L’installation de panneaux photovoltaïques sur des charpentes industrielles de type fermette représente aujourd’hui plus de 60% des projets solaires résidentiels en France. Cette proportion croissante s’explique par la démocratisation de ces structures préfabriquées depuis les années 1980, mais soulève des questions techniques spécifiques concernant la fixation des modules solaires. La nature légère et optimisée de ces charpentes nécessite une approche particulière pour garantir la sécurité et la durabilité de l’installation photovoltaïque.
Les fermettes, constituées d’éléments en bois lamellé-collé ou en métal assemblés industriellement, présentent des caractéristiques mécaniques différentes des charpentes traditionnelles. Leur conception optimisée pour des charges nominales spécifiques impose une analyse structurelle rigoureuse avant toute intervention. L’ajout de panneaux solaires, représentant généralement 15 à 20 kg/m², doit être soigneusement évalué selon les normes européennes en vigueur.
Analyse structurelle des fermettes pour l’installation photovoltaïque
La première étape cruciale consiste à évaluer la capacité portante de la charpente existante. Cette analyse doit impérativement précéder tout projet d’installation photovoltaïque sur fermette, car les marges de sécurité intégrées dans ces structures industrielles sont généralement plus réduites que celles des charpentes traditionnelles.
Calcul de charge admissible selon les normes eurocodes
Les Eurocodes, et particulièrement l’EN 1991-1-1 relatif aux actions sur les structures, définissent les méthodes de calcul pour déterminer la charge admissible. Pour une fermette standard, la charge permanente supplémentaire ne doit pas excéder 10% de la charge initiale prévue. Cette marge de sécurité intègre non seulement le poids des panneaux mais également celui du système de fixation et des équipements associés.
Le calcul doit prendre en compte la répartition des charges sur l’ensemble de la structure. Une installation photovoltaïque de 20 m² représente approximativement 400 kg répartis sur la toiture, soit environ 20 kg/m². Cette charge doit être analysée en combinaison avec les charges d’exploitation (neige, vent) définies par la zone climatique du bâtiment selon la norme NF EN 1991-1-3.
Évaluation de l’entraxe des chevrons et dimensionnement des pannes
L’entraxe des chevrons dans une fermette varie généralement entre 40 et 80 cm, contre 35 à 50 cm pour une charpente traditionnelle. Cette différence impacte directement la stratégie de fixation des panneaux solaires. Un entraxe important nécessite l’utilisation de rails de montage renforcés ou la mise en place de chevrons supplémentaires pour optimiser la répartition des charges.
Les pannes, éléments horizontaux supportant les chevrons, doivent également faire l’objet d’une vérification spécifique. Leur section, généralement comprise entre 63×175 mm et 75×225 mm selon la portée, détermine la capacité de reprise des charges supplémentaires. Une analyse par éléments finis peut s’avérer nécessaire pour les portées importantes ou les configurations atypiques.
Vérification de la résistance aux surcharges climatiques
Les fermettes sont dimensionnées pour résister aux charges climatiques définies par la zone géographique
et au site d’implantation. En zone de montagne ou en façade littorale fortement exposée au vent, la combinaison des surcharges climatiques avec le poids du système photovoltaïque peut rapidement atteindre, voire dépasser, les hypothèses de calcul d’origine de la fermette. Il est donc indispensable de vérifier, avec l’aide d’un bureau d’études structure, que la somme des actions permanentes (poids propre + panneaux solaires) et variables (neige, vent) reste inférieure aux valeurs limites fixées par la norme NF EN 1991-1-3 pour la neige et NF EN 1991-1-4 pour le vent.
Dans la pratique, cela se traduit par des coefficients de majoration appliqués aux charges caractéristiques pour tenir compte des situations extrêmes. Vous habitez une zone fortement enneigée ou soumise à de violentes rafales de vent ? Dans ce cas, un recalcul complet de la charpente est fortement recommandé, même si celle-ci semble en bon état visuel. Mieux vaut anticiper un renforcement localisé (moisage, entretoises, doublage de fermettes) que découvrir, après coup, que la structure travaille au-delà de ses capacités.
Contrôle de la flèche maximale autorisée
Au-delà de la résistance pure, la déformation de la charpente (la flèche) est un critère essentiel pour la fixation de panneaux solaires sur fermette. Les Eurocodes et les règles de l’art imposent généralement une flèche maximale de l’ordre de L/300 à L/400 (L étant la portée) pour les éléments porteurs en bois, afin d’éviter les désordres visuels, les fissurations des plafonds ou les déformations de couverture.
