Orientation des panneaux solaires : sud, est-ouest ou nord, quelle production ?

Orientation des panneaux solaires : pourquoi le plein sud reste la référence

Dans l'hémisphère nord, le soleil se lève à l'est, culmine plein sud vers 14 h en heure d'été, puis se couche à l'ouest. Un panneau tourné vers le sud reçoit donc le rayonnement le plus direct au moment où il est le plus intense. C'est ce qui fait du plein sud l'orientation qui produit le plus de kWh sur l'année.

Pour décrire précisément l'orientation d'un toit, on utilise l'azimut, l'angle entre la direction du pan et le sud. Plein sud correspond à 0°, plein est à −90° et plein ouest à +90°. Un pan sud-ouest se situe autour de +45°.

Ces trois chiffres résument l'essentiel. Le plein sud n'est pas une condition indispensable : entre le sud-est et le sud-ouest, la perte reste minime et ne justifie aucun renoncement. Même plein est ou plein ouest, une installation garde plus de 80 % de son potentiel. Il faut descendre vers le nord ou vers une pose verticale pour que la perte devienne vraiment pénalisante.

Quelle production selon l'orientation et l'inclinaison ?

Le tableau ci-dessous croise les deux paramètres. Chaque case indique la production annuelle en pourcentage de la configuration idéale. Il se lit simplement : repérez la pente de votre toit en ligne, son orientation en colonne.

Deux enseignements ressortent. D'abord, la zone verte est large : toutes les configurations comprises entre le sud-est et le sud-ouest, inclinées de 15 à 45°, produisent plus de 90 % de l'optimum. La très grande majorité des toits en pente français entrent dans cette zone.

Ensuite, plus le toit est plat, moins l'orientation compte. À 0°, un panneau produit la même chose quelle que soit sa direction. À l'inverse, sur une façade verticale, l'écart entre le sud et l'est atteint près de 20 points. C'est pourquoi un toit faiblement incliné tourné vers l'est reste une bonne surface, alors qu'une façade exposée à l'est l'est beaucoup moins.

Sud-est et sud-ouest : une perte minime

Un toit sud-ouest produit environ 5 % de moins qu'un toit plein sud, mais il décale le pic de production vers 14 h ou 15 h. Pour un foyer qui rentre en fin d'après-midi ou qui recharge une voiture électrique en début de soirée, ce décalage est plutôt un avantage. Le sud-est fait l'inverse : il produit plus tôt dans la matinée, ce qui convient aux foyers en télétravail ou aux personnes retraitées qui lancent leurs appareils le matin.

Orientation est-ouest : moins de kWh, mieux répartis

Sur une maison à deux pans orientés est et ouest, on peut équiper les deux côtés du toit. La production démarre tôt le matin sur le pan est et se prolonge en soirée sur le pan ouest.

La courbe obtenue est plus plate et plus longue que celle d'un toit sud.

Pendant longtemps, l'est-ouest était vu comme un pis-aller. Le raisonnement a changé avec la baisse du tarif de rachat. Quand le kWh revendu valait 13 centimes, seul le volume total comptait. Aujourd'hui, un kWh injecté rapporte environ un centime, contre près de 20 centimes pour un kWh autoconsommé. Ce qui compte, c'est donc de produire au moment où l'on consomme.

Or un toit sud concentre sa production autour de midi, quand la maison est souvent vide, et crée un gros surplus. Une installation est-ouest produit 15 à 20 % de moins au total, mais couvre mieux le petit-déjeuner et le début de soirée. Pour un foyer actif, la part autoconsommée progresse, et l'écart d'économie réelle avec un toit sud se réduit nettement. Nous le détaillons dans notre article sur les avantages des panneaux solaires, qui chiffre la rentabilité selon le taux d'autoconsommation.

Orientation nord : dans quels cas l'envisager

Un pan nord incliné à 30° perd 40 à 45 % de production par rapport au sud, et presque tout ce qu'il produit arrive en été. Nous le déconseillons dans la plupart des cas. Deux exceptions existent : une toiture très peu pentue, à moins de 15°, où la perte tombe vers 25 à 30 %, et un pan nord qui vient compléter un pan sud déjà équipé, quand le besoin d'électricité estival est important, par exemple pour une climatisation ou une piscine.

