L’entreprise américaine S-5!, spécialisée dans les systèmes de fixation pour toitures métalliques, publie un livre blanc consacré à l’installation de panneaux photovoltaïques entre les pannes de la structure. Le document remet en question une règle de conception courante, selon laquelle les points de fixation devraient nécessairement se situer directement au-dessus des pannes pour assurer la résistance de l’ensemble.
Intitulé Solar Mounting Off Purlin on Metal Roof Sheeting, le document s’appuie, selon S-5!, sur des essais en laboratoire réalisés dans le cadre des codes et normes australiens du bâtiment, ainsi que sur des exemples de performances observées sur le terrain. Il ne présente pas une autorisation générale de fixer des panneaux n’importe où sur une toiture : la faisabilité reste liée au type de couverture, au dimensionnement et à la qualité de l’installation.
Une analyse centrée sur le chemin de charge
Le point central du livre blanc concerne la manière dont les charges sont transférées entre les modules photovoltaïques, les fixations, les panneaux métalliques et la structure porteuse. S-5! estime que la proximité immédiate d’une panne ne suffit pas, à elle seule, à déterminer la capacité d’un système. La répartition des efforts et la continuité du chemin de charge doivent également être prises en compte.
Le document examine notamment la résistance à l’arrachement sous l’effet du vent, la distribution des charges et le rôle structurel des éléments métalliques de couverture. D’après la société, ces aspects ont été étudiés à travers des essais statiques et cycliques, des tests sur des assemblages complets et des retours d’expérience issus d’installations exposées à des conditions météorologiques sévères.
Cette approche est particulièrement importante pour les toitures commerciales et industrielles, où les panneaux photovoltaïques ajoutent des charges permanentes et peuvent accroître les efforts d’arrachement lors d’épisodes venteux. Dans ces configurations, la résistance ne dépend pas uniquement de la fixation prise isolément, mais de l’interaction entre la couverture, les nervures ou joints, les accessoires et les éléments porteurs.
Deux familles de toitures métalliques
S-5! distingue deux grandes configurations de toitures métalliques. La première utilise des panneaux à joint debout, aussi appelés couvertures à fixation cachée. La seconde repose sur des panneaux à fixations apparentes. Dans les deux cas, le document considère que les joints ou les nervures qui relient l’égout au faîtage peuvent jouer un rôle structurel, sous réserve d’une conception adaptée aux caractéristiques du toit.
Cette distinction est déterminante pour le choix des accessoires. L’épaisseur de la tôle, la géométrie des nervures, les caractéristiques des fixations existantes, les portées entre pannes et les conditions de vent doivent être vérifiées avant toute installation. Les résultats présentés dans le livre blanc ne peuvent donc pas être transposés automatiquement à toutes les couvertures métalliques.
PVKIT 3.0 et Facet Mount
Les conclusions du document sont utilisées par S-5! pour étayer la conception de deux de ses solutions : le système photovoltaïque sans rails PVKIT 3.0 et le dispositif Facet Mount. Le PVKIT s’appuie sur des pinces ou des supports fixés sur les joints et les nervures afin de maintenir directement les cadres des modules, sans recourir à des rails continus.
Selon la description fournie par l’entreprise, les éléments de fixation peuvent être positionnés le long des joints ou des nervures, y compris au-dessus des pannes lorsque la configuration le permet. Le PVKIT 3.0 existe en version standard et avec une rehausse intégrée de 50 millimètres. Cette dernière crée un espace supplémentaire pour le passage des câbles et l’intégration de composants électroniques situés au niveau des modules.
Le Facet Mount est présenté comme une fixation en aluminium moulé sous pression destinée à offrir plusieurs possibilités de vissage. S-5! indique qu’il comporte 16 points de fixation, avec l’objectif de mieux répartir les efforts tout en préservant l’intégrité d’une membrane de toiture monocouche. Là encore, ces caractéristiques ne dispensent pas d’une étude du support et des conditions locales.
Une conclusion à encadrer par l’ingénierie
Le livre blanc fournit des éléments en faveur d’une fixation entre les pannes, mais il ne transforme pas cette configuration en solution universelle. La capacité réelle dépend du système de couverture, de la portée entre appuis, des charges de vent, des accessoires employés et des règles de construction applicables au projet.
Pour les installateurs et les bureaux d’études, l’intérêt principal réside donc dans la méthode proposée : évaluer l’ensemble du chemin de charge plutôt que de retenir la position des pannes comme seul critère. Les essais rapportés par le fabricant constituent des données techniques liées à ses produits et à des conditions précises. Une validation spécifique reste nécessaire avant tout déploiement sur une toiture donnée.
Source : S-5! challenges metal roof off-purlin solar mounting assumptions