L’ajout d’une installation photovoltaïque augmente les charges permanentes et peut donc majorer la flèche à long terme. Si la flèche calculée, charge solaire incluse, dépasse les critères admissibles, il faudra prévoir un renforcement : doublage des entraits, ajout de contrefiches, mise en place de pièces de moisage ou renforcement ponctuel des appuis. Une flèche excessive peut générer des désajustements au niveau des tuiles et provoquer des infiltrations, même si le système de fixation solaire est parfaitement posé.
On peut comparer cette notion de flèche à une étagère trop chargée : tant qu’elle reste droite, la situation est saine, mais dès qu’elle commence à se courber, tout ce qui est posé dessus devient vulnérable. C’est exactement la même logique pour vos panneaux photovoltaïques sur fermette : une charpente qui se déforme trop met en péril l’étanchéité, la fixation des rails et, à terme, la sécurité de l’installation.
Systèmes de fixation spécialisés pour charpentes industrielles
Une fois l’analyse structurelle validée, le choix du système de fixation devient la clé d’une installation réussie. Les charpentes industrielles de type fermette exigent des solutions spécifiquement adaptées au faible encombrement des bois, aux entraxes plus importants et aux contraintes d’étanchéité. Les fabricants de systèmes de montage photovoltaïque proposent aujourd’hui des gammes complètes pensées pour ces configurations.
L’objectif est double : assurer une répartition homogène des charges sur la fermette et limiter au strict minimum les points de percement de la couverture. Vous le verrez, les systèmes modernes combinent crochets intelligents, rails haute rigidité et accessoires d’étanchéité pour garantir la durabilité de la fixation de panneaux solaires sur fermette, même en conditions climatiques difficiles.
Crochets de toiture schletter et K2 systems pour tuiles mécaniques
Sur les toitures en tuiles mécaniques (plates ou à faible galbe), les crochets de toiture restent la solution de référence pour la pose en surimposition. Des marques comme Schletter ou K2 Systems ont développé des crochets spécifiquement étudiés pour les charpentes industrielles, avec des platines ajustables et des géométries adaptées aux tuiles modernes à emboîtement.
Les crochets K2 CrossHook ou les crochets Schletter Rapid2+ permettent, par exemple, de régler finement la hauteur et le déport pour éviter toute pression excessive sur les tuiles. Ils se fixent soit directement sur les chevrons/entraits de fermettes, soit sur des planches de renfort ajoutées entre deux éléments. Il est essentiel de respecter les couples de serrage préconisés par le fabricant et l’espacement maximal entre crochets, afin de garantir la tenue au vent de l’ensemble du champ photovoltaïque.
Un point clé souvent sous-estimé : la compatibilité entre le crochet et la tuile mécanique. Utiliser un crochet inadapté, trop haut ou mal positionné dans le canal d’écoulement, revient à coincer un pied de chaise sur un relief instable ; à la première sollicitation (vent, neige, dilatation), les contraintes se reportent sur la tuile qui peut se fissurer. D’où l’importance de choisir un système testé et validé pour votre modèle de tuile.
Rails de montage mounting systems et SolarEdge pour répartition des charges
Les rails de montage assurent la liaison mécanique entre les crochets et les panneaux. Dans le cas d’une fermette, où l’entraxe peut atteindre 80 cm, il est primordial de choisir des rails à haute inertie, capables de limiter la flexion entre deux points d’appui. Des fabricants comme Mounting Systems ou SolarEdge proposent des profilés aluminium renforcés spécifiquement dimensionnés pour ces configurations.
Ces rails sont généralement posés perpendiculairement aux chevrons, avec des éclisses de liaison pour garantir la continuité mécanique. Le dimensionnement (section du rail, entraxe des appuis, type de brides intermédiaires et finales) est déterminé grâce aux abaques fournis par les fabricants, qui intègrent les charges de vent et de neige selon la région. Vous bénéficiez ainsi d’une chaîne de fixation cohérente, depuis la fermette jusqu’au module photovoltaïque.
On peut voir le rail comme la « colonne vertébrale » du système : s’il est trop léger ou mal supporté, toute la structure manque de rigidité. À l’inverse, un rail correctement dimensionné répartit les efforts sur l’ensemble de la charpente et prolonge la durée de vie de la fixation de vos panneaux solaires sur fermette, tout en réduisant le risque de déformation locale de la couverture.