Exemple : 3 kWc selon six orientations

Les pourcentages parlent mieux une fois traduits en kWh. Voici la production annuelle estimée d'une même installation de 3 kWc, soit 7 à 8 panneaux récents, posée sur une maison d'Île-de-France dans six configurations différentes.

Entre le meilleur et le pire cas raisonnable, le plein sud et le plein est, l'écart est d'environ 600 kWh par an. Valorisés à 19,5 centimes, cela représente un peu plus de 100 € par an si tout était autoconsommé, et beaucoup moins si l'écart correspond surtout à du surplus de midi. C'est une différence réelle, mais elle ne remet presque jamais en cause un projet. Pour obtenir une estimation sur votre adresse, essayez notre simulateur solaire.

L'inclinaison, l'autre moitié de l'équation

L'angle idéal dépend de la latitude. Plus on monte vers le nord, plus le soleil est bas et plus les panneaux doivent être redressés pour le recevoir de face. En France, l'optimum annuel se situe entre 30° dans le Sud et 35° dans le Nord. En Île-de-France, une pente de 30 à 35° est idéale, et la perte reste inférieure à 5 % entre 15 et 45°.

La saison compte aussi. Un panneau très incliné, à 50 ou 60°, capte mieux le soleil bas de l'hiver mais perd en été. Un panneau presque à plat fait l'inverse. Si vous possédez une pompe à chaleur, dont la consommation se concentre entre octobre et avril, une pente un peu plus forte peut se justifier sur un support réglable. Sur une toiture, en revanche, les panneaux suivent la pente existante : on ne refait pas une charpente pour gagner quelques pourcents.

Toit plat : plein sud incliné ou rangées est-ouest

Sur un toit plat ou une toiture-terrasse, l'orientation est un choix et non une contrainte. Les panneaux sont posés sur des supports lestés, sans percer l'étanchéité. Deux implantations dominent.

• Plein sud, incliné de 15 à 30°. Chaque panneau produit au maximum, mais les rangées doivent être espacées pour ne pas se faire d'ombre en hiver, ce qui limite le nombre de panneaux sur une surface donnée.
• Est-ouest, incliné de 10 à 15°. Les panneaux sont posés dos à dos, presque sans espace. Chacun produit un peu moins, mais la surface est mieux occupée, la prise au vent est plus faible et la production plus étalée sur la journée.

Façade, balcon, jardin : régler soi-même l'orientation

Les kits solaires prêts à brancher, posés au sol ou sur un balcon, s'orientent librement. Un support réglable permet de changer l'inclinaison selon la saison.

Visez le sud ou le sud-ouest, à 30 ou 35°, à l'écart des ombres de la maison et des haies.

Fixé à la verticale sur un garde-corps, un panneau perd environ 30 % de production par rapport à la position idéale, mais produit relativement bien en hiver, quand le soleil est bas. Au sol, un support incliné à 30° tourné vers le sud donne le meilleur résultat. Dans tous les cas, ces petites installations restent limitées : quelques centaines de kWh par an par panneau. Pour couvrir une part importante de la consommation d'une maison, une installation sur toiture ou un carport solaire reste plus adaptée.

Ombrage : souvent plus pénalisant qu'une mauvaise orientation

On s'inquiète beaucoup de l'orientation et pas assez des ombres. Un panneau est composé de cellules reliées en série : quand quelques-unes sont dans l'ombre, elles freinent tout le module. Et sur une installation équipée d'un onduleur central, les panneaux d'une même chaîne sont eux aussi reliés en série. L'ombre d'une cheminée sur un seul module peut alors faire chuter la production de toute la chaîne.

Trois solutions limitent ce problème. Les diodes de dérivation intégrées aux panneaux isolent la partie ombragée. Les micro-onduleurs, un par panneau, rendent chaque module indépendant. Les optimiseurs font de même tout en conservant un onduleur central. Sur un toit avec cheminée, lucarne ou arbre proche, l'une de ces deux dernières options est presque toujours justifiée.

