Guide de sécurité incendie pour le photovoltaïque : comment réduire les risques d'incendie dans les centrales solaires ?

Les défis de la sécurité incendie face à la généralisation du photovoltaïque en Europe

Avec le déploiement accéléré des systèmes photovoltaïques en Europe, un nombre croissant d'usines commerciales, de bâtiments résidentiels et même de quartiers historiques intègrent activement des systèmes photovoltaïques distribués. Ce développement rapide augmente la part des énergies renouvelables, mais met également en lumière une série de risques en matière de sécurité incendie. En particulier dans un contexte d'intégration complexe des systèmes, de tensions élevées et d'installations de modules denses, les risques d'incendie causés par des arcs en courant continu, des points chauds sur les modules ou le vieillissement des câbles sont en hausse constante.

Certains projets souffrent d'un manque de prise en compte des aspects de sécurité incendie dès la conception, de normes de construction non conformes ou d'une maintenance insuffisante, ce qui rend difficile toute intervention rapide en cas d'incendie. Dans des pays comme l’Italie et l’Allemagne, où les exigences en matière de prévention incendie des bâtiments sont strictes, ce type d’incident peut non seulement compromettre la sécurité et le fonctionnement du projet, mais également entraîner un durcissement de la réglementation et une perte de confiance du marché. Par conséquent, tout en favorisant le développement durable du photovoltaïque, réduire les risques d’incendie à la source devient une nécessité incontournable pour le secteur.

Analyse des risques d'incendie dans les centrales photovoltaïques

1. Zones à haut risque : système en courant continu et composants vieillissants

Les principaux risques dans les systèmes photovoltaïques se concentrent sur le côté courant continu. Une fois les modules connectés en série, la tension du système se situe généralement entre 600 V et 1000 V. En cas de connexion desserrée, de mauvais contact ou de vieillissement structurel, des arcs électriques à haute température peuvent se former, atteignant des températures supérieures à 3000 °C. Les points de risque typiques incluent :

• Modules : soumis à l'effet de point chaud durant une longue période d’exploitation, notamment dans les zones fréquemment ombragées. La surchauffe locale peut brûler la face arrière ou provoquer une défaillance de la boîte de jonction. L’utilisation de matériaux de mauvaise qualité ou une encapsulation défectueuse accélère également le vieillissement de l’isolant, augmentant le risque d’auto-inflammation.
• Connecteurs et câbles : les connecteurs MC4 mal sertis ou vieillissants peuvent accumuler de la chaleur et provoquer des arcs électriques. Une pose incorrecte des câbles, une section insuffisante ou des dommages mécaniques peuvent entraîner des courts-circuits ou des défaillances d'isolation, représentant une autre source majeure d'incendie côté courant continu.
• Boîtes de jonction et onduleurs : si les fusibles sont trop proches, la dissipation thermique insuffisante ou l’absence de surveillance du courant peuvent provoquer une surchauffe locale des boîtes de jonction. Certains onduleurs sans fonction de coupure d’arc ni conception thermique adéquate peuvent prendre feu rapidement en cas de panne.

Ces équipements et composants sont répartis tout au long de la chaîne d’exploitation de la centrale. Un seul défaut peut se propager rapidement par les câbles et entraîner un incendie électrique en chaîne.

2. Exemples d’incidents

En Europe, bien que les incendies photovoltaïques restent rares, les pertes sont importantes lorsqu'ils surviennent. Selon les données de l'assureur allemand Mannheimer, les incendies ne représentent que 2 % des sinistres, mais 32 % des indemnités versées, ce qui montre l’impact considérable sur la valeur des installations et la sécurité des bâtiments.

Un exemple significatif est le centre de données Apple à Mesa, en Arizona, où un incendie causé par des modules photovoltaïques installés sur le toit a gravement endommagé les équipements. L'enquête a révélé l'absence de surveillance au niveau des modules, empêchant une isolation rapide du feu, qui s'est propagé aux structures environnantes. Cet incident a attiré l'attention de plusieurs pays européens sur les mécanismes de coupure et la capacité de réponse des systèmes photovoltaïques face aux incendies, incitant l’Italie, la France et d'autres pays à renforcer leurs réglementations d'approbation pour les projets photovoltaïques intégrés aux bâtiments.

Du « passif » à « l’actif » : optimiser la conception de la sécurité incendie dans le photovoltaïque

Avec l’augmentation de la capacité des systèmes et la densification des projets raccordés au réseau, les centrales photovoltaïques évoluent d’une protection de sécurité réactive vers une conception de sécurité proactive, axée sur le contrôle à la source et la sécurité active au niveau du système. Les trois types de solutions suivants deviennent des approches technologiques dominantes en Europe :

1. Technologie de coupure au niveau du module : contrôle précoce de l’incendie et suppression de la source de risque

• Permet à chaque module de se déconnecter automatiquement en cas d’anomalie, contrôlant efficacement la propagation du feu.
• Prise en charge du contrôle à distance, de l’activation automatique et de l’interconnexion avec les systèmes anti-incendie, adaptée aux projets urbains à forte densité.
• Déjà certifiée selon les normes NEC 690.12, CE, SunSpec, conforme aux exigences réglementaires des principaux marchés.

