Analyse des sinistres photovoltaïques : l’insuffisance de compétence des entreprises.
Après avoir publié un article sur le Photovoltaïque et le démarchage à domicile d’entreprises peu responsables issu d’une enquête menée par l’association de consommateurs UFC-Que Choisir, faisant état de 2500 dossiers rassemblés mettant en cause des entreprises ‘spécialisées’ du photovoltaïque, un état des lieux des pathologies constatées sur des installations photovoltaïques en toiture mises en œuvre entre 2008 et 2012 en France a été réalisé par le Groupe Saretec.
Cet état des lieux a été réalisé sur la base de 195 rapports d’expertise collectés par le Dispositif Alerte. Ainsi l’émergence d’entreprises, peu responsables, non issues du monde de la construction a fortement contribué à déstabiliser le marché.
Il nous parait nécessaire de préciser également que les incitations financières ont créé un effet d’aubaine qui a favorisé en 2009-2010 l’émergence . Désormais, le marché s’est stabilisé et la filière photovoltaïque s’est structurée.
Avec une croissance importante ces dix dernières années, le parc solaire photovoltaïque a atteint fin 2012 une puissance totale raccordée de 4 GW.
L’intégration au bâti joue un rôle essentiel dans les sinistres affectant les installations photovoltaïques.
La définition apportée par le Législateur a évolué dans le temps pour aboutir, aujourd’hui, à des critères très stricts.
L’annexe de l’arrêté du 10 juillet 2006 :
« Ils (les tarifs) peuvent inclure une prime à l'intégration au bâti appelée I, applicable lorsque les équipements de production d'électricité photovoltaïques assurent également une fonction technique ou architecturale essentielle à l'acte de construction. Ces équipements doivent appartenir à la liste exhaustive suivante :
- toitures, ardoises ou tuiles conçues industriellement avec ou sans supports ;
- brise-soleil ;
- allèges ;
- verrière sans protection arrière ;
- garde-corps de fenêtre, de balcon ou de terrasse ;
- bardages, mur rideau. »
L’arrêté du 12 janvier 2010 a redéfini les règles d’éligibilité à la prime d’intégration au bâti ou à la prime d’intégration simplifiée. Aux critères techniques, ont été ajoutés des critères d’usage du bâtiment.
Les équipements doivent :
- remplacer des éléments du bâtiment,
- assurer le clos et le couvert,
- assurer une fonction d’étanchéité,
- être installés dans le plan de la toiture (intégration au bâti),
- être parallèles au plan de la toiture (intégration simplifiée au bâti),
- avoir une puissance supérieure à 3Kwc (intégration simplifiée seulement).
Et le bâtiment doit :
- être clos et couvert sur toutes ses faces latérales (critère pour intégration au bâti seulement) ;
- assurer la protection des personnes, des biens, des animaux ou des activités ;
- être achevé depuis plus de 2 ans pour les bâtiments non résidentiels (sont considérés comme non résidentiels les granges, garages, autres bâtiments de stockage non accolés ou ne faisant pas partie intégrante d’une maison).
L’analyse des sinistres fait paraître que sur la base de la date de réalisation des installations sinistrées, on constate que leur nombre est plus important en 2009 et 2010, années où le prix d’achat était particulièrement incitatif et où la France a connu un fort développement de cette filière, avec un doublement de la puissance installée chaque année.
Fin 2010, le secteur des maisons individuelles a subi une forte baisse du crédit d’impôt d’aide au photovoltaïque qui a eu pour conséquence une importante chute des ventes.
Par ailleurs, elle observe que l’évolution du nombre d’installations sinistrées a suivi l’évolution du nombre d’installations vendues. Leur nombre a donc baissé en 2011 et 2012.
Dans la plupart des dossiers, les sinistres sont apparus dans les 24 mois suivant la fin des travaux. Ceci explique le peu de sinistres sur des installations réalisées en 2011 et 2012, où les pathologies n’ont pas encore été révélées.
Typologie des installations sinistrées
Destination des bâtiments
- 115 sinistres affectent des installations sur des habitations individuelles.
