Tuile solaire climacy ⓔ
La tuile solaire Climacy est une gamme de modules photovoltaïques sans cadre intégrés à la toiture (BIPV), produits par Climacy SA, entreprise vaudoise établie à Bussigny. Contrairement aux panneaux posés en surimposition sur une couverture existante, ces modules remplacent la couverture : une seule structure assure l'étanchéité du toit et la production d'électricité.
Description
Les modules se fixent sur les lattes de la charpente et se posent à recouvrement, comme des tuiles. Climacy propose différents formats de modules, ce qui permet de couvrir un pan jusqu'en bordure et de s'adapter aux superstructures de toiture (cheminées, lucarnes, fenêtres de toit).
La pose intervient lors d'une rénovation de toiture ou sur une construction neuve. La décision revient au propriétaire ou au maître d'ouvrage, généralement sur proposition de l'architecte ou du couvreur.
En surimposition, la couverture d'origine reste en place et les modules sont fixés sur des rails. La toiture comporte donc deux couches superposées. En intégration, le module remplace la couverture. Il n'y a qu'une seule couche, pas de rails, pas de relief, et une surface couverte plus importante qu’avec des panneaux rapportés puisque les modules s'étendent jusqu'en bordure de toit.
Les tuiles solaires intégrées répondent aux exigences esthétiques, au prix d'un coût d'intégration plus élevé, ce qui les a longtemps cantonnées à des projets où l'aspect primait sur le rendement financier. C'est dans ce contexte que Climacy a développé sa tuile solaire, avec l'objectif de concilier l'aspect d'une couverture traditionnelle et la rentabilité d'une installation photovoltaïque.
Histoire de l'entreprise et développement
Climacy SA est une entreprise suisse fondée en 2022, basée à Bussigny dans le canton de Vaud, ayant pour mission de minimiser le réchauffement climatique comme le laisse deviner le nom de l'entreprise qui est une contraction de « Climate » et « Legacy ». L’entreprise s’est spécialisée dans les outils de rénovation énergétique et notamment dans la conception de tuiles solaires intégrées à la toiture (BIPV) et est au bénéfice d'un brevet européen EP 4020602 B1 sur sa technologie propriétaire.
Conception
Climacy traite la tuile solaire non pas comme un accessoire ajouté à la toiture, mais comme un élément de couverture à part entière, produisant de l'électricité tout en assurant l'étanchéité du toit. Cette approche repose sur un raisonnement économique et environnemental : lorsqu'un propriétaire refait sa toiture, l'essentiel du chantier, échafaudage, dépose, charpente, est de toute façon nécessaire. Le coût additionnel financier et environnemental se limite alors à l'écart entre une couverture traditionnelle et une couverture photovoltaïque, écart que la production d'électricité est censée amortir. Ce coût est donc faible par rapport aux revenus financiers du solaire et aux réductions d'émissions de CO₂ du courant produit localement.
Bussigny, un premier projet
Le premier chantier de Climacy est réalisé à Bussigny en 2021. L'objectif du projet est double : démontrer, sur un cas réel, qu'une toiture pouvait produire de l'électricité sans se distinguer visuellement d'une couverture traditionnelle, et que le supplément d'une telle installation pouvait être amorti par sa propre production.
À distance, la toiture devait se présenter comme une surface continue, sans relief ni rupture visuelle. C'est sur cette exigence que repose la conception sans cadre des modules, qui deviendra une des valeurs ajoutées des développements suivants.
Développement et diffusion
Depuis son premier chantier à Bussigny en 2021, l'entreprise a multiplié les réalisations en Suisse romande, des petites toitures résidentielles aux installations de près de 1’000 kWc dans de grandes surfaces industrielles à Crissier et Romanel. Sa technologie s'est aussi élargie à d'autres usages : pose sur support existant, intégration en façade et versions semi-transparentes pour carports et bâtiments industriels.
Aspects techniques
Intégration des tuiles
Climacy développe une tuile solaire intégrée qui dépasse le compromis habituel du photovoltaïque en toiture entre rentabilité et esthétique. Une seule structure assure les deux fonctions d'étanchéité et de production électrique, ce qui limite le supplément au seul écart avec une couverture traditionnelle.