Comment connaître l'orientation de votre toit en 5 étapes

Pas besoin de monter sur le toit pour savoir s'il convient. Avec un ordinateur et un smartphone, vous obtenez en une demi-heure une première estimation fiable de l'orientation de vos futurs panneaux solaires et de leur production.

1. 1

   Repérer le toit sur une vue aérienne

   Ouvrez Géoportail ou la vue satellite de Google Maps, nord en haut de l'écran. Identifiez le pan de toit utilisable : la direction vers laquelle il descend est son orientation.

2. 2

   Mesurer l'azimut

   L'azimut est l'angle entre la direction du pan et le sud. L'outil de mesure de Géoportail, ou la boussole d'un smartphone posée contre la façade parallèle au faîtage, donne une précision suffisante. Éloignez le téléphone des masses métalliques.

3. 3

   Estimer l'inclinaison

   Une application d'inclinomètre posée sur un chevron dans les combles donne l'angle directement. À défaut, les tuiles mécaniques sont souvent posées entre 25 et 35°, les ardoises au-delà de 35°.

4. 4

   Relever les ombres

   Notez les cheminées, lucarnes, arbres, immeubles voisins et reliefs. Pensez à l'hiver : le soleil reste bas et un arbre lointain peut alors masquer le toit pendant plusieurs heures.

5. 5

   Simuler la production

   Saisissez votre adresse, l'azimut et l'inclinaison dans PVGIS, l'outil gratuit de la Commission européenne. Attention à sa convention : 0° correspond au sud, −90° à l'est et 90° à l'ouest.

Cette estimation vous permet d'aborder les devis en connaissance de cause. Si un installateur annonce une production très supérieure à celle de PVGIS pour votre adresse, demandez-lui ses hypothèses. Un écart de quelques pourcents est normal, un écart de 20 % ne l'est pas.

Choisir l'orientation de ses panneaux solaires selon sa consommation

Quand on a le choix entre plusieurs pans de toit, ou qu'on installe des panneaux sur un toit plat, la meilleure orientation n'est pas toujours celle qui produit le plus. Elle dépend de vos horaires.

• Foyer présent en journée (télétravail, retraite, jeunes enfants) : le plein sud valorise bien le pic de midi, surtout avec un ballon d'eau chaude programmé à ces heures.
• Foyer absent de 8 h à 18 h : l'est-ouest ou le sud-ouest produisent davantage aux heures de présence, le matin et en fin de journée.
• Voiture électrique rechargée le soir : un pan ouest ou sud-ouest prolonge la production jusqu'à 19 ou 20 h en été.
• Maison avec batterie : l'orientation compte moins, car la batterie stocke le surplus de midi pour la soirée. Le plein sud retrouve alors l'avantage du volume.

Avant de choisir, analysez votre courbe de consommation heure par heure, disponible sur votre espace client ou l'application de votre fournisseur. Elle montre à quel moment de la journée vous consommez réellement, et donc quelle orientation de panneaux solaires vous fera économiser le plus.

Ce que disent les règles d'urbanisme

Installer des panneaux sur un toit demande une déclaration préalable de travaux en mairie, avec un délai d'instruction d'un mois, porté à deux mois dans un secteur protégé. Le plan local d'urbanisme peut fixer des règles qui touchent directement à l'orientation : pose obligatoirement parallèle au pan de toiture, interdiction de surélever les panneaux, limitation des installations visibles depuis la voie publique.

Aux abords d'un monument historique ou dans un site patrimonial remarquable, nombreux en Île-de-France, l'architecte des Bâtiments de France donne son avis. Il peut demander des panneaux entièrement noirs, une pose intégrée ou l'implantation sur un pan moins visible, parfois moins bien orienté. Consultez le PLU de votre commune avant de faire réaliser des devis, et vérifiez en même temps l'état de votre couverture : si elle doit être refaite ou isolée, faites-le avant la pose. Notre article sur l'isolation thermique du toit détaille les options. Sur un toit en tuiles, le choix des crochets est expliqué dans notre article sur la fixation des panneaux solaires sur tuiles.

Questions fréquentes sur l'orientation des panneaux solaires