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20/04/2018

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Un module de calcul pour les ancrages des capteurs photovoltaïques sur toitures à versants

Pour éviter l’arrachement des capteurs photovoltaïques placés sur des toitures à versants, il convient non seulement de respecter certaines règles de mise en œuvre – décrites dans une NIT à paraître au sujet de l’implantation des panneaux solaires sur toitures inclinées –, mais aussi de dimensionner correctement leurs ancrages dans la structure du toit. Cet article traite du dimensionnement des ancrages et décrit le module mis au point par le CSTC pour les calculer.

Le dimensionnement des ancrages dépend de nombreux paramètres :
Sélection d’une zone géographique.
1 | Sélection d’une zone géographique.

Pour aider l’entrepreneur dans cette tâche complexe, le CSTC a mis en ligne un module de calcul qui permet de déterminer de manière simple et visuelle si la solution envisagée répond aux exigences de résistance et, dans le cas contraire, de savoir immédiatement quels sont les points à renforcer.

Le calcul des efforts du vent est réalisé suivant l’Eurocode 1 (NBN EN 1991-1-4), tandis que la résistance des ancrages et la répartition du vent sur les capteurs sont basées sur une méthode développée par le CSTC (*) et sur les prescriptions de la norme française NF P78-116.

Le module est dès à présent disponible à l’adresse suivante : www.cstc.be/go/module_pv.

Description du module de calcul

Le module, intégré à une page Internet, peut très facilement être consulté depuis n’importe quels ordinateur, tablette, smartphone, quels que soient leur type, leur âge ou leur système d’exploitation.

L’outil comprend quatre parties correspondant aux quatre niveaux de renseignements à fournir pour définir la résistance des ancrages : Pour chaque question, une aide interactive est prévue. Comme l’illustre la figure 1 à la page précédente, il suffit de cliquer sur la carte de Belgique pour sélectionner la zone où est situé le projet.

La capture d’écran illustrée à la figure 2 présente les paramètres des ancrages à introduire. On y retrouve notamment la longueur du crochet, le nombre et la position des vis d’ancrage dans la toiture, le nombre et la position des crochets sur les rails de support, …

Description des ancrages.
2 | Description des ancrages.

Lorsque tous les paramètres sont introduits, il ne reste plus qu’à cliquer sur le bouton ‘Calculer’ pour que le module vérifie la résistance des ancrages choisis. Une représentation de la toiture et des points d’ancrage apparaît alors (voir figure 3). Les crochets sont colorés en vert ou en rouge selon qu’ils sont suffisamment résistants ou non. Il est également possible de cliquer sur ‘Détails’ pour afficher le niveau de chargement de chacun des points d’ancrage et pour déterminer ceux qu’il convient de renforcer.

Présentation des résultats.
3 | Présentation des résultats.

A titre d’exemple, les résultats repris à la figure 3 concernent une maison de 15 m de haut située à Bruxelles et équipée de panneaux de 120 cm x 80 cm. Les crochets ont une longueur de 20 cm et une épaisseur de 5 mm. Deux rangées de trois vis de 4 mm de diamètre maintiennent le crochet dans la toiture. En procédant par essais et erreurs, l’utilisateur pourra facilement, en quelques minutes à peine, optimiser le nombre, le type et la position des ancrages. Dans le cas présent, il apparaît qu’utiliser des vis de 6 mm de diamètre ou installer huit ancrages par rails plutôt que six permet de satisfaire aux exigences.

G. Zarmati, ir., chef de projet, laboratoire Structures, CSTC


(*) Voir ‘Calcul au vent des ancrages des structures portantes des capteurs solaires’.