Une étude photovoltaïque aboutit généralement à une proposition technique et financière (PTF) qui synthétise :
- le dimensionnement de la centrale et la puissance installée
- les choix techniques (panneaux, onduleurs, système d’intégration…)
- la production d’électricité estimée (taux d’autoconsommation et de couverture pour les projets en autoconsommation)
- le coût global du projet, incluant les frais annexes (raccordement ENEDIS, TURPE, tranchées, etc.)
- et l’analyse de rentabilité du projet en détaillant toutes nos hypothèses.
Pour arriver à ce résultat, le bureau d’étude analyse plusieurs paramètres techniques et économiques.
Vous souhaitez comprendre les étapes clés pour sécuriser votre projet solaire ?
Continuez votre lecture ci-dessous : nous vous expliquons la méthodologie Terre Solaire
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Le dimensionnement : combien de panneaux solaires installer sur votre toiture ?
La première question d’une étude photovoltaïque est simple : combien de panneaux solaires peut-on installer sur votre bâtiment.
Pour y répondre, le bureau d’étude calcule la surface réellement exploitable de la toiture en analysant plusieurs paramètres :
:
- la présence d’obstacles (lanterneaux, cheminées, équipements techniques…)
- les zones de sécurité nécessaires pour l’installation et la maintenance
- les éventuelles contraintes réglementaires.
En pratique, une installation photovoltaïque occupe généralement entre 4 et 5 m² de toiture par kWc installé.
Autrement dit, un bâtiment disposant de 1 000 m² exploitables peut accueillir environ 200 à 250 kWc de panneaux solaires.
Avec les modules photovoltaïques actuels utilisés dans les projets professionnels (430 à 500 Wc), la densité réelle d’une installation se situe généralement entre 150 et 180 Wc par m² de toiture une fois prises en compte les marges de sécurité et les contraintes techniques.
Pourquoi installer le maximum de panneaux n’est pas toujours la solution optimale ?
Contrairement à une idée reçue, une étude photovoltaïque ne consiste pas forcément à remplir entièrement la toiture.
Plusieurs facteurs peuvent conduire à limiter volontairement la puissance installée :
- le mode de valorisation de l’électricité produite
- la capacité du réseau électrique local
- certaines contraintes réglementaires
- ou tout simplement l’optimisation économique du projet.
Dans de nombreux cas, la puissance optimale d’une centrale photovoltaïque dépend avant tout du modèle économique retenu.
C’est ce que nous allons voir dans la suite de l’étude.
Le modèle économique détermine la taille d’une installation photovoltaïque
Dans le monde agricole, les consommations d’électricité sont souvent relativement faibles. Les projets photovoltaïques sont donc généralement réalisés en vente totale.
Lorsqu’une partie de la consommation doit être couverte, on peut passer à un modèle d’autoconsommation avec vente du surplus.
À l’inverse, dans l’industrie ou le tertiaire, la consommation d’électricité est souvent très élevée. La production des panneaux dépasse alors rarement la consommation du site. Dans ce cas, la rentabilité du projet repose principalement sur les économies réalisées sur l’électricité achetée au réseau.
On vérifie toutefois que la valorisation du surplus (par exemple le week-end ou pendant les périodes de fermeture) couvre bien les coûts liés à l’injection sur le réseau, comme le raccordement ou le TURPE.
Chez Terre Solaire, notre bureau d’études croise systématiquement votre profil de consommation horaire (factures et relevés) avec les tarifs actuels EDF OA ou CRE afin de recommander la puissance optimale : ni trop petite (frais fixe d’installation et raccordement mal amortis), ni trop grande (investissement lourd avec un temps de retour allongé).
Quelque soit le projet , nous accompagnons nos clients en réalisation les démarches administritative afin de sécuriser un tarif d’achat adapté au projet. :
- Moins de 100 kWc : procédure guichet ouvert
- Pour les projets de plus de 100 kWc, nous accompagnons également nos clients dans les procédures d’appel d’offre simplifié
- Pour les projets de plus de 500 kWc sur les appel d’offre CRE
Autoconsommation totale (sans vente de surplus)
Objectif principal : dimensionner l’installation pour maximiser le taux d’autoconsommation, c’est-à-dire la part de l’électricité produite qui sera directement consommée sur site.
L’installation est dimensionnée pour couvrir le talon de consommations diurnes. L’installation est bridée de manière à ne jamais injecter sur le réseau .
Dans ce modèle :
- priorité : éviter toute production non valorisée
- la puissance installée est dimensionnée pour ne pas dépasser les consommations du site pendant les périodes de production solaire
- l’objectif est d’atteindre un taux d’autoconsommation très élevé, souvent autour de 90 %.
Avantage :
- Economies maximales sur la facture d’électricité.
