1er juin 2023

Orthophoto de Bedigliora (TI-CH), site d’importance nationale inscrit à l’Inventaire fédéral des sites construits d’importance nationale (ISOS). Source: Studio Habitat SA.

Auteurs: P. Bonomo, I. Zanetti (ISAAC-SUPSI)

Le 10 mai, un cours de mise à jour a été organisé pour les communes et les professionnels sur le thème de l’intégration des installations solaires dans les plans directeurs.

Ce cours a été organisé conjointement par Swissolar, l’association suisse des professionnels de l’énergie solaire, et le DACD de SUPSI, le département de l’environnement, de la construction et de l’aménagement, avec le soutien de SuisseEnergie et de l’association TicinoEnergia.

La croissance du photovoltaïque en Suisse est exponentielle. Fin 2022, il couvrait près de 8 % de la consommation d’électricité et les prévisions indiquent qu’il jouera un rôle encore plus important dans les décennies à venir, dans l’optique d’un approvisionnement énergétique plus sûr et plus durable, ainsi que plus respectueux du climat. Actuellement, 1.2 TWh/an d’électricité photovoltaïque est produite, alors qu’elle devrait atteindre 33.6 TWh/an en 2050.

Pour de nombreuses raisons, il faut avant tout exploiter le potentiel d’énergie solaire disponible sur les toits et les façades des bâtiments existants, que la confédération estime à 67TWh/an. Il est donc important que l’expansion prévue n’entre pas en conflit avec l’aménagement du territoire et qu’elle tienne compte de la qualité de l’habitat. Il est donc essentiel d’établir un dialogue constructif entre ceux qui s’occupent de la planification du territoire et de la conception des bâtiments et ceux qui sont actifs dans la conception et la mise en œuvre des projets de développement durable.

La réglementation suisse, en particulier la LAT (loi fédérale sur l’aménagement du territoire) et l’OAT (ordonnance sur l’aménagement du territoire), définit les systèmes solaires qui peuvent être installés sans permis de construire. Pour les systèmes « suffisamment adaptés », seule une procédure de notification est requise pour la plupart des bâtiments, à condition que les dispositions de l’article 32a al. 1 et 1bis de l’OAT soient respectées.

Dans tous les autres cas ou si, par exemple, des installations solaires doivent être construites sur des monuments culturels ou naturels d’importance cantonale ou nationale ou dans des zones déclarées dignes de protection, un permis de construire est nécessaire. Dans ce contexte, les installations solaires ne doivent pas porter atteinte de manière substantielle à ces monuments.

Dans tous les cas, les intérêts liés à l’utilisation de l’énergie solaire dans les bâtiments existants ou nouveaux prévalent en principe sur les aspects esthétiques, c’est-à-dire que les prescriptions relatives à l’aspect extérieur ne doivent pas empêcher ou restreindre une telle exploitation.

L’évolution de la technologie

Au cours des 40 dernières années, l’efficacité des modules photovoltaïques s’est considérablement améliorée grâce aux développements technologiques et à l’expérience accumulée par l’industrie photovoltaïque. On est passés de modules ayant un rendement inférieur à 9 % (début des années 1980) à des produits ayant un rendement supérieur à 22 % (2023).

Cela s’explique par le fait que les cellules photovoltaïques ont fait l’objet de nombreuses innovations technologiques. En outre, l’optimisation des processus de production a permis de réduire les coûts et d’améliorer l’efficacité des modules photovoltaïques. L’automatisation et l’introduction de nouvelles technologies de fabrication ont permis une production à grande échelle plus efficace et plus précise. En outre, l’amélioration des processus de traitement de silicium, l’utilisation de techniques de traitement chimique et physique avancées et l’optimisation des jonctions entre les matériaux ont joué un rôle crucial dans l’augmentation de l’efficacité globale.

Les modules SunPower Maxeon sont parmi les produits ayant le plus haut rendement sur le marché aujourd’hui.

La couleur

La couleur des cellules photovoltaïques donne une flexibilité fondamentale à l’intégration en influençant cependant l’efficacité du module photovoltaïque. Par rapport à un module conventionnel, il peut y avoir une réduction de l’efficacité de 5% à 30% en fonction de la couleur choisie et des techniques de traitement. Il faut cependant considérer que la possibilité d’exploiter des surfaces plus grandes et des orientations différentes permet de maximiser l’autoconsommation par rapport aux solutions conventionnelles, ce qui augmente également la valeur énergétique et économique.

