Panneau solaire et autoconsommation : le retail joue le jeu 

De la gestion responsable des ressources à l’adoption de technologies innovantes comme l’autoconsommation photovoltaïque, ce secteur est un terrain fertile pour l’exploration des solutions durables. Décryptage… 

La décarbonation des grandes surfaces : une question pluridimensionnelle  

La grande distribution ne figure pas forcément dans la liste des secteurs que l’on considère intuitivement comme étant de gros émetteurs de gaz à effet de serre (GES). Son rôle est pourtant décisif dans l’objectif de décarbonation pour deux raisons : le secteur est un prescripteur de modes de production et de consommation, et son vaste maillage national (et international) assure une certaine portée aux initiatives vertes qui peuvent être lancées :  

• Privilégier le bio, le vrac et le végétal ; 
• Réduire ou éviter les promotions sur les lots multiples qui incitent à l’achat ; 

• Juguler le gaspillage alimentaire (meilleure gestion des stocks, travail sur les dates de péremption, dons aux associations dans le cadre de la loi AGEC…) ; 
• Se montrer plus vigilant face à la déforestation liée à l’élevage et au soja ; 
• Réduire l’utilisation du plastique ; 
• Poursuivre les efforts de revitalisation des centres villes, de végétalisation et de verticalisation des parkings, etc. 

Pour ce qui est de l’émission des GES, la contribution nationale du retail et de la grande distribution reste encore inconnue, mais l’Ademe et Perifem ont lancé un travail en ce sens en 2023. Les acteurs du secteur multiplient donc les initiatives pour muscler leur politique RSE et éventuellement anticiper un durcissement des lois :  

• L’action sur les fluides réfrigérants a sans doute été la plus spectaculaire, puisque ce poste qui pesait jusqu’à 30 % des émissions directes en magasin s’est aujourd’hui réduit à quelques pourcents, comme l’explique Franck Charton, délégué général de Perifem, au micro de jebosseengrandedistribution.fr. Cette prouesse a été rendue possible par la simple hermétisation des meubles frigorifiques ; 
• La décarbonation du dernier kilomètre, l’électrification des flottes et le recours au biométhane ont permis de réduire les émissions de GES de 12 % entre 2018 et 2020 alors que le nombre de palettes transportées a progressé de 2 %, comme l’explique l’Observatoire de la distribution responsable (2021). 

Toutefois, c’est véritablement la consommation d’énergie des magasins qui impacte le plus le bilan carbone des grandes surfaces. Au-delà des mesures de sobriété, comme l’extinction des enseignes lumineuses dès la fermeture et la baisse de la température ambiante, c’est l’adoption des énergies renouvelables qui offre le plus grand potentiel de baisse des émissions de GES. Les panneaux solaires photovoltaïques ont un rôle décisif à jouer dans cette dynamique.

Autoconsommation photovoltaïque : de quoi parle-t-on exactement ?

L’autoconsommation désigne le processus par lequel un producteur d’énergie (particulier, commerce, entreprise, collectivité) consomme l’énergie qu’il produit lui-même, sans passer par le réseau électrique public.  

Dans le contexte du retail, l’autoconsommation est généralement réalisée grâce à l’installation de panneaux solaires photovoltaïques. Ces équipements convertissent l’énergie solaire en électricité grâce à des cellules qui génèrent un courant continu lorsqu’elles sont exposées à la lumière du soleil. Ce courant continu est par la suite transformé en courant alternatif par un onduleur, rendant l’électricité produite compatible avec les appareils et systèmes électriques conventionnels. 

Dans un modèle d’autoconsommation, l’électricité produite est utilisée sur placece qui réduit la dépendance à l’électricité du réseau public. En outre, cela permet de maîtriser les coûts énergétiques, un enjeu majeur dans un contexte de flambée des prix. L’énergie non consommée peut être stockée dans une batterie (lithium) pour une utilisation ultérieure (lorsque le soleil ne brille pas) ou, dans certains cas, revendue sur le réseau public. 

