement agricole

Systèmes de suivi solaire (trackers)

• Compatibilité : Principalement adaptés aux installations au sol
• Gain de production : +15 à 30% selon les technologies
• Coût supplémentaire : +30 à 60% sur l'investissement initial
• Types disponibles : Tracking mono-axe (est-ouest) ou bi-axes (est-ouest et inclinaison)

Les trackers sont particulièrement adaptés aux installations au sol car ils nécessitent un espace suffisant pour éviter que les panneaux ne se fassent de l'ombre entre eux lors de leur rotation. Wattuneed propose des suiveurs photovoltaïques 2 axes qui permettent d'optimiser significativement la production d'énergie solaire.

Figure 4 : Panneaux bifaciaux installés au sol avec surface réfléchissante pour optimiser le rendement

Modules bifaciaux

• Compatibilité : Sol et toiture, mais plus performants au sol
• Gain de production : +5 à 25% selon l'environnement
• Fonctionnement : Captent la lumière sur leurs deux faces (directe et réfléchie)
• Environnement optimal : Surfaces réfléchissantes (gravier clair, sable, neige)

Les modules bif