Les données présentées dans le tableau suivant se réfèrent aux résultats obtenus dans le cadre du projet ENHANCE. Il s’agit d’un projet financé par l’Office fédéral de l’énergie, dont l’objectif principal est d’évaluer de nouvelles procédures d’essai et leur incertitude de mesure, ainsi que de mettre en œuvre de nouveaux équipements ou d’adapter les infrastructures d’essai existantes à de nouvelles solutions de modules avec des rendements énergétiques plus élevés ou une valeur esthétique plus importante. Par rapport aux valeurs indiquées dans la section précédente, celles mesurées dans le cadre de ce projet sont plus élevées, mais il s’agit en effet de produits spéciaux. Pour les produits colorés classiques, une réduction de 5 à 30 % est valable.

Pourcentage de perte par rapport à un module standard. Source : Projet ENHANCE.

L’importance du dialogue

Le dialogue entre les différents acteurs est essentiel pour combiner le cadre juridique et les exigences de conception, harmoniser les aspects énergétiques et esthétiques, et rendre la technologie compatible avec les exigences de préservation. Alors que dans les zones bâties et agricoles, sans critères particuliers de protection et de préservation des bâtiments et/ou du paysage, les procédures soient simplifiées et ordinaires, les installations solaires dans les zones soumises à protection au titre de monuments culturels ou naturels d’importance cantonale ou nationale sont soumises à des exigences en matière d’autorisation. Malgré l’approche conservatrice générale, dans le cas de solutions techniques, matérielles et chromatiques appropriées, qui permettent aujourd’hui de personnaliser les technologies solaires et donc de ne pas impacter le paysage des toits et de leurs environs, une intégration respectueuse de la substance des bâtiments traditionnels est possible.

Au niveau tessinois, selon les statistiques basées sur les données collectées sur la période quinquennale 2017-2022, seulement 5% des interventions pour l’installation de systèmes solaires sont pré-annoncées négativement, dont:

• 2.7% concernent des zones de construction : toits des zones protégés au niveau fédéral, bâtiments avec toits en pierre subventionnés, installation sur les façades, au sol ou sur les murs;
• 2.3 % concernent des travaux en dehors des zones à bâtir : installation au sol ou sur des murs de soutènement qualifiant le paysage.

En effet, l’article 102 de la loi sur le développement territorial indique que « le paysage cantonal doit être respecté, protégé et mis en valeur, notamment en assurant sa variété, sa qualité et son caractère ». Ces caractéristiques se prêtent souvent à des interprétations différentes et il est donc important d’éviter tout arbitraire afin d’appliquer ces principes de manière proportionnée sur la base de critères objectifs. Le contexte devient le point de référence, la même intervention peut avoir un impact plus ou moins important selon le contexte, les exigences sont plus grandes lorsque la valeur qualitative est plus importante.

Installations solaires dans les zones protégées

Les sites historiques, qui correspondent au 2 % de la bâtie du canton du Tessin, sont des sites où la sauvegarde de l’identité et des valeurs patrimoniales traditionnelles est généralement considérée comme primordiale.

La surface, la forme, la cohérence linguistique et matérielle et les détails d’une installation solaire construite dans ces contextes doivent en général être soigneusement planifiés afin de garantir que les valeurs historiques encore présentes ne soient pas compromises par la présence de dispositifs uniquement destinés à la production d’énergie et non conçus pour l’intégration architecturale, comme c’est le cas pour les installations solaires traditionnelles.

Au vu du cadre légal et de la réglementation, une attention particulière doit être portée aux sites ou périmètres protégés au niveau fédéral (inventaire ISOS) : la qualité de la construction, la visibilité de l’ensemble des toitures et surtout la résultante des impacts des interventions individuelles doivent être évaluées.

En matière de planification, l’Office de la nature et du paysage soutient par principe les communes dans leurs choix et demande la mise à jour des règlements d’urbanisme dépassés ou non conformes au cadre légal fédéral. Il estime également opportun de définir un cadre réglementaire qui considère les évolutions technologiques (en prévoyant des régimes de dérogation appropriés aux restrictions dans des cas justifiés).

Conformément à la LAT, les sites ayant une grande valeur monumentale et où la conception des toitures dans le paysage définit un élément de grande valeur paysagère doivent être protégés. Dans ce cas le canton peut exiger des restrictions d’installation, voire une interdiction totale.

Lorsqu’il existe une obligation de réaliser des toits en pierre subventionnés par le canton, la pose de systèmes solaires sur les toits est en principe exclue. Dans ce cas, la commune est invitée à examiner l’opportunité de solutions alternatives de nature collective (p. ex. chauffage à distance) pour soutenir les habitants de cette zone.