- sur les 75 sinistres restants, la majorité concerne des bâtiments agricoles (51 dossiers) puis dans de moindres proportions de bâtiment industriels, commerciaux, sportifs,
Nature des travaux
Dans 140 dossiers, il s’agit d’installations implantées sur des bâtiments existants. 112 sinistres concernent des bâtiments d’habitation.
Les installations sur des bâtiments neufs concernent pour moitié des centrales de production de forte puissance (entre 100 Kwc et 3000 Kwc).
Elles sont implantées majoritairement sur des bâtiments agricoles (37 dossiers) construits à cet effet.
A l’exception, notamment, des ERP où le contrôle technique est obligatoire, peu d’opérations sont soumises à l’examen d’un contrôleur technique.
Dans 35 dossiers, un contrôleur technique est intervenu :
- 32 pour des constructions neuves,
- 3 sur des bâtiments existants. Il s’agit principalement d’installations photovoltaïques de puissance importante (supérieure à 100 Kwc).
L’impact des travaux de mise en œuvre d’une centrale photovoltaïque et les modifications de charges sur l’ouvrage existant sont donc très rarement examinés et pris en compte.
Sur seulement 3 constructions existantes, 2 bâtiments industriels et un bâtiment agricole, une étude de la compatibilité de la structure existante avec les travaux envisagés a été réalisée.
Cette situation s’explique par le fait que les installations sur des bâtiments existants concernent majoritairement des habitations individuelles, pour lesquelles l’intégration de la centrale photovoltaïque en toiture est réalisée généralement par une seule entreprise.
Pour autant, certains procédés peuvent générer des contraintes sur la structure existante et nécessite des vérifications préalables et une mise en œuvre scrupuleuse.
Coût des travaux réalisés :
Conception des installations
Pour tenter d’opérer une répartition des installations intégrées au bâti ou intégrées simplifiées, en sus des éléments techniques contenus dans les rapports examinés, nous nous sommes référés aux Avis techniques et Pass innovation des dispositifs qui en faisaient l’objet.
L’analyse a été réalisée sur les critères techniques exclusivement. Elle n’a pas retenu l’ensemble des critères définis dans l’arrêté du 12 janvier 2010, notamment l’usage du bâtiment, la puissance de l’installation et sa localisation qui n’ont d’impact que sur le tarif d’achat et non sur l’étude de pathologie des installations.
Sur les 195 dossiers :
- 143 dossiers concernent des installations intégrées simplifiées, principalement sur des bâtiments d’habitation, dont :
* 73 ont un Pass Innovation :
< 22 et 19 sinistres concernent respectivement 2 systèmes sous Pass Innovation
< 16 sinistres concernent des systèmes sous 4 Pass Innovation différents
* 2 sont sous Avis Technique.
- 48 installations intégrées au bâti, principalement implantées sur des hangars, bâtiments industriels ou entrepôt, dont :
* 1 système a un Pass Innovation
* 24 sont sous Avis Technique
- 1 système en surimposition (installation en terrasse).
Facteurs aggravants potentiels recensés
L’analyse des 195 dossiers sinistres a mis en évidence différents facteurs ayant un rôle aggravant dans la réalisation des sinistres affectant les installations photovoltaïques en toiture.
* l’absence ou l’insuffisance de compétence des entreprises intervenant sur des ouvrages existants :
• mauvais calepinage entraînant un défaut de recouvrement entre le dispositif et la toiture. Défaut récurrent constaté pour les toitures équipées de tuiles canal.
• Absence de prise en compte des charges supplémentaires induites par l’installation qui impactent la stabilité de la structure existante.
* non-respect des préconisations de conception ou de mise en œuvre figurant aux Avis Techniques, Pass Innovation ou notice d’installation :
• absence de prise en compte des contraintes supplémentaires sur la structure,
• mise en œuvre avec un outillage inadéquat (serrage à la clef dynamométrique non respecté,..)
• élément de fixation inapproprié (clous au lieu et place de vis auto-taraudeuses....).
* non-respect des normes :
• non-respect du guide UTE C 15-712-1.
* absence de maintenance des installations :
• non-respect du guide UTE C 15-712 et de la norme C 15-100.