2. Systèmes à micro-onduleurs : élimination des risques liés au courant continu haute tension

• Chaque module convertit indépendamment l’énergie en courant alternatif, sans lignes haute tension DC dans le système, supprimant le risque d’arc électrique.
• Intègre une surveillance au niveau du module et peut isoler les modules ombragés ou défectueux pour garantir la stabilité globale de la production.
• Structure simple, câblage court, absence de boîte de jonction : facile à installer et à entretenir.

3. Architecture sans fusible et coupure d’arc : simplification des connexions, réduction du risque thermique

• La suppression des fusibles et des boîtes de jonction centralisées réduit les points de contact et le risque de surchauffe non contrôlée.
• Onduleurs équipés de détecteurs d’arc pouvant couper l’alimentation dès les premiers signes de défaillance, évitant les incidents en cascade.
• La conception parallèle simplifiée améliore la stabilité et la fiabilité à long terme du système.

Comment prévenir les incendies lors de la maintenance quotidienne ?

Même si un système photovoltaïque est conçu avec un haut niveau de sécurité, le vieillissement, les desserrages ou la corrosion peuvent survenir au fil de l’exploitation. En l’absence de maintenance régulière, des défaillances électriques peuvent facilement se produire, entraînant un risque d’incendie. Pour répondre à ce problème, de nombreux pays européens ont intégré les inspections incendie dans les normes d’exploitation et de maintenance des installations photovoltaïques, exigeant que les mesures de prévention soient mises en œuvre à la fois dans la certification de conformité et dans la gestion quotidienne. Voici les principales actions à mener :

1. Inspection régulière de l’état des composants clés

• Vérifier si les boîtes de jonction, connecteurs et boîtes de regroupement présentent un desserrage, une déformation, de la poussière ou de la corrosion ;
• Utiliser l’imagerie thermique infrarouge pour détecter les points chauds et les élévations anormales de température aux connexions de câbles, afin d’anticiper tout risque de surchauffe locale ;
• Remplacer à temps les onduleurs, câbles et borniers vieillissants pour éviter les défaillances d’isolation ou l’augmentation de la résistance de contact.

2. Nettoyage des matières combustibles et maintien d’une bonne ventilation

• Enlever régulièrement les feuilles mortes, la poussière et les nids d’oiseaux autour du toit et des supports, pour réduire le risque d’allumage externe ;
• Garantir une bonne ventilation des onduleurs et des boîtes de regroupement, pour éviter les surchauffes dues à une mauvaise dissipation thermique ;
• Installer des bandes coupe-feu ou des couches de gravier dans les grandes centrales au sol, afin de bloquer efficacement la propagation des flammes.

3. Mise en place d’un système d’enregistrement et d’alerte

• Documenter numériquement chaque inspection et intervention de maintenance, afin d’assurer une traçabilité et une boucle de résolution des incidents ;
• Utiliser des plateformes de surveillance au niveau du module ou de la chaîne pour suivre en temps réel l’état du système et localiser rapidement toute anomalie ;
• Dans les projets connectés aux systèmes d’incendie municipaux, vérifier que les dispositifs de coupure d’urgence et les alarmes fonctionnent correctement et de manière synchronisée.

Différences de politiques européennes et tendance vers une réglementation obligatoire

Avec la maturation des technologies de prévention incendie, de plus en plus de pays européens intègrent la sécurité incendie photovoltaïque dans les réglementations du bâtiment et les normes électriques. La conformité en matière de sécurité incendie devient progressivement un critère clé pour l’approbation des projets et leur couverture d’assurance. Les différences actuelles entre les pays se situent principalement au niveau des règlements de construction, des procédures d’approbation et des modes de coordination avec les services d’incendie :

Italie

• La réglementation italienne du bâtiment (comme la norme UNI 9177) impose des exigences claires en matière de résistance au feu pour les systèmes BIPV : les modules doivent réussir le test de classement au feu de Classe 1 pour être installés sur les façades ou les toitures.
• Pour les projets supérieurs à 20 kWp, il est obligatoire de fournir le schéma de câblage du système et une description des dispositifs de coupure. L’approbation et la réception sont réalisées avec la participation du service local des pompiers (Vigili del Fuoco), qui exige la remise de documents techniques spécifiques.