Morcote (TI), site d’importance nationale. L’Inventaire fédéral des sites construits d’importance nationale (ISOS) répertorie et documente les sites les plus précieux de Suisse. Photos : © Suisse Tourisme / Doyenne+david&kathrin.

Critères d’installation dans les zones historiques

Depuis 2008, l’installation de panneaux solaires est réglementée par la loi fédérale, dans le but de promouvoir leur utilisation comme source d’énergie renouvelable. L’art. 18a de la loi fédérale sur l’aménagement du territoire (LAT), entrée en vigueur dans sa forme actuelle le 1er mai 2014, stipule que dans les zones à bâtir et agricoles, les installations solaires suffisamment adaptées aux toitures ne nécessitent aucune autorisation. En revanche, une autorisation devient indispensable lorsque les installations touchent des zones historiques, des monuments culturels ou naturels d’importance cantonale ou fédérale.

Lorsqu’il n’y a pas de valeurs historiques prépondérantes et qu’il n’y a pas d’interdictions au niveau de la planification, l’installation est autorisée. Toutefois, la situation du bâtiment dans le paysage global de la zone centrale et la visibilité de la toiture elle-même doivent être soigneusement évaluées. La surface et la forme de l’installation doivent être dûment prises en considération ; en principe, le toit d’origine et l’aspect traditionnel doivent rester perceptibles.

Le canton, par l’intermédiaire de la section du développement territorial, a publié des lignes directrices qui codifient et rendent plus transparents les critères d’évaluation de l’autorité, devenant ainsi un outil de planification utile.

Surface

• l’installation doit de préférence être planifiée selon une forme rectangulaire régulière ;
• plusieurs surfaces ne sont pas exclues, mais l’installation doit être mise en place de manière ordonnée dans le respect de la conception générale du toit ;
• la dimension totale de l’installation par rapport à celle de la toiture doit être considérée à la lumière de la valeur historique et paysagère du site central et de la conception générale de la toiture.

Méthodes d’installation

• intégrée ou ajoutée;
• il est conseillé de conserver au moins deux rangées de tuiles sur tous les côtés, vers l’avant-toit, l’angle ou le faîtage, afin qu’une partie de la toiture traditionnelle reste visible et se connecte de manière perceptible avec le reste des toits de la région ;
• les raccords doivent être dissimulés sous la couverture.

Couleur et finition

• les cadres doivent être proposés dans la même couleur que les panneaux ;
• la finition du panneau doit être uniforme et opaque (pas de cellules ou de lignes de texture) ;
• le degré de réflexion doit être le plus faible possible;
• plus la couleur du panneau est proche de celle du bardage, meilleure est l’intégration.

Dans ce projet pilote concernant une maison rurale de 1859, des modules photovoltaïques colorée (terre cuite) développés par le CSEM de Neuchâtel ont été utilisés spécifiquement pour des sites protégés au niveau du patrimoine culturel. Photo : Solstis.

Conclusions

La possibilité d’installer une installation solaire sur un bâtiment classé pour des raisons paysagères ou historiques doit être attentivement évaluées avec une conception qui prend en compte les critères de compatibilité et les caractéristiques spécifiques du site, ses valeurs et les réglementations en vigueur.

Dans ces cas, plutôt qu’une installation classique, il s’agit souvent de raisonner au niveau des composants et des systèmes selon une logique de conception plus minutieuse, d’évaluer les autorisations et approbations nécessaires auprès des autorités compétentes, mais aussi d’entamer un dialogue équitable et constructif entre les parties. Il peut être nécessaire de soumettre une demande formelle et de fournir des informations détaillées sur le projet, y compris les spécifications techniques du produit à utiliser, les détails de la construction et l’impact de l’installation sur le bâtiment (par exemple au moyen de rendus ou de photomontages). Ces informations permettent d’évaluer objectivement les caractéristiques d’une installation solaire par rapport aux caractéristiques du paysage à différentes échelles par des documents d’analyse et des procédures d’examen pour un jugement objectives, notamment par des évaluations collectives (commissions, et non individuelles), l’utilisation de directives officielles et d’inventaires fédéraux (ISOS, IFP, IVP) et cantonaux (patrimoine culturel).

Un dialogue constructif entre les différentes parties prenantes est essentiel et fournit une base commune pour établir objectivement une approche partagée dans laquelle tous les acteurs (autorités d’approbation et de mise en œuvre, grand public, planificateurs et architectes) sont impliqués dans la définition des règles de base pour la mise en œuvre cohérente de la protection du paysage et pour la meilleure intégration possible de ces solutions dans des contextes spécifiques.