Facteurs aggravants potentiels liés au type d’installation
Bien que nous ayons trouvé peu de données en France sur des sinistres en installation photovoltaïque surimposée, nous avons tenté d’identifier les éléments qui, dans les différents systèmes, peuvent constituer d’éventuels facteurs aggravants dans la réalisation de sinistres.
* Défauts d’étanchéité :
- Les installations surimposées ne jouant aucun rôle de clos et couvert du bâtiment, elles présentent à l’évidence un avantage indéniable et sont génératrices de peu de sinistres de ce type.
Seule une mauvaise mise en œuvre des pates de fixation du cadre sur la structure porteuse peut être à l’origine d’infiltrations ponctuelles.
- Pour les systèmes intégrés au bâti qui assurent l’étanchéité du bâtiment, l’absence d’entretien des installations constitue un facteur aggravant des sinistres d’étanchéité. L’accumulation de poussières, feuilles, peuvent obstruer les profilés drainants et entraîner à moyen et long terme des infiltrations.
* Solidité de l’ouvrage :
- Les systèmes surimposés présentent un risque plus grand pour la stabilité et la solidité de l’ouvrage.
Leur implantation sur des ouvrages existants génère des charges supplémentaires à la structure. Une étude de l’incidence de ces charges nouvelles sur les éléments porteurs existants est incontournable.
- Sont également à considérer les conditions climatiques (vent, neige) qui peuvent endommager la structure et l’installation.
* Dysfonctionnement électrique et incendie :
- L’espace entre la toiture et les capteurs des systèmes surimposés permet d’assurer une ventilation naturelle des systèmes de nature à limiter le risque d’échauffement et en cas, d’incendie ayant pour origine un départ de feu au niveau des panneaux eux-mêmes, le revêtement de la toiture (tuile, ardoise...) peut jouer un rôle de pare-feu, même si la lame d’air a un effet « cheminée ».
- A l’inverse, en cas d’incendie, les systèmes intégrés favorisent la pénétration du feu à l’intérieur des bâtiments.
Les sinistres générateurs d’incendie se produisent essentiellement en pleine journée où les panneaux sont en production maximale, ce qui induit un important échauffement des connexions électriques. Dans les sinistres ayant pour origine un défaut du boîtier de connexion, il apparaît que les installations intégrées jouent un rôle important dans l’importance et la propagation des sinistres d’incendie.
Les boîtiers de connexion, en plastique, sont en contact direct avec le film d’étanchéité.
L’échauffement puis la combustion des boîtiers entraîne une inflammation du film qui favorise la propagation de l’incendie en sous face de la toiture.
- La difficulté de maintenance et d’entretien des éléments électriques (connexions, boitiers, câbles..) inaccessibles une fois les panneaux installés, l’absence de dispositifs de sécurité ou d’alerte sur des dysfonctionnements favorisent les risques d’incendie.
Une vérification régulière des câbles, du serrage des connexions, des fusibles et disjoncteurs ainsi que des onduleurs (empoussièrement des orifices de ventilation à l’origine de surchauffe) sont de nature à diminuer ces risques.
Ces vérifications, dont le coût peut être élevé en raison des difficultés d’accès selon le type d’installation, n’ont aucun caractère obligatoire et ne sont pas souvent, sinon rarement, réalisées.
La composition des matériaux joue également un rôle important dans la propagation des incendies et donc sur la sécurité des personnes, notamment pour les installations sur les bâtiments d’habitation.
Facteurs aggravants liés aux produits
En 2010, Ineris et le CSTB ont établi un rapport sur les risques d’incendie liés à l’installation et l’utilisation de panneaux photovoltaïques sur différents types de bâtiments, (ERP, habitations, industriels).
Ce rapport a mis évidence le rôle dans la conception des produits (cellules encapsulées entre deux vitrages, avec un vitrage en face supérieure et un film polymère en sous face..), des matériaux (inflammabilité), l’incidence des types de supports (charpente bois, métallique...) ainsi que la configuration des systèmes (mise en œuvre sur liteaux, bac acier,...) dans les sinistres d’incendie.
Les essais réalisés ont notamment révélé que l’importance de l’incendie et la propagation du feu varie selon la conception des modules installés, leur mode de mise en œuvre (kit d’intégration, écran sous toiture..) et la nature des matériaux à proximité (charpente bois, type d’étanchéité...)