Fixations traversantes étanches pour couvertures métalliques
Sur une fermette supportant une couverture en bac acier ou en tôle nervurée, la logique de fixation diffère : on travaille souvent avec des vis traversantes qui se fixent directement dans les pannes ou dans des renforts en bois. Ces vis auto-foreuses sont équipées de rondelles d’étanchéité en EPDM ou en néoprène, garantissant la résistance aux infiltrations à long terme.
Les systèmes type « saddles » ou supports trapézoïdaux se vissent sur le sommet des nervures du bac acier, pour éviter les zones de ruissellement. Des rails aluminium viennent ensuite se fixer sur ces supports par boulonnage. Là encore, les fabricants fournissent des schémas de pose précis, indiquant l’espacement des vis de fixation traversante et la nature des renforts nécessaires dans le bois de la fermette.
Vous vous demandez peut-être si ces percements ne fragilisent pas l’étanchéité de votre toiture métallique ? Correctement posées, avec des rondelles compressées au couple adéquat et des vis inox ou acier zingué de qualité, ces fixations traversantes sont conçues pour durer autant que le bac acier lui-même. Le véritable risque provient plutôt des vis sous-dimensionnées, des joints mal serrés ou d’un non-respect des préconisations de pose.
Systèmes intégrés clenergy et esdec pour fermettes préfabriquées
Pour les projets neufs ou les rénovations lourdes de toiture, certains maîtres d’ouvrage privilégient des systèmes plus intégrés, combinant couverture et structure de fixation. Les solutions proposées par Clenergy ou Esdec (gammes type ClickFit ou FlatFix adaptées aux toitures inclinées) offrent des kits complets, pensés pour une mise en œuvre rapide sur charpente industrielle préfabriquée.
Ces systèmes intégrés de fixation de panneaux solaires sur fermette se composent de supports pré-percés, de rails légers, de crochets ou pattes de fixation et d’accessoires d’étanchéité coordonnés. L’avantage majeur est la compatibilité garantie entre tous les éléments, limitant les risques d’erreur de montage. Ils sont souvent accompagnés de notes de calcul et de dimensionnement standardisés, facilitant le travail du bureau d’études structure et l’obtention d’une assurance décennale.
Pour vous, particulier, cela se traduit par une chaîne de responsabilité plus claire : un seul fabricant pour l’ensemble de la solution de montage, et un installateur formé spécifiquement à ce procédé. C’est un peu comme acheter un kit complet plutôt que d’assembler soi-même des pièces de marques différentes ; vous gagnez en cohérence, en temps de pose et en sérénité sur le long terme.
Techniques d’ancrage renforcé dans le bois lamellé-collé
Les fermettes modernes utilisent fréquemment du bois lamellé-collé ou du bois reconstitué (LVL, poutres en I) pour optimiser la résistance mécanique tout en réduisant la consommation de matière. Cette particularité impose quelques précautions lors de l’ancrage des systèmes de fixation photovoltaïques, notamment pour éviter les fissurations, arrachements ou écrasements locaux du bois.
Première règle : toujours respecter les distances minimales aux bords et aux abouts des pièces bois prescrites par l’Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1) et par le fabricant des fermettes. Les vis à bois structurelles (type Heco, Würth, Spax) à filetage partiel ou total sont privilégiées, avec des longueurs permettant un ancrage suffisant dans la zone porteuse du lamellé-collé. Les vis à double filetage peuvent être intéressantes pour reprendre des efforts de traction importants, notamment en zone de vent fort.
Lorsque la charpente d’origine présente des sections limitées ou que les points d’ancrage nécessaires pour les crochets ne tombent pas sur des zones assez larges, des solutions de renforcement peuvent être mises en place : ajout de contreplaqué structurel vissé, moisage par planches jumelées de part et d’autre de la fermette, ou encore mise en place de platines métalliques de répartition. L’idée est de transformer un point de fixation ponctuel en zone d’appui plus large, afin de répartir les efforts dans la structure.
Enfin, le pré-perçage du bois lamellé-collé est parfois recommandé pour éviter l’éclatement des couches externes, notamment près des extrémités. Pensez à considérer le bois comme un matériau vivant : il gonfle, se rétracte, travaille avec l’humidité. Utiliser des vis et ancrages homologués pour le structurel bois, plutôt que de la simple visserie de bricolage, fait toute la différence sur la tenue de la fixation de panneaux solaires sur fermette sur plusieurs décennies.