- Pas de frais de raccordement au réseau car pas d’injection.
Limite :
L’installation est bridée pour ne pas injecter de surplus et l’installation peut donc être volontairement réduite en taille, ce qui limite le taux de couverture du photovoltaïque des consommations du site
Dans la pratique, ce modèle reste relativement rare. Dans la majorité des projets photovoltaïques, il est préférable de valoriser également l’électricité produite mais non consommée sur site.
C’est le principe de l’autoconsommation avec vente du surplus, aujourd’hui le modèle le plus répandu pour les bâtiments professionnels.
Il permet de conserver un bon taux d’autoconsommation tout en valorisant l’électricité injectée sur le réseau, ce qui offre généralement un meilleur équilibre entre production, consommation et rentabilité.
Autoconsommation avec vente de surplus
Dans ce modèle, l’électricité produite est consommée en priorité sur le site, et le surplus est injecté sur le réseau.
Le dimensionnement de l’installation repose sur un arbitrage entre taux d’autoconsommation et taux de couverture.
Deux approches sont possibles :
Approche orientée taux d’autoconsommation
On limite la puissance installée afin de maintenir un taux d’autoconsommation élevé et maximiser les économies réalisées sur la facture d’électricité.
Approche orientée taux de couverture
On installe davantage de panneaux pour couvrir une part plus importante des besoins énergétiques du site, quitte à générer davantage de surplus injecté sur le réseau.
Le choix dépend principalement :
- du profil de consommation du site
- du prix de l’électricité achetée sur le réseau
- et des conditions de valorisation du surplus.
Autoconsommation avec batterie
Objectif : pousser l’autoconsommation >70-80 % et gérer pics/décalages.
Rentable quand :
- Peak shaving
- Bornes VE (décalage charge sur solaire).
- Sites avec conso
Lors de nos études photovoltaïques en autoconsommation, nous regardons toujours si l’ajout d’une batterie peut être rentable. Notre article sur la rentabilité de l’ajout d’une batterie
Pour que ce soit rentable il faut que :
le prix de l’électricité acheté à votre fournisseur moins le LCOS ( (Levelised Cost of Storage : coût moyen par kilowattheure (kWh) d’énergie que la batterie est capable de fournir pendant toute sa durée de vie.) soit supérieur au prix de vente du surplus.
Vente totale : maximiser l'injection
Dans ce modèle, toute l’électricité produite est injectée sur le réseau et vendue. La rentabilité du projet dépend donc directement du tarif d’achat sécurisé (EDF OA, AO CRE ou AOS selon la puissance).
L’objectif est généralement de maximiser la puissance installée, en utilisant la totalité de la surface disponible sur la toiture.
Cependant, plusieurs contraintes peuvent limiter la taille du projet :
- la capacité du réseau électrique local
- la puissance disponible au transformateur le plus proche
- certaines contraintes réglementaires.
Si le réseau ne peut pas absorber la puissance produite, il peut être nécessaire de renforcer réseau électrique public ou de créer un nouveau poste, ce qui augmente significativement le coût du projet.
Dans ce modèle, l’étude photovoltaïque consiste donc à déterminer la puissance maximale rentable, en tenant compte à la fois :
- de la surface disponible
- des contraintes de raccordement
- et du tarif d’achat de l’électricité.
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Etude de la répartition des panneaux solaires en toiture
Une fois la puissance de l’installation déterminée, l’étape suivante consiste à organiser les panneaux sur la toiture.
Contrairement à une idée reçue, une centrale photovoltaïque ne consiste pas simplement à remplir la toiture avec le maximum de panneaux.
Plusieurs contraintes doivent être prises en compte :
- les zones de sécurité en bord de toiture
- les équipements présents (lanterneaux, cheminées, ventilation…)
- les zones d’ombre éventuelles
- les chemins de circulation nécessaires pour la maintenance
- et certaines règles de prévention incendie, notamment celles définies dans les référentiels comme APSAD D20.
Ces contraintes imposent de séparer le champ photovoltaïque en plusieurs zone, afin de faciliter l’accès des équipes de maintenance ou d’intervention.
Pour simplifier l’installation et le câblage, les panneaux sont généralement regroupés en zones homogènes sur la toiture, correspondant à des parties du bâtiment ayant la même orientation et les mêmes contraintes techniques.
Cette organisation permet :
- d’optimiser le dimensionnement électrique de l’installation
- de simplifier le câblage entre les panneaux et les onduleurs
- et de faciliter la maintenance de la centrale pendant toute sa durée de vie.
Le résultat de cette étape est un plan d’implantation des panneaux, qui fera partie de la proposition technique et financière.
Etude et choix du système d’intégration des panneaux
Une fois l’implantation des panneaux définie, l’étape suivante consiste à choisir le système de fixation adapté à la toiture.