Les essais réalisés sur une maquette d’habitation, ont montré que les panneaux jouaient un rôle négatif dans l’augmentation de la température dans les combles. La température critique pour les occupants a été atteinte 2 fois plus vite en raison de la combustibilité élevée de l’étanchéité préconisée par le fournisseur.
Dans les bâtiments d’habitation, le pouvoir calorifique des éléments peut s’avérer très important en raison de la nature des différents éléments support de l’installation : charpente bois, présence potentielle d’isolation combustible telle que le polystyrène, support et cadres des modules, de boîtiers de connexion arrières en PVC.
Les préconisations des fabricants doivent donc s’étendre à l’ensemble du dispositif mis en œuvre sur l’existant et ne pas se limiter aux seuls panneaux photovoltaïques.
Il en est de même pour les processus d’évaluation et de contrôle des produits et dispositifs.
A la lumière des sinistres, qu’ils aient pour origine une défaillance humaine ou un défaut du produit, les processus dévaluation et de contrôle apparaissent insuffisants.
- Les Pass Innovation lancés en 2008 devaient être une étape facultative, préparatoire à l’Avis Technique. Ils permettent d’obtenir, dans un délai d’instruction rapide à un coût raisonnable, une évaluation technique, valable 2 ans, d’un produit mis sur le marché.
Les évaluations techniques traitent principalement l’aspect solidité du couple module/système d’intégration sur la structure. Sur la sécurité électrique du champ photovoltaïque, nous avons relevé dans des Pass Innovation qu’ils renvoyaient d’une part à la conformité des modules à la norme NF EN 61646 et précisaient que dans le cadre d’une évaluation ultérieure de type Avis Technique, les câbles utilisés, la nature et l’indice de protection électrique des connecteurs devront être définis.
- Quant à la certification des modules, les tests réalisés en laboratoire ne sont pas représentatifs de leur comportement in situ.
La norme IEC 61-215 parue en 2005 a été établie à partir des retours d’expérience des champs photovoltaïques au sol.
Il est établi aujourd’hui que la température en sous face des panneaux mis en œuvre en toiture pouvait atteindre des températures largement supérieures aux 85°C des essais réalisés.
Les intervenants – leur métier – leurs compétences
La mise en œuvre de panneaux photovoltaïques en toiture fait appel à deux compétences, celle de couvreur (surtout sur les ouvrages existants) et celle d’électricien pour la connexion des panneaux à l’installation, le raccordement à l’onduleur et à l’installation électrique.
Il apparait que les installations sont souvent mises en œuvre par une seule entreprise : les petites entreprises sur le marché du résidentiel et les moyennes et grosses entreprises sur les installations importantes.
Sur les 195 installations photovoltaïques, 134 ont été réalisées par des entreprises différentes.
Les entreprises, une vingtaine, ayant réalisé plusieurs installations ont généralement mis en œuvre le même produit sur un même type de bâtiment.
Les désordres affectant leurs installations sont identiques et trouvent leur origine dans la même cause, principalement un défaut d’exécution.
- 122 installations ont été réalisées par des SARL, EURL...
o dont 40 ont été mises en liquidation judiciaire ou ont été radiées dans les 24 à 48 mois après la fin des travaux.
o Parmi les 80 encore en activité,
46 entreprises ne semblent disposer d’aucune qualification spécifique
21 sont titulaires du certificat QualiPV, qui peut être obtenu. Il s’agit notamment d’entreprises ayant réalisé des installations en 2010 et 2011.
13 entreprises affichent sur leur site avoir la qualification QualiPV, sans être, a priori, titulaires du certificat.
- 68 installations ont été réalisées par des SAS, SNC...parmi lesquelles figurent de grands groupes de la filière énergie par le biais de leurs filiales ou encore des entreprises spécialisées qui ont développé un produit ou un procédé photovoltaïque.
o 6 ont fait l’objet d’une liquidation judiciaire ou d’une radiation moins de 4 ans après la fin des travaux.
O Parmi les 62 entreprises encore en activité, nous avons trouvé un certificat QualiPV pour 8 d’entre elles.