Ce résultat repose sur plusieurs choix techniques convergents : des modules sans cadre de 6 mm posés à recouvrement, une structure verre-verre visant plus de 30 ans de durée de vie, une encapsulation en POE limitant les dégradations précoces, des cellules TOPCon bifaciales et une résistance à la grêle adaptée au climat suisse. La déclinaison en trois formats est déterminante : en couvrant jusqu'aux bordures et autour des obstacles, elle porte le taux de couverture d'un pan à près de 99 %, contre un taux plus faible en surimposition, soit un gain de production de 20 % à 80 % selon la toiture.
Description de la technologie
Les modules solaires développés par Climacy sont dépourvus de cadre métallique périphérique et mesurent 6 mm d'épaisseur. L’absence de cadre est ce qui rend l'intégration possible et esthétique : le module se présente comme une tuile que l'on pose à recouvrement. Le module assure ainsi lui-même la fonction de couverture. Cette finesse est recherchée dans les lignes architecturales.
L'absence de relief assure un écoulement continu de l'eau de pluie sur la surface du module. Les poussières ne s'accumulent pas sur un cadre, ce qui permet un effet autonettoyant.
Climacy produit exclusivement des modules sans cadre, destinés à remplacer la couverture lors d'une rénovation de toiture ou sur une construction neuve. Les modules cadrés, eux, se posent en surimposition sur une couverture existante, qu'ils ne remplacent pas.
Modèles bifaciaux
La technologie utilise des cellules TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) avec des plaquettes de silicium de type N, une technologie reconnue dans l'industrie pour ne pas se dégrader dans le temps à la lumière et une configuration bifaciale, qui valorise une partie de la lumière réfléchie sur la face arrière du module.
Le gain, dit "bifacial", varie fortement selon le contexte d'installation en fonction de la quantité de lumière atteignant la face arrière du module. Il atteint typiquement entre 10 % et 30 % sur des installations au sol à forte réflectivité, mais reste généralement plus limité en toiture, où la surface sous le module est peu réfléchissante [1]. Avec des modules intégrés à la toiture, la lumière qui atteint la face arrière provient essentiellement des interstices entre modules et des bords de la toiture. Le gain dépend alors de la hauteur de la lame d'air et de la réflectivité du support.
Un test réalisé par le CSEM a mesuré un gain de 6 % dans la configuration des modules Climacy [2]. L'image suivante montre le rayon solaire qui traverse le module entre les cellules solaires et qui est réfléchi sur la sous-couverture pour obtenir un double passage du module dans les cellules solaires et notamment pour les couleurs rouges du spectre de notre soleil.
Composition du module
La structure du module solaire repose sur un assemblage verre-verre constitué de deux feuilles de verre trempé entourant les cellules, sans cadre périphérique. Cette construction s'est développée rapidement dans l'industrie photovoltaïque avec l'essor des modules bifaciaux, et vise une durée de vie installée supérieure à trente ans, contre une durée plus courte pour les modules à backsheet polymère traditionnels[3]. Cette construction offre également une meilleure résistance au feu.
L'encapsulation des cellules s'appuie sur de la polyoléfine élastomère (POE) plutôt que sur l'éthylène-acétate de vinyle (EVA) traditionnellement utilisé. Le POE s'est imposé ces dernières années comme une alternative à l'EVA dans l'encapsulation photovoltaïque, en particulier pour sa résistance à la dégradation induite par le potentiel (PID)[4] et le jaunissement prématuré.
Ces dégradations peuvent entraîner des pertes de 10 % à 20 % durant les premières années de vie des modules solaires. Dès lors, l'intégration du POE représente un supplément important dans la conception de la technologie. Les modules sont également conçus pour avoir une résistance de grêle en classe 4 ou 5 permettant une adéquation aux conditions climatiques en Suisse. Les modules de 5 mm sont de classe 4 et les modules de 6 mm de classe 5.
Formats et dimensions
Les trois formats de module Climacy permettent d'adapter la pose à la géométrie de chaque pan. Comme ils remplacent la couverture, ils s'étendent jusqu'en bordure de toiture, contrairement aux installations en surimposition qui requièrent un retrait périphérique.
La combinaison de plusieurs tailles permet de réduire les surfaces non couvertes en bordure de toit ou autour d'éléments comme les lucarnes et les cheminées, et d'augmenter la puissance installée sur une surface donnée par rapport à un module de taille unique.