Par essence, l’autoconsommation solaire est un levier majeur pour décarboner le secteur du retail. Il faut dire que les grandes surfaces présentent de nombreuses prédispositions en la matière :  

• Vaste superficie disponible : les grandes surfaces disposent de toits et de parkings étendus qui peuvent accueillir des panneaux solaires photovoltaïques pour produire de l’énergie propre à grande échelle, directement sur le lieu de consommation. L’installation d’ombrières photovoltaïques offre par ailleurs un service de confort aux clients qui peuvent protéger leur véhicule en été ; 
• Orientation et inclinaison favorables : contrairement aux bâtiments résidentiels et aux structures plus petites, les grandes surfaces peuvent concevoir ou adapter leurs toits pour une orientation sud et une inclinaison en phase avec leur latitude pour maximiser l’exposition au soleil des panneaux photovoltaïques ; 

• Correspondance entre la production et la consommation : les grandes surfaces fonctionnent en grande partie pendant les heures d’ensoleillement. Cela permet une utilisation directe de l’énergie solaire produite, réduisant la nécessité de stockage ou de réinjection dans le réseau ; 
• Possibilité d’intégration avec les systèmes existant : les grandes surfaces ont déjà des systèmes de chauffage, de refroidissement et d’éclairage centralisés qui facilitent l’intégration de l’énergie solaire photovoltaïque dans le mix d’énergie ;  
• Gestion Technique Centralisée (GTC) et stockage thermique : l’électricité en surplus peut être stockée sous forme d’énergie thermique et mobilisée pour augmenter la température de chauffage en hiver ou ajuster la température des chambres froides qui ont besoin d’énergie même lorsque les GMS sont fermées. 

Panneau solaire et autoconsommation : les critères de choix dans le retail

Le choix des panneaux solaires qui composent l’installation photovoltaïque doit reposer sur des critères objectifs comme les besoins en énergie du magasin, la superficie disponible pour l’installation solaire, le climat de la région, le stockage de l’électricité dans des batteries bien dimensionnées ou encore le budget alloué au projet.

#1 Les besoins en énergie du magasin

C’est la première étape de tout projet d’équipement en panneaux solaires photovoltaïques. Il s’agira d’analyser l’historique de la consommation énergétique sur plusieurs années pour comprendre les besoins en énergie ainsi que les variations saisonnières.

Avant d’aller plus loin, les professionnels du retail peuvent saisir l’occasion de ce bilan énergétique pour intégrer des mesures de sobriété énergétique, que ce soit en termes de comportement ou en investissant dans de nouveaux équipements : LED, éclairage adaptatif, systèmes de gestion intelligente de l’énergie, renforcement de l’isolation thermique, portes automatiques à fermeture rapide, compresseurs à haut rendement pour les systèmes de réfrigération, toits verts, murs végétalisés, etc. Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation constituent des points de vigilance. Obsolètes, ils se transformeront progressivement en de véritables gouffres financiers.

Ces mesures de sobriété permettront de bien dimensionner les panneaux solaires photovoltaïques et de réduire le coût du projet de plusieurs milliers d’euros (au moins). Avec une consommation énergétique optimisée, le magasin se rapproche davantage de l’autoconsommation ou de l’autosuffisance, réduisant un peu plus sa dépendance au réseau électrique public.Par ailleurs, il se protége contre les fluctuations des prix de l’énergie tout en améliorant son bilan carbone.

#2 Bien dimensionner son parc solaire photovoltaïque

Prenons l’exemple d’un hypermarché situé à Toulouse, une ville qui bénéficie d’une bonne exposition solaire avec une moyenne d’environ 5 heures d’ensoleillement plein par jour. Supposons que l’analyse des besoins énergétiques du magasin ait révélé une consommation moyenne quotidienne de 5 000 kWh (éclairage, réfrigération, chauffage, climatisation, etc.).

Les panneaux solaires modernes affichent une efficacité d’environ 20 %. En d’autres termes, un panneau solaire d’un mètre carré avec une efficacité de 20 % produira environ 200 W en plein soleil. Comptons une perte d’énergie de 15 % attribuable à l’ombrage, la saleté, les inefficacités de l’onduleur, etc. Avec ces informations, nous pouvons estimer la capacité nécessaire pour le parc solaire photovoltaïque de cet hypermarché selon la formule suivante :

Capacité nécessaire (kW) = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑜𝑚𝑚𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑞𝑢𝑜𝑡𝑖𝑑𝑖𝑒𝑛𝑛𝑒 (𝑘𝑊ℎ) / 𝐻𝑒𝑢𝑟𝑒𝑠 𝑑′𝑒𝑛𝑠𝑜𝑙𝑒𝑖𝑙𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡 (1−𝑃𝑒𝑟𝑡𝑒 𝑑′é𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒)

En insérant nos valeurs, nous obtenons une capacité nécessaire de 1 176 kW. En somme, l’hypermarché aura besoin d’une installation solaire photovoltaïque d’une capacité d’environ 1 176 kW pour couvrir entièrement ses besoins énergétiques quotidiens.