Ce constat peut s’expliquer par le fait que la qualification QUALIPV est centrée sur l’habitation et le résidentiel avec des installations de puissance < 9 Kwc.
La qualification QualiPV, délivrée par Qualit’Enr est composée de deux modules :
- QualiPV module Bat, attribué à des entreprises disposant de moyens en interne pour installer dans le respect des règles de l'art, la partie intégration au bâti de tous types de systèmes photovoltaïques raccordés au réseau électrique dans l'habitat individuel et sur le territoire français.
- QualiPV module Elec, attribué à des entreprises Qualisol disposant de moyens en interne pour installer dans le respect des règles de l'art, la partie électricité de tous types de systèmes photovoltaïques raccordés au réseau électrique dans l'habitat individuel et sur le territoire français.
Cette qualification délivrée sur la base de 4 ans fait l’objet d’un renouvellement annuel.
Un audit d’une installation, pour chaque entreprise qualifiée, est réalisé dans les 24 mois suivant sa qualification.
En outre, elles doivent faire l’objet d’un audit satisfaisant dans la période de 4 ans.
En 2012, les 294 audits réalisés sur des installations mises en œuvre par des entreprises qualifiées ont montré que pour 77,6 % des installations, les prestations étaient excellentes ou satisfaisantes et que 15,3 % de prestations étaient insuffisances (une non-conformité majeure ou plusieurs non conformités mineures remettant en cause le bon fonctionnement de l’installation).
7,1 % de prestations se sont révélées défaillantes.
Depuis 2010, 3000 audits ont été réalisés dans le domaine photovoltaïque et la proportion d’audits non satisfaisants à notablement diminué ; elle est passée de 12 % en 2010 à 7,1 % en 2012.
Par contre, le nombre de qualifications demandées, et délivrées, suit la conjoncture de la filière photovoltaïque; En 2012, il a chuté de 52 % et à octobre 2013, environ 1.000 entreprises sont qualifiées QualiPV.
La qualification des entreprises est d’autant plus importante, qu’en 2009, le Consuel avait fait un état des lieux alarmant puisque sur 2.341installations contrôlées, 37 % (864 installations) posaient problème.
72 % d’entre elles étaient non conformes et présentaient des risques d’électrocution et un quart des risques d’incendie.
En 2014, la qualification des entreprises va devenir la règle pour les aides nationales (crédit d’impôts, éco-prêt à taux zéro) avec le principe d’éco-conditionnalité «Reconnu Garant de l’Environnement».
Etat des lieux des différentes pathologies
L’examen des rapports a permis de recenser 4 types de pathologies :
- défaut d’étanchéité (114 sinistres),
- incendie (38 sinistres),
- dysfonctionnement électrique (31 sinistres),
- rupture des modules (19 sinistres),
Défaut d’étanchéité (114 sinistres)
- 88 sont dus à une mauvaise mise en œuvre (22 concernent un même procédé avec une déchirure de la membrane sous les panneaux) essentiellement à la jonction des modules à la toiture au niveau des abergements.
- 17 trouvent leur origine dans un défaut de conception/adaptation du produit soit à la toiture où ils sont mis en œuvre, soit au niveau du jointoiement des panneaux entre eux.
Sur les 88 sinistres, 44 procédés avaient un Pass Innovation dont 12 Pass Innovation différents. 8 systèmes bénéficiaient d’un Avis Technique, dont 5 AT différents.
Dans plus de la moitié des installations, il n’y avait pas d’écran sous toiture.
Incendie (38 sinistres)
- 24 sinistres sont dus à un défaut du produit dont 19 concernent les boitiers d’un même procédé.
- 4 proviennent d’échauffement des panneaux ou des connecteurs.
- 4 ont pour origine une mauvaise mise en œuvre des connexions.
Dysfonctionnements électriques (31 sinistres)
- 19 ont pour origine un défaut du produit -module ou boitier- (10 concernent les boîtiers d’un même procédé). Les défauts sur les onduleurs sont à l’origine de 4 sinistres.
- 6 ont pour origine une mauvaise mise en œuvre soit au niveau de l’installation électrique, soit au niveau des modules ayant entraîné des dysfonctionnements de l’installation :
* erreur de connexion (phase inversée...),
* onduleur mal installé.