Étanchéité et calfeutrement des points de percement
La performance mécanique ne suffit pas : une installation photovoltaïque réussie sur fermette doit également préserver, voire améliorer, l’étanchéité de la toiture. Chaque percement, chaque passage de crochet ou de vis est un point potentiel d’infiltration. C’est pourquoi les systèmes de montage sérieux intègrent des accessoires spécifiques de calfeutrement, adaptés au type de couverture (tuiles, bac acier, membranes synthétiques, etc.).
On peut comparer l’étanchéité à la peau d’un bateau : un trou minuscule, mal colmaté, peut à terme provoquer des dégâts bien plus importants que sa taille ne le laisse imaginer. Dans le cas d’une toiture sur fermette, les infiltrations peuvent dégrader l’isolant, fragiliser le bois lamellé-collé et remettre en cause la garantie décennale. D’où l’importance de recourir à des produits d’étanchéité adaptés (mastics, solins, écrans sous-toiture) et à une mise en œuvre conforme aux DTU.
Application de mastics polyuréthane sikaflex sur membranes EPDM
Sur les toitures plates ou à faible pente équipées de membranes EPDM, TPO ou PVC, l’installation de supports photovoltaïques nécessite un soin tout particulier. Les plots ou rails soudés directement sur la membrane doivent être complétés par un calfeutrement périphérique, souvent réalisé avec des mastics polyuréthane de type Sikaflex, compatibles avec le support et résistants aux UV.
Le principe est simple : créer une barrière continue autour des points de fixation, capable de suivre les dilatations et mouvements de la membrane sans se fissurer. Le mastic est appliqué après un nettoyage soigné de la surface, sur un support sec et sain, en respectant les épaisseurs minimales recommandées par le fabricant. Une spatule peut être utilisée pour lisser et assurer une parfaite adhérence.
Vous avez une toiture plate sur fermette avec membrane EPDM et vous craignez les percements ? Il est souvent possible d’opter pour des systèmes lestés (bacs ou châssis) limitant les points d’ancrage, complétés par un cordon de Sikaflex aux endroits stratégiques. Là encore, une bonne coordination entre l’étancheur et l’installateur photovoltaïque est indispensable pour garantir la pérennité de l’ensemble.
Pose d’écrans de sous-toiture HPV perméables à la vapeur
Sur les toitures en tuiles ou en ardoises, l’écran de sous-toiture joue un rôle de seconde barrière d’étanchéité. Les écrans HPV (Haute Perméabilité à la Vapeur) sont aujourd’hui privilégiés, car ils permettent l’évacuation de la vapeur d’eau intérieure tout en bloquant les entrées d’eau accidentelles (poussières de neige, pluie battante, condensation sous les tuiles).
Lors de la fixation de panneaux solaires sur fermette, l’écran de sous-toiture peut être localement percé pour le passage des crochets. Il est alors impératif de réaliser un traitement soigné de ces traversées : manchons auto-adhésifs, bandes d’étanchéité spécifiques ou œillets préfabriqués, selon les systèmes. L’objectif est de conserver une continuité de la fonction pare-pluie, même en présence de nombreux points d’ancrage.
Un écran HPV bien posé agit un peu comme un imperméable respirant : il laisse sortir l’humidité produite par la maison, mais empêche l’eau extérieure de pénétrer. En combinant cet écran avec un système de fixation photovoltaïque adapté et des crochets correctement positionnés, vous maximisez la protection de votre charpente en fermette contre les désordres liés à l’humidité.
Installation de solins plomb et zinc pour évacuation pluviale
Les solins, qu’ils soient en plomb, zinc ou aluminium laqué, assurent la jonction étanche entre la couverture et les éléments rapportés (cheminées, fenêtres de toit, acrotères… et dans certains cas structures photovoltaïques intégrées). Pour une installation solaire en surimposition, leur rôle est surtout de canaliser les eaux autour des zones sensibles et d’éviter les stagnations.
Dans le cas d’une intégration partielle ou de modifications locales de la couverture pour le passage de rails ou de structures spécifiques, la mise en œuvre de solins adaptés devient incontournable. Ils sont façonnés pour épouser le relief des tuiles ou du bac acier, puis scellés ou sertis selon les règles de l’art. Un pliage mal conçu ou une pente insuffisante peuvent créer des poches d’eau, premières causes de fuites à moyen terme.
Vous l’aurez compris : la fixation de panneaux solaires sur fermette ne se résume pas à poser des rails sur quelques crochets. C’est un véritable travail de couverture, qui nécessite de maîtriser le comportement de l’eau sur le toit et de guider intelligemment son évacuation, grâce à des solins correctement dimensionnés et posés.
