Pour assurer la durabilité et la sécurité d’un projet photovoltaïque, il est impératif de choisir un système de fondation adapté. En effet, indépendamment de la typologie du projet, la fondation est le point de contact essentiel entre la structure de la centrale au sol et le terrain.
Sur le marché français, ce sont les pieux battus photovoltaïques et les fondations vissées photovoltaïques qui représentent les technologies les plus utilisées. Toutefois, il est important de distinguer les logiques mécaniques, les conditions géotechniques et les méthodes de chantier qui caractérisent chacune d’elles. Ajoutez à cela que ce choix a un impact direct sur les démarches administratives ainsi que sur les impacts environnementaux. Par conséquent, les développeurs, les bureaux d’études, les entreprises de travaux, les collectivités et les investisseurs sont tenus de comprendre ces différences pour sécuriser la conception, maîtriser les risques et optimiser les coûts du projet.
Les principes mécaniques des fondations vissées et des pieux battus
Certes, chaque technologie présente des performances différentes selon les contextes de sol. Mais, avant de les indiquer, il est impératif de commencer par la compréhension du fonctionnement de chaque technologie.
Les fondations vissées
Les fondations vissées photovoltaïques sont constituées de pieux métalliques hélicoïdaux ou à filetage continu. Leur installation sur le sol s’effectue par rotation et l’obtention de la capacité portante est réalisée par :
- la combinaison de la résistance en pointe
- le frottement latéral mobilisé le long de la tige.
De nombreux bénéfices environnementaux ressortent de cette technique. On peut notamment indiquer la rapidité de la pose, l’absence de vibrations et de déblais ainsi qu’une adaptation fine par ajustement de la profondeur de vissage.
Il faut savoir que le contrôle de la portance se fait durant la pose, en se servant du couple de vissage. Ainsi, il est possible d’obtenir une première validation avant de lancer l’étude géotechnique solaire.
Les pieux battus
Les pieux battus photovoltaïques sont des profils métalliques enfoncés de manière verticale dans le sol. Il est possible de le faire soit par la méthode vibratoire, soit par celle du battage mécanique. Pour ce qui est de la portance, elle est principalement assurée par le frottement latéral, complété, selon la profondeur, par un appui en pointe.
Le principal avantage du battage est sa capacité de traverser plusieurs couches meubles afin d’atteindre des horizons porteurs profonds. Ainsi, lorsque le sol dispose d’une stratigraphie défavorable en surface, les pieux battus photovoltaïques représentent la solution idéale.
Cependant, avant d’opter pour cette technologie, il est important de prendre en compte le bruit ainsi que les vibrations qu’elle génère. Cela peut constituer un frein réglementaire, notamment à proximité d’habitations ou d’infrastructures sensibles.
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Quel type de fondation privilégier pour quel type de sol ?
La France est un pays à la géologie très diversifiée. En effet, dans les zones agricoles, ce sont les sols argileux et limoneux qui dominent. Tandis qu’au niveau des vallées fluviales, on retrouve des graves alluvionnaires ainsi que des sables. Par contre, le sol est semi-rocheux ou rocheux dans les zones de piémont.
Par conséquent, le choix des fondations ne peut être uniforme sur tout le territoire. En photovoltaïque, le type de sol doit être déterminé pour sélectionner les fondations de la centrale solaire et prévenir les risques environnementaux, mécaniques et économiques du projet.
L’importance de l’étude géotechnique
L’étude géotechnique solaire est non seulement une obligation réglementaire. Mais en plus de cela, elle permet de :
- identifier les risques de glissement ;
- définir la capacité portante des couches ;
- déterminer la meilleure profondeur des fondations ;
- obtenir un dimensionnement adapté au budget.
C’est le bon déroulement de cette phase qui va assurer la stabilité de la centrale solaire au sol. Elle permet d’éviter le surdimensionnement ou le sous-dimensionnement du projet.
Sur quels types de sols les fondations vissées sont-elles adaptées ?
Malgré le caractère polyvalent des fondations visées, leurs performances dépendent de la cohérence des couches superficielles ainsi que de leur homogénéité. Par conséquent, leur utilisation sur certains types de sols se montre plus pertinente que sur d’autres.
Les sols agricoles et meubles
La performance des fondations vissées en photovoltaïque est optimale dans les sols :
- limoneux ;
- sablo-limoneux ;
- argilo-limoneux homogènes.
Cela s’explique principalement par un frottement latéral suffisant, qui assure la portance. Ainsi que par la rapidité de mise en œuvre qui minimise l’impact sur les parcelles agricoles. D’ailleurs, les fondations agrivoltaïques sont majoritairement vissées, surtout au vu de leur caractère réversible.
Les sols hétérogènes
Il est possible d’utiliser les fondations vissées dans les remblais, mais à condition d’effectuer des essais préalables. En effet, dans ce contexte, de nombreuses difficultés peuvent être rencontrées, notamment :
- la variabilité de la portance ;
- les refus prématurés ;
- Difficulté d’interprétation des couples de vissage.