- 3 proviennent d’un défaut de conception, notamment une mauvaise orientation ou implantation de l’installation, entraînant une insuffisance de production, ou encore un masque provoquant une résistivité excessive avec échauffement des autres modules.
Rupture des modules (19 sinistres)
- 11 ont pour origine un défaut d’exécution imputable à l’installateur (dans 8 dossiers l’installation a été réalisée par la même entreprise). Il s’agit notamment d’une mauvaise mise en œuvre des fixations.
- 5 peuvent être attribués à un défaut de conception/d’adaptation du procédé au site (poids de neige ou vent entrainant la rupture des panneaux ou de leurs fixations).
- 2 sont dus à un défaut du produit (inclusion dans le vitrage).
Coût de réparation
Le coût moyen de réparation des désordres d’étanchéité des installations s’établit à 8.200 €. Il s’agit principalement de travaux de reprise ponctuelle de l’étanchéité. Certains systèmes endommagés (percement de la membrane....) nécessitent des travaux plus importants avec la dépose et repose des modules pour la réfection de l’étanchéité.
Le coût moyen des travaux de mise en conformité ou remise en état des installations électriques se situe aux alentours de 6.400 €.
Pour les sinistres d’incendie qui représentent les coûts de réfection les plus importants (reconstruction des bâtiments détruits...), le coût moyen est de 193.000 €, soit 10 fois le coût moyen d’une installation de 3 Kwc.
En outre, la disparition des entreprises installatrices avant sinistre entraîne des coûts de réparation plus élevés. Les entreprises intervenant en réparation sur des installations existantes déposent plus largement l’installation pour la reprendre.
Identification des causes potentielles
Deux types de pathologies affectant principalement les installations photovoltaïques: des infiltrations et les désordres électriques.
Défaut d’étanchéité
* Sur les 114 sinistres d’infiltrations, 83 concernent des bâtiments d’habitation. Il s’agit quasi exclusivement de bâtiments existants sur lesquels sont implantées de petites installations (inférieures à 3 Kwc), seuls deux dossiers concernent des constructions neuves.
Les désordres proviennent essentiellement des défauts de raccordement des supports aux couvertures constituées de matériaux très divers (ardoise, tuiles plates, tuiles canal...).
Le recouvrement au niveau des abergements périmétriques est souvent mal réalisé.
Le non-respect des préconisations techniques lors de la mise en œuvre des supports d’intégration :
o clouage du kit sur les liteaux (non emploi des vis préconisées), o serrage excessif des vis entraînant une déformation du support créant des
points d’infiltration (serrage à la clef dynamométrique préconisé non respecté),
o percement de la membrane d’étanchéité (utilisation de vis trop longues, mise en place des chemins de câbles électriques).
Les modules sont souvent mis en œuvre sur des kits d’intégration dont les préconisations de mise en œuvre ne sont pas respectées par les installateurs.
En outre, sur les 83 entreprises intervenantes, seules 15 sont des entreprises de couverture, dont une seule aurait une qualification Qualibat.
* 31 sinistres affectent d’autres types de bâtiments dont 13 bâtiments existants et 18 bâtiments neufs.
Dysfonctionnement électrique/incendie
S’agissant des désordres de nature électrique entrainant une perte de production, ou générateurs d’incendie, ils touchent pour moitié des bâtiments d’habitation et des bâtiments agricoles.
La qualification de l’installateur n’a pas d’impact dès lors où un défaut du produit (module, boîtier ou onduleur) est à l’origine du désordre.
Elle est par contre primordiale dans la conception de l’installation: implantation, dimensionnement, facteurs déterminants sur la production et la durée de vie de l’installation.
Dans les 8 sinistres imputables à mauvaise exécution (défaut de connexion, absence de terre, inversion des phases..), 5 opérations ont été sous-traitées.
Pour les installations réalisées en direct, seule une entreprise dispose d’une qualification QualiPV, les autres n’ont a priori pas de compétence d’électricien.
Parmi les 5 sous-traitants, seules deux entreprises affichent une compétence en électricité dont une dispose d’une qualification Qualifelec SPV, les autres ont une compétence en thermique/climatisation, énergies renouvelables, voire aucune (entreprise de construction).