Contrairement à une idée reçue, on ne fixe pas des panneaux photovoltaïques de la même manière sur tous les bâtiments. Le système d’intégration dépend directement du type de couverture existante.
Système d'intégration sur bac acier
C’est la configuration la plus simple pour installer une centrale photovoltaïque. Les panneaux sont généralement posés en surimposition.
Certains systèmes se fixent directement sur la tôle du bac acier. Chez Terre Solaire, nous privilégions une fixation dans la charpente du bâtiment, en tant que tiers-investisseurs nous louons des toitures pendant 30 ans et devons garantir la durabilité de la toiture sur toute cette durée.
Nous appliquons la même exigence aux installations réalisées pour nos clients.
Système d'intégration sur toiture terrasse avec étanchéité
Les installations photovoltaïques sur toiture terrasse sont souvent plus complexes qu’on ne l’imagine.
Plusieurs contraintes peuvent limiter les solutions techniques :
- Chaque système thermosoudé doit être compatible avec des complexes d’étanchéité (membrane, isolant, élément porteur) cités dans ses certifications (ETN, ATEC)
- certains isolants, comme le PUR, peuvent poser des problèmes de compatibilité avec les assurances.
- les systèmes lestés sont parfois trop lourds pour la structure du bâtiment.
Dans ces configurations, l’étude doit vérifier :
- la structure du bâtiment
- le type d’étanchéité et d’isolant
- et les contraintes d’assurance et de garantie décennale.
Chaque type de toiture impose donc un système de fixation spécifique, conçu pour garantir :
- la résistance mécanique de l’installation
- la durabilité de la couverture
- et la sécurité de la centrale photovoltaïque sur toute sa durée de vie.
Ces éléments sont analysés lors de l’étude et précisés dans la proposition technique et financière.
L'étude électrotechnique : architecture et câblage de la centrale solaire
Une fois l’implantation des panneaux définie, l’étude photovoltaïque doit déterminer l’architecture électrique de la centrale.
Cette étape consiste notamment à définir :
- le nombre d’onduleurs nécessaires
- l’organisation des chaînes de panneaux (strings)
- la puissance installée par rapport à la puissance pouvant être injectée sur le réseau.
Ces choix permettent d’optimiser le rendement énergétique de l’installation, tout en respectant les contraintes électriques comme les chutes de tension admissibles.
L’étude vérifie également certains éléments techniques du bâtiment, comme l’accessibilité pour la maintenance (lanterneaux, lignes de vie) ou l’emplacement du local technique qui accueillera les équipements électriques. Ces points sont généralement analysés plus en détail lors de l’étude de faisabilité photovoltaïque.
Enfin, l’organisation du câblage électrique peut avoir un impact important sur le coût et la performance de la centrale. L’étude optimise donc :
- la longueur des câbles DC et AC
- le cheminement entre les panneaux et les onduleurs
- la section des câbles, afin de limiter les pertes d’énergie.
COUP DE POUCE TERRE SOLAIRE
Nous privilégions des chemins de câbles capotés, qui protègent les installations des UV et des agressions mécaniques tout en améliorant la sécurité, la durabilité et la maintenance de la centrale.
Simulation de productible : estimer la production d’une installation photovoltaïque
Une fois la centrale dimensionnée, l’étude photovoltaïque consiste à estimer la production d’électricité que l’installation pourra générer chaque année. C’est ce que l’on appelle le productible photovoltaïque.
Ce calcul repose sur plusieurs paramètres :
- l’ensoleillement local
- l’orientation et l’inclinaison de la toiture
- les pertes liées aux équipements électriques
- et les éventuels ombrages.
Pour réaliser ces simulations, les bureaux d’études utilisent des bases de données météorologiques issues de plusieurs années d’observations satellitaires, comme celles utilisées par l’outil européen PVGIS.
Mais une étude sérieuse ne se contente pas d’une moyenne régionale.
Elle intègre également les obstacles réels autour du bâtiment (arbres, bâtiments voisins, acrotères, cheminées…) qui peuvent créer des ombres portées et impacter la production de certains groupes de panneaux.
L’étude prend aussi en compte les pertes inévitables de l’installation, comme :
- l’échauffement des modules
- le rendement des onduleurs
- ou les pertes électriques dans les câbles.
Simulez le productible de votre future centale photovoltaïque avec WattNext selon
- l’emplacement du projet
- l’orientation de la toiture
- Son inclinaison
Notre simulateur est basé sur les données PVGIS
Étude économique photovoltaïque : l'analyse financière et la rentabilité du projet
À partir de la production estimée, l’étude photovoltaïque permet d’évaluer la rentabilité économique du projet.
Cette analyse repose sur un tableau de flux de trésorerie, qui projette les recettes et les dépenses de la centrale sur toute sa durée de vie.