Pour déterminer la superficie nécessaire pour installer un parc solaire photovoltaïque de cette capacité, nous utiliserons la formule suivante :

Superficie nécessaire (m²) = 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡é 𝑛é𝑐𝑒𝑠𝑠𝑎𝑖𝑟𝑒 (𝑘𝑊) / 𝐸𝑓𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖𝑡é 𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑛𝑛𝑒𝑎𝑢𝑥 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒𝑠 (𝑘𝑊𝑚2)

En utilisant une efficacité de 200 W par m² (ou 0,2 kW/m²), que l’on retrouve couramment dans les panneaux solaires monocristallins, nous obtenons une superficie totale de 5 880 m². Ainsi, pour couvrir entièrement ses besoins énergétiques, cet hypermarché à Toulouse aurait besoin d’installer des panneaux solaires sur une superficie d’environ 5 880 m².

#3 Choix de la technologie cellulaire de l’installation solaire photovoltaïque

Le choix doit être le fruit d’un arbitrage pertinent entre les besoins en énergie, la superficie disponible pour l’installation solaire et le budget alloué au projet. Chaque technologie cellulaire présente des avantages et des inconvénients.

Panneau solaire en silicium monocristallin (Mono-Si)

Reconnaissables à leur couleur noire uniforme, ces panneaux solaires photovoltaïques affichent le rendement le plus élevé, souvent supérieur à 20 %. S’ils sont plus chers, ces panneaux solaires durent plus longtemps, résistent aux températures élevées et produisent plus d’électricité par mètre carré que les autres technologies cellulaires.

Panneau solaire en silicium polycristallin (Poly-Si)

Ces panneaux solaires coûtent moins cher que les monocristallins, mais leur rendement plafonne généralement à 17 % (voire moins). C’est donc une option économique pour les magasins ayant un budget plus restreint ou qui n’ont pas de besoins énergétiques élevés.

Panneau solaire à cellules en couches minces (CIGS, CdTe, a-Si)

Flexibles et légers, ces panneaux peuvent être intégrés dans des structures architecturales particulières ou atypiques. Leur rendement est toutefois faible, dépassant rarement les 10 %.

Panneau solaire à hétérojonction (HJT)

Combinant les technologies monocristalline et amorphe, ces panneaux solaires photovoltaïques peuvent atteindre des rendements supérieurs à 22 %. Ils sont toutefois très récents et les cas d’usage dans les grands magasins ne sont pas nombreux.

#4 Intégration architecturale et esthétique de l’installation solaire photovoltaïque

Dans le cas du retail, l’apparence et l’attrait visuel des bâtiments jouent un rôle dans l’expérience client. Il ne s’agit donc pas seulement d’installer des panneaux solaires photovoltaïques sur un toit, mais de procéder de façon esthétiquement plaisante et d’’intégrer harmonieusement l’installation à l’architecture existante du magasin. Les professionnels du retail peuvent envisager plusieurs options :

· Des panneaux solaires photovoltaïques intégrés au bâtiment (BIPV) : ces panneaux sont conçus pour s’intégrer à la structure du bâtiment, remplaçant souvent des éléments traditionnels comme les fenêtres, les façades ou les toits. Ils peuvent être transparents ou colorés pour correspondre à l’apparence du bâtiment ;

· Ombrières solaires photovoltaïques sur les parkings : au-delà de la production d’énergie, ces structures offrent de l’ombre pour les véhicules stationnés, améliorant ainsi l’expérience client, surtout pendant les mois chauds ;

· Intégration paysagère : dans les grands espaces de vente avec des zones vertes, les panneaux solaires photovoltaïques peuvent être installés au sol de manière à s’intégrer harmonieusement à l’environnement, sans perturber la vue ;

· Panneaux solaires flexibles : ces panneaux peuvent être courbés et adaptés à différentes surfaces.

Dans le cas d’un nouveau magasin ou d’un travail de rénovation important, il peut être utile de travailler en étroite collaboration avec des architectes et des designers spécialisés. Cela pour s’assurer que l’installation solaire photovoltaïque renforce l’attrait visuel du magasin tout en maximisant la production d’énergie.

#5 Maintenance et garantie de l’installation solaire photovoltaïque

La garantie proposée par le fabricant des panneaux solaires photovoltaïques est souvent le premier indicateur de qualité. En règle générale, les meilleurs fabricants donnent une garantie de performance d’au moins 25 ans, c’est-à-dire que les panneaux maintiendront un certain pourcentage de leur efficacité initiale à terme (80 % par exemple).

L’onduleur, essentiel au fonctionnement du panneau solaire photovoltaïque, aura une durée de vie plus courte que l’installation. Il faudra prévoir un remplacement tous les 10 à 15 ans pour éviter des interruptions inattendues de l’installation solaire.