Les experts recommandent d’opter pour le pré-perçage localisé ou l’adaptation du diamètre et du pas de vis. Toutefois, ces solutions hybrides ont un impact sur les délais et le coût.
Les sols rocheux
Il est préférable d’éviter l’utilisation des fondations vissées sur les sols très compacts, car ils nécessitent un pré-forage. Dans ce cas, la solution du battage ou à des fondations béton spéciales relevant du génie civil photovoltaïque classique qui conviennent.
Sur quels types de sols les pieux battus sont-ils adaptés ?
Le battage représente la meilleure alternative lorsque le porteur du projet recherche de la robustesse avec une portance profonde. Il constitue souvent une réponse aux limites rencontrées par les solutions vissées.
Les sols meubles sur une grande profondeur
Les pieux battus en photovoltaïque représentent une excellente solution pour les terrains meubles épais dont la couche porteuse est profonde. En effet, grâce à la technique du battage, même les horizons les plus résistants sont atteignables. Ce qui assure une portance élevée sur le long terme. D’ailleurs, les grandes fondations dans une centrale solaire sont réalisées avec des pieux battus.
Les remblais industriels
L’avantage du recours aux pieux battus est sa capacité à traverser les diverses couches instables sans avoir à préparer le sol lourdement. Toutefois, dans ce cas, un suivi géotechnique renforcé est primordial.
Les zones urbanisées
L’usage de la technologie de battage affiche de nombreux points positifs concernant les projets d’ombrières sur les parkings. Cependant, avant d’opter pour cette option, il est nécessaire de prendre en compte les nuisances qu’elle engendre, comme les vibrations, le bruit ainsi que les risques de propagation dans les constructions voisines.
L’influence de la réglementation récente sur le choix des fondations
L’acceptabilité environnementale d’un projet de panneaux solaires au sol dépend des choix techniques du porteur de projet. Parmi les plus importants, on peut indiquer la bonne sélection des fondations selon la loi APER. Malgré le fait qu’elle n’indique pas la technologie à utiliser selon la nature du sol, cette loi recommande de se tourner vers les solutions combinant mise en œuvre rapide et impact environnemental faible. C’est dans cette perspective que les fondations vissées en photovoltaïque sont souvent privilégiées, lorsque cela est possible, en particulier dans les projets agrivoltaïques, car elles se caractérisent par une limitation des terrassements et une forte réversibilité.
Par conséquent, il faut retenir que le choix entre les pieux battus et les fondations vissées en photovoltaïque doit certes tenir compte des résultats de l’étude géotechnique solaire. Mais une approche multicritère est également conseillée, avec la prise en compte des contraintes environnementales et foncières, des objectifs du calendrier ainsi que des exigences des investisseurs en matière de durabilité. C’est pourquoi un dialogue fluide entre développeur, bureau d’études, fournisseur de structure et entreprise de travaux est indispensable pour un dimensionnement idéal des fondations d’une centrale solaire.
Que faut-il retenir du choix entre les fondations vissées et les pieux battus ?
Pour conclure, notre guide a mis en avant que le choix entre fondations vissées et pieux battus en photovoltaïque ne peut pas être tranché de manière standardisée. En effet, cette décision dépend étroitement du type de sol photovoltaïque, des résultats de l’étude géotechnique solaire, des contraintes de chantier, des exigences réglementaires et des objectifs économiques du projet.
Les fondations vissées se distinguent par leur rapidité de mise en œuvre, leur faible impact environnemental et surtout leur forte compatibilité avec les projets de fondations agrivoltaïque. Tandis que les pieux battus conservent un avantage décisif dans les contextes géotechniques complexes nécessitant une portance en profondeur et une rigidité accrue pour garantir la stabilité centrale solaire.
Au-delà de la technologie, Il est nécessaire d’adopter une approche globale de conception avec la prise en compte du sol, des fondations et des contraintes d’exploitation. Car, cela conditionne la performance et la durabilité des fondations centrale solaire. De ce fait, une décision prise trop tôt ou sans analyse approfondie peut générer des surcoûts, des retards, voire des risques structurels à long terme, impactant directement la rentabilité du projet.
Dans ce contexte, s’appuyer sur l’expertise d’un acteur spécialisé comme AVEIL permet de sécuriser chaque étape du processus, depuis l’analyse géotechnique jusqu’au choix de la solution de fondation la plus adaptée au projet et au site. AVEIL accompagne les développeurs, les bureaux d’études, les entreprises de travaux et les investisseurs dans une logique d’optimisation technique, économique et réglementaire. Pour aller plus loin, bénéficier d’un diagnostic personnalisé ou accéder à des ressources techniques dédiées, contacter AVEIL constitue une démarche stratégique pour transformer les contraintes du sol en un véritable avantage de projet.