Conformité réglementaire et certifications requises
Au-delà des aspects techniques, une installation photovoltaïque sur charpente de type fermette doit répondre à un ensemble de normes et de certifications. Ces exigences ne sont pas là pour compliquer votre projet, mais pour garantir la sécurité des personnes, la durabilité de l’ouvrage et la bonne prise en charge par les assurances en cas de sinistre.
Respect des DTU, application des Eurocodes, intervention d’un bureau d’études structure, qualification de l’installateur… autant d’éléments qui, mis bout à bout, font la différence entre une simple pose de panneaux et une véritable installation professionnelle. Vous vous demandez comment vérifier tout cela concrètement ? Les paragraphes suivants détaillent les points de vigilance à connaître avant de signer un devis.
Respect du DTU 43.5 pour installations photovoltaïques
Le DTU 43.5 encadre les travaux d’étanchéité associés aux installations photovoltaïques, en particulier sur éléments porteurs en maçonnerie ou en bois avec isolant thermique. Même si votre toiture sur fermette n’est pas une toiture-terrasse au sens strict, les principes de ce DTU inspirent largement les règles de mise en œuvre des procédés solaires en toiture, notamment en matière de traversées et de relevés d’étanchéité.
Concrètement, cela signifie que les systèmes de fixation utilisés (plots, rails, supports) doivent être compatibles avec la nature de l’étanchéité en place et, idéalement, bénéficier d’un Avis Technique ou d’un Document Technique d’Application (DTA) délivré par le CSTB. Pour vous, c’est l’assurance que le procédé a été testé en conditions réelles (résistance mécanique, vent/pluie, UV, cycles thermiques) et qu’il est reconnu par les assureurs.
Un installateur qui s’affranchit du cadre du DTU 43.5 prend le risque de voir sa responsabilité engagée en cas de désordre, et vous avec lui. N’hésitez pas à demander, lors de l’étude de votre projet, la référence exacte du procédé de montage photovoltaïque utilisé et son éventuel Avis Technique CSTB.
Validation par bureau d’études structure selon NF EN 1991-1-4
La norme NF EN 1991-1-4, partie des Eurocodes, traite spécifiquement des actions du vent sur les structures. Pour une toiture légère sur fermette, ces efforts peuvent être déterminants, notamment en zone littorale, en altitude ou sur des bâtiments très exposés. L’installation de panneaux solaires modifie le comportement aérodynamique de la toiture et peut augmenter significativement les pressions et dépressions exercées sur la charpente.
C’est pourquoi, pour toute installation de puissance significative ou située en zone de vent fort, la validation par un bureau d’études structure (BET) est vivement recommandée, voire exigée par certains assureurs. Le BET vérifie que la fixation de panneaux solaires sur fermette respecte les combinaisons de charges (poids propre, neige, vent) imposées par les Eurocodes, et préconise si besoin des renforts ou des ancrages supplémentaires.
On peut comparer le rôle du BET à celui d’un architecte naval pour un bateau : il s’assure que la coque, le gréement et la charge embarquée resteront stables, même par gros temps. Sans cette validation, l’installation peut sembler tenir le coup en apparence, mais se révéler sous-dimensionnée lors d’un épisode climatique extrême.
Certification Qualit’ENR et formation Quali’PV pour installateurs
Enfin, la compétence de l’installateur est un maillon essentiel de la chaîne. En France, la qualification Quali’PV, délivrée par l’organisme Qualit’ENR, atteste que l’entreprise possède les compétences techniques et administratives nécessaires pour réaliser des installations photovoltaïques conformes aux règles de l’art. Elle est par ailleurs indispensable pour que vous puissiez bénéficier de nombreuses aides publiques (prime à l’autoconsommation, tarifs d’achat réglementés, etc.).
Une entreprise qualifiée Quali’PV a suivi une formation spécifique, met à jour régulièrement ses connaissances et s’engage à respecter une charte de qualité. Cela concerne autant le dimensionnement électrique que la fixation mécanique des panneaux solaires sur fermette et la gestion de l’étanchéité. En cas de contrôle ou de litige, cette qualification constitue un gage de sérieux et de traçabilité.
Avant de vous engager, prenez donc le temps de vérifier la validité de la qualification Quali’PV de votre installateur sur le site de Qualit’ENR, et demandez-lui quelles références il possède sur des projets similaires au vôtre (même type de fermette, même couverture, même zone de vent/neige). Vous aurez ainsi toutes les cartes en main pour sécuriser votre projet et profiter sereinement de votre production photovoltaïque pendant 25 à 30 ans.