Le choix des panneaux solaires doit également prendre en compte le climat de la région d’installation. Dans le nord de la France, où les conditions météorologiques peuvent être rudes en hiver, il serait judicieux d’opter pour des panneaux solaires certifiés IEC 61215. Il est aussi possible de prévoir une protection adéquate (filet anti-grêle par exemple) sans produire d’ombrage qui gênerait l’exposition des modules solaires photovoltaïques.

Après le matériel, c’est la qualité et la fréquence de la maintenance qui impactent le plus la durée de vie de l’installation solaire photovoltaïque. Les professionnels du retail optent généralement pour des contrats de maintenance complets englobant les inspections, le nettoyage des panneaux solaires photovoltaïques ainsi que les réparations.

#6 Batterie et stockage d’électricité

Le stockage de l’électricité est un élément clé pour maximiser l’efficacité d’une installation solaire photovoltaïque, en particulier pour les acteurs du retail qui ont des besoins énergétiques constants, même pendant les heures sans ensoleillement.

Les panneaux solaires produisent de l’électricité lorsque le soleil brille, et cette production d’énergie n’est pas toujours en phase avec la consommation réelle du magasin. Le surplus d’électricité généré pendant les heures de forte production peut être stocké pour être utilisé ultérieurement, notamment pendant les heures de pointe, lorsque le soleil se fait rare ou tout simplement pendant la nuit.

Les solutions de stockage, comme les batteries lithium-ion, ont connu des avancées technologiques majeures ces dernières années. Elles offrent désormais une capacité de stockage plus importante, une durée de vie prolongée et un meilleur rendement. Pour un hypermarché, le choix de la capacité de stockage dépendra de plusieurs facteurs, notamment la consommation énergétique du magasin, la capacité de production des panneaux solaires et les variations saisonnières.

Les professionnels du retail doivent également prendre en compte le coût total de possession (TCO) des batteries. Si l’investissement initial peut sembler élevé, les économies réalisées grâce à l’autoconsommation et éventuellement la vente du surplus d’électricité au réseau peuvent rapidement compenser ce coût.

De plus, avec l’évolution des réglementations et la mise en place d’incitations pour l’autoconsommation, le stockage de l’électricité dans ces batteries à haut rendement devient un atout stratégique. Il permet non seulement de réduire la dépendance au réseau électrique, mais aussi de participer activement à la transition énergétique et de consolider sa politique RSE.

Panneau solaire et autoconsommation en grandes surfaces : quelques success stories

En Loire-Atlantique, Leclerc a transformé la galerie Atlantis le Centre à l’aide de plus de 5 000 panneaux solaires photovoltaïques pourquoi assurent son autoconsommation énergétique. Objectif : produire de l’électricité locale et durable pour couvrir, à terme, 25 % de ses besoins en énergie annuels. Une opération qui s’inscrit dans le cadre du vaste programme entrepris par la direction pour réduire les consommations de l’ensemble de ses enseignes de 30 % à l’horizon 2025. Lemoniteur.fr a documenté cette initiative. 

Gérant franchisé de supermarchés Carrefour Market dans le sud de la France, Antoine Viguier a remporté six projets sur les deux appels d’offres sur l’autoconsommation lancés en 2017 par le gouvernement. Le projet du supermarché de Palavas-les-Flots dans l’Hérault a par exemple permis d’installer 200 kW de capacités de panneaux solaires photovoltaïques sur les ombrières du parking pour une réduction de 30 % sur la facture d’électricité et une rentabilisation sur 6 à 7 ans. 

Dans la région Auvergne-Rhône-Alpes, le parking du centre commercial Leclerc d’Avermes accueille le plus grand parc solaire photovoltaïque de France dans un hypermarché. Les ombrières s’alignent à perte de vue et supportent 22 000 m² de panneaux solaires photovoltaïques qui produisent l’équivalent de la consommation en énergie de 1 000 foyers. Coût de l’investissement : 5 millions d’euros, avec un retour sur investissement prévu sur 15 ans, comme l’explique Jean-Paul Oger, propriétaire du centre commercial, à nos confrères de France Bleu. 

Malgré ces initiatives qui se multiplient, la marge de progression est encore importante, comme l’explique l’ADEME.  L’agence souligne le potentiel du gisement national des zones délaissées et des parkings propices au déploiement d’installations solaires photovoltaïques. La puissance actuelle du parc photovoltaïque français pourrait être multipliée par six en équipant ces zones.