Un exemple ci-dessous compare les deux approches sur un même pan de toit de 76 m² comportant une cheminée. En surimposition, le retrait de 20 cm imposé par les prescriptions de pose laisse 65 cm inutilisés sur le côté et 1,10 m sous le faîtage, et la cheminée fait perdre quatre panneaux entiers : 22 panneaux sont posés, soit 9,79 kWc pour 58 % du pan couvert. Avec les modules intégrés, la combinaison des trois formats couvre 99 % du pan et permet d'installer 55 modules, soit 17,21 kWc.
On note que l'intégration des modules permet dans ce cas un gain de production solaire de plus de 50 %. En général, ce gain se situe entre 20 % et 80 % selon les dimensions de la toiture.
La technologie développée par Climacy peut également être déclinée pour d'autres types de support. Elle s'adapte à la pose sur tuile ou tôle existante ainsi qu'à l'intégration verticale en façade. Des versions semi-transparentes sont par ailleurs destinées aux carports et aux toitures industrielles à faible pente.
Gains techniques
Chaque choix technique apporte un gain de production propre. Leur cumul est représenté ci-dessous.
Cette intégration des cellules photovoltaïques dans la tuile élimine par ailleurs la superposition de deux systèmes de couverture distincts : la même structure assure simultanément la fonction d'étanchéité et la fonction de production électrique, évitant le coût cumulé d'une couverture traditionnelle et d'un système de fixation séparé.
Une toiture en tuiles solaires remplace la couverture du bâtiment. Elle se situe donc dans le budget d'une rénovation de toiture plutôt que dans celui d'une installation photovoltaïque posée sur un toit existant. Le montant à retenir pour évaluer l'investissement est le supplément d’une toiture solaire par rapport à une rénovation classique. Du prix de la toiture solaire se déduisent la couverture classique qui n'est plus posée, puis la rétribution versée par Pronovo.
Réalisations
| Photo | Lieu | Année | Surface | Puissance | Production annuelle |
|---|---|---|---|---|---|
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Bussigny | 2021 | 110 m² | 20,3 kWc | 19'810 kWh |
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Aran | 2023 | 21 m² | 3,9 kWc | 3'900 kWh |
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Saint-Prex | 2023 | 58 m² | 10,8 kWc | 10'260 kWh |
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Froideville | 2023 | 40 m² (estimé) | 10,32 kWc | 10'320 kWh |
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Champéry | 2023 | 176 m² (estimé) | 34,83 kWc | 34'830 kWh (estimé) |
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Crissier | 2024 | 2'000 m² (estimé) | 988,57 kWc | 1'000'000 kWh |
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Genolier | 2024 | 75 m² | 7,7 kWc | 8'459 kWh |
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Renens | 2024 | 400 m² | 90,1 kWc | 90'000 kWh (estimé) |
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Essertines | 2024 | 125 m² | 34,12 kWc | 37'532 kWh (estimé) |
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Villars-Sainte-Croix | 2024 | 155 m² | 22,4 kWc | 22'180 kWh |
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Romanel | 2024 | 2'191 m² (estimé) | 493,68 kWc | 505'939 kWh |
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Morges | 2025 | 130 m² | 23,85 kWc | 23'370 kWh |
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Saint-Cergue | 2025 | 143 m² | 33,4 kWc | 29'520 kWh |
Articles connexes
Sources et ressources
- https://www.climacy.ch/ - site internet de l'entreprise
- https://www.suisseenergie.ch/habiter/installations-solaires/ - blog de suisse énergie
- ↑ Sri, R., & Tan, C. H. (2026). Long-term field evaluation of bifacial photovoltaic systems at a Tropical Site: Characteristics of bifacial gain, electricity yield, degradation, and techno-economic assessment. Energy Reports, 16, 109556. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352484726005251?via%3Dihub
- ↑ CSEM. (rapport interne). Centre Suisse d'Électronique et de Microtechnique, Neuchâtel. Document non publié.
- ↑ Sinha, A., Sulas-Kern, D. B., Owen-Bellini, M., Spinella, L., Uličná, S., Ayala Pelaez, S., Johnston, S., & Schelhas, L. T. (2021). Glass/glass photovoltaic module reliability and degradation: a review. Journal of Physics D: Applied Physics, 54(41), 413002. https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac1462
- ↑ Bhambhani, A. / TaiyangNews. (2024). SoliTek releases EVA vs. POE analysis for solar modules. TaiyangNews. https://taiyangnews.info/technology/solitek-releases-eva-vs-poe-analysis-solar-modules