Ingénierie structurelle et dimensionnement d’un carport photovoltaïque selon SIA

La conception d’un carport photovoltaïque en Suisse ne relève pas d’une simple structure légère.

Elle doit respecter :

• SIA 260 – Bases pour le dimensionnement des structures
• SIA 261 – Actions sur les structures
• SIA 263 – Structures en acier
• SIA 265 – Structures en bois
• SIA 262 – Béton armé
• Normes électriques OIBT / NIBT

1- Actions structurales selon SIA 261

Charges permanentes $G$G

Incluent :

• Poids propre structure
• Modules photovoltaïques
• Systèmes de fixation
• Chemins de câbles

Poids modules verre-verre :

$$20 \ à\ 25\ kg/m^2$$20 aˋ 25 kg/m2

Charge permanente totale typique :

$$0.25 \ à\ 0.40\ kN/m^2$$0.25 aˋ 0.40 kN/m2

Charges de neige Qs​

La Suisse présente des zones très contrastées.

Formule simplifiée :

$$s = \mu \cdot C_e \cdot C_t \cdot s_k$$s=μ⋅Ce​⋅Ct​⋅sk​

Où :

• sk​ = charge neige caractéristique (zone altimétrique)
• μ = coefficient de forme toiture
• Ce​ = coefficient exposition
• Ct​ = coefficient thermique

Exemples :

Genève (faible altitude) :

$$0.9 \ à\ 1.2\ kN/m^2$$0.9 aˋ 1.2 kN/m2

Vaud plateau :

$$1.2 \ à\ 1.6\ kN/m^2$$1.2 aˋ 1.6 kN/m2

Valais / Jura altitude :

$$> 2.5\ kN/m^2$$>2.5 kN/m2

Le dimensionnement du carport en zone alpine peut être multiplié par 2 à 3 par rapport au bassin lémanique.

Charges de vent $Q_w$Qw​

Selon :

• Zone topographique
• Rugosité terrain
• Hauteur structure
• Effet de soulèvement (critique pour carport)

Pression dynamique :

$$q = 0.5 \cdot \rho \cdot v^2$$q=0.5⋅ρ⋅v2

Effet principal :

➡ Soulèvement en rive
➡ Effort d’arrachement sur fondations

2- Combinaisons d’actions

Combinaison ELU simplifiée :

$$1.35G + 1.5Q$$1.35G+1.5Q

Vérification :

• Flexion poutres
• Flambement poteaux
• Arrachement ancrages
• Glissement fondations

3- Structure typique d’un carport suisse

Ossature acier galvanisé S355

Avantages :

• Résistance élevée
• Sections optimisées
• Durabilité

Ou

Bois lamellé-collé GL24h

Avantages :

• Esthétique
• Empreinte carbone réduite

4- Vérification flèche admissible

Limite de service :

$$f \leq L/200 \ à\ L/300$$f≤L/200 aˋ L/300

Important pour :

• Intégrité modules
• Étanchéité
• Esthétique

5- Fondations

Étude géotechnique recommandée.

Solutions :

• Semelles isolées béton armé
• Longrines
• Micropieux (sol meuble)

Vérifications :

• Pression admissible sol
• Soulèvement vent
• Renversement

6- Aspects électriques suisses

• OIBT (Ordonnance installations basse tension)
• NIBT
• Protection surtension
• Coordination avec GRD

7- Points critiques souvent sous-estimés

– Effet voile sous vent transversal
– Dilatation thermique acier
– Charges asymétriques neige
– Interaction borne VE

SIMULATION DE RENTABILITÉ – CARPORT PHOTOVOLTAÏQUE SUISSE 2026

Nous prenons un cas réaliste en Suisse romande (Vaud).

Hypothèses

Carport double – 2 véhicules

Puissance installée :

$$8\ kWc$$8 kWc

Production annuelle moyenne :

$$8 \times 1 050 = 8 400\ kWh/an$$8×1050=8400 kWh/an

Coût installation complet :

$$CHF\ 35 000$$CHF 35000

Rétribution unique Pronovo estimée :

$$CHF\ 3 000\ à\ 4 000$$CHF 3000 aˋ 4000

Coût net :

$$CHF\ 31 500$$CHF 31500

Scénario 1 – Autoconsommation 60 %

Autoconsommation :

$$5 040\ kWh$$5040 kWh

Prix électricité résidentiel moyen :

$$CHF\ 0.25/kWh$$CHF 0.25/kWh

Économie annuelle :

$$5 040 \times 0.25 = CHF\ 1 260$$5040×0.25=CHF 1260

Vente surplus (0.10 CHF/kWh estimatif) :

$$3 360 \times 0.10 = CHF\ 336$$3360×0.10=CHF 336

Gain total annuel :

$$CHF\ 1 596$$CHF 1596

⏳ Temps de retour brut :

$$31 500 / 1 596 = 19.7\ ans$$31500/1596=19.7 ans

Scénario 2 – Avec véhicule électrique (80 % autoconsommation)

Autoconsommation :

$$6 720\ kWh$$6720 kWh

Économie :

$$6 720 \times 0.25 = CHF\ 1 680$$6720×0.25=CHF 1680

Surplus :

$$1 680 \times 0.10 = CHF\ 168$$1680×0.10=CHF 168

Total :

$$CHF\ 1 848/an$$CHF 1848/an

Temps de retour :

$$31 500 / 1 848 = 17\ ans$$31500/1848=17 ans

Projection sur 25 ans

Production cumulée :

$$8 400 \times 25 = 210 000\ kWh$$8400×25=210000 kWh

Valeur énergétique (moyenne 0.25 CHF) :

$$CHF\ 52 500$$CHF 52500

ROI long terme très favorable.

Simulation entreprise – 100 places

Puissance :

$$400\ kWc$$400 kWc

Production :

$$420 000\ kWh/an$$420000 kWh/an

Coût estimatif :

$$CHF\ 900 000$$CHF 900000

Autoconsommation 70 % :

$$294 000\ kWh$$294000 kWh

Économie à 0.20 CHF :

$$CHF\ 58 800/an$$CHF 58800/an

Vente surplus :

$$126 000 \times 0.10 = CHF\ 12 600$$126000×0.10=CHF 12600

Total :

$$CHF\ 71 400/an$$CHF 71400/an

Temps retour :

$$12\ à\ 14\ ans$$12 aˋ 14 ans

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Facteurs améliorant la rentabilité en Suisse

– Hausse prix électricité
– Véhicule électrique
– RCP
– Stockage batterie
– Déductions fiscales

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Conclusion Ingénierie + Rentabilité

En Suisse romande :

• Le dimensionnement SIA est déterminant
• Les charges neige sont structurantes
• L’arrachement vent est critique
• Le ROI dépend fortement du taux d’autoconsommation

Un carport photovoltaïque bien conçu devient :

$$Un\ actif\ énergétique\ à\ 25\ ans$$Un actif energetique aˋ 25 ans