On distingue généralement deux grandes catégories de coûts :
Le CAPEX (Capital Expenditure)
Il correspond à l’investissement initial nécessaire pour construire la centrale photovoltaïque :
- fourniture et pose des panneaux solaires
- onduleurs et équipements électriques
- systèmes de fixation
- raccordement au réseau
- éventuels travaux annexes (tranchées, local technique, adaptation du bâtiment, connexion au réseau interne).
L’OPEX (Operational Expenditure)
Il correspond aux coûts d’exploitation de la centrale pendant sa durée de vie :
- maintenance et supervision
- assurance
- remplacement éventuel de certains équipements (comme les onduleurs)
- taxes liées à l’installation (TURPE, IFER)
- Abonnement connexion internet pour le système de suivi des onduleurs
Etude des revenus de la centale solaire
En face de ces dépenses, l’étude prend en compte les revenus générés par la centrale, qui peuvent provenir :
- des économies réalisées grâce à l’autoconsommation
- et/ou de la vente de l’électricité produite.
Ces flux permettent de visualiser la rentabilité du projet année après année.
C’est dans ce résultat d’exploitation annuel que l’on peut notamment observer :
- le temps de retour sur investissement du projet
- le taux de rentabilité interne (TRI)
- et le gain financier généré sur la durée d’exploitation, généralement analysée sur 25 ans.
Chez Terre Solaire, notre modèle de rentabilité sur 20 ou 25 ans permet ainsi de visualiser l’ensemble des gains générés par la centrale photovoltaïque sur sa durée de vie.
Ces résultats sont ensuite synthétisés dans la proposition technique et financière (PTF).
Décryptage : comprendre les lignes de votre devis photovoltaïque
Le devis d’une installation photovoltaïque détaille les équipements et travaux nécessaires à la construction de la centrale.
On retrouve généralement plusieurs postes principaux.
Les panneaux photovoltaïques
C’est l’élément principal de l’installation.
Le devis précise généralement :
- le nombre de panneaux
- leur puissance unitaire
- la puissance totale installée de la centrale (en kWc).
Les onduleurs
Les onduleurs convertissent l’électricité produite par les panneaux en courant alternatif utilisable ou injecté sur le réseau.
Le devis indique notamment :
- le type d’onduleur
- leur puissance
- et parfois le système de supervision associé, et le module WiFi de suivi.
Les structures et systèmes de fixation
Les panneaux sont installés sur des structures adaptées à la toiture.
La pose et la mise en service
Ce poste comprend l’ensemble des travaux nécessaires à la réalisation de la centrale :
- démarches administratives
- Installation du système de protection collective contre les chutes de hauteur pour une pose en toute sécurité
- Bureau de contrôle
- installation des équipements
- Essais et mise en service de l’installation
Le raccordement électrique
Enfin, la centrale doit être raccordée au réseau électrique public.
Ce poste va inclure :
- L’armoire AC
- Selon les projets, La liaisons entre l’armoire AC et le TGBT client ou le Point de Livraison
Conclusion — Une étude photovoltaïque pour décider en toute connaissance de cause
Conclusion sur l'étude photovoltaïque
Une étude photovoltaïque ne consiste pas simplement à estimer le nombre de panneaux que l’on peut installer sur une toiture.
Elle permet de concevoir une centrale adaptée au bâtiment, au profil de consommation et au modèle économique choisi. Implantation des panneaux, architecture électrique, estimation de production, analyse financière : chaque étape permet de sécuriser le projet et d’en optimiser la rentabilité.
La proposition technique et financière (PTF) synthétise l’ensemble de ces analyses. Elle permet de comprendre la configuration de la centrale, le coût du projet et les gains attendus sur la durée d’exploitation.
Si vous souhaitez évaluer le potentiel photovoltaïque de votre bâtiment, nos équipes peuvent réaliser une étude photovoltaïque personnalisée, adaptée à votre activité et à votre consommation d’électricité.
Si vous avez lu jusque là, n’hésitez pas a découvrir comment nous déterminons si votre projet est “faisable” d’un point de vue urbanisme, assuranciel, structure du bâtiment…
A propos de l’auteur
-
Valentin Soltys
- Valentin Soltys est passionné par les énergies renouvelables et engagé dans la transition énergétique. Responsable du marketing digital chez Terre Solaire, il met son expertise au service de la pédagogie, de l'accessibilité et de la performance, pour accompagner les professionnels – agriculteurs, industriels, collectivités – dans leurs projets solaires. À travers les articles du blog, Valentin partage des contenus clairs, concrets et fondés sur l'expérience terrain de Terre Solaire, avec un objectif : rendre le solaire simple, rentable et durable pour tous les acteurs engagés.
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