Allemagne

• Dans les projets résidentiels et dans les quartiers historiques, l’interconnexion avec les systèmes d’incendie des bâtiments est obligatoire. En l’absence de dispositif de coupure à distance ou d’indicateur de tension, l’autorisation peut être refusée.
• Des normes telles que la DIN VDE 0100-712 fournissent des instructions détaillées sur la pose des câbles, les niveaux de protection et les matériaux isolants, avec un haut niveau d’application sur le terrain.

France

• Sous l’impulsion de la CRE (Commission de Régulation de l’Énergie), la France progresse vers une normalisation des spécifications techniques des systèmes photovoltaïques.
• Pour les installations de plus de 100 kWp ou situées dans des zones à forte affluence comme les centres-villes, les écoles ou les hôpitaux, des chemins de coupure d’urgence et des systèmes de surveillance des modules sont requis, avec une approbation spécifique par les autorités municipales.

Que faire en cas d’incendie dans une centrale photovoltaïque ?

Lorsqu’un incendie se déclare dans une centrale photovoltaïque, la situation est souvent plus complexe que dans un bâtiment classique. Même en cas de coupure du réseau, les modules photovoltaïques continuent de produire de l’électricité en journée, maintenant le système sous tension pendant longtemps. C’est particulièrement le cas pour les installations en toiture ou les systèmes BIPV, où la répartition des foyers d’incendie est complexe et les chemins de coupure peu clairs, ce qui facilite la propagation des flammes et complique les opérations de secours. Ainsi, la réponse d’urgence dans une centrale photovoltaïque doit non seulement être rapide, mais aussi s’appuyer sur un protocole clair et applicable.

1. Couper l’alimentation immédiatement

• Activer en priorité les dispositifs de coupure d’urgence côté courant continu ou le système de coupure au niveau du module, afin d’éviter toute alimentation de la zone en feu ;
• Si le système est équipé d’une interface de coupure à distance, le personnel de garde doit l’actionner dès confirmation de l’incendie, pour minimiser les zones sous tension ;
• Pour les projets non équipés de dispositifs de coupure automatique, installer un interrupteur manuel visible sur site et assurer une formation spécifique à son utilisation.

2. Choisir un équipement d’extinction approprié

• Il est strictement interdit d’utiliser de l’eau ou de la mousse pour éteindre les modules ou les onduleurs ;
• Il est recommandé d’utiliser un extincteur à poudre sèche ou à dioxyde de carbone (CO₂), en respectant la distance minimale de sécurité avec les équipements sous tension (par exemple, au moins 0,4 m pour les tensions inférieures à 10 kV) ;
• En cas d’incendie d’un équipement haute tension, une zone de sécurité doit être délimitée. Sans équipement d’isolation, il est interdit d’approcher les circuits en courant continu.

3. Fournir des instructions claires aux pompiers

• Si l’incendie ne peut être maîtrisé en interne, appeler immédiatement les pompiers locaux et signaler explicitement les risques de tension résiduelle ;
• Sur le site de la centrale, il convient d’afficher les schémas de câblage du système, les positions des interrupteurs principaux et les instructions de coupure, pour permettre aux secours extérieurs de comprendre rapidement la configuration et d’éviter toute mauvaise manipulation ou accident secondaire.

Conclusion

Avec la généralisation des systèmes photovoltaïques en Europe, la sécurité incendie devient un facteur déterminant pour l’accès au marché et la rentabilité à long terme des projets. La protection proactive dès la phase de conception, la gestion standardisée durant l’exploitation, ainsi que des mécanismes de réponse adaptés en cas d’incendie ne sont plus des options, mais des exigences indispensables.

Les gouvernements et compagnies d’assurance en Europe mettent progressivement en place des systèmes de certification technique et d’évaluation des risques adaptés à ces exigences. Pour les développeurs de projets, les EPC et les utilisateurs finaux, une meilleure compréhension des risques d’incendie et la mise en œuvre rigoureuse de mesures de prévention à chaque étape constituent non seulement une base essentielle pour la sécurité des actifs, mais aussi un préalable fondamental au développement durable de l’ensemble du secteur.

Depuis 2008, Maysun Solar produit des modules photovoltaïques de haute qualité, intégrant les technologies avancées IBC, HJT et TOPCon et des stations solaires pour balcons, garantissant performance et fiabilité. Présente à l’international avec des bureaux, entrepôts et des partenariats solides avec les meilleurs installateurs, l’entreprise assure un service optimal. Pour toute demande de devis ou d’informations sur le photovoltaïque, contactez-nous – nos produits vous offrent une qualité garantie.

Références

Mannheimer Versicherung. Incidents d’incendie dans les systèmes photovoltaïques – Perspectives d’assurance. Consulté à l’adresse : https://solar.huawei.com/admin/asset/v1/pro/view/31d024f4d0604188b48f323e5413ef20.pdf
National Electrical Code (NEC) 690.12 – Exigences de coupure rapide. Consulté à l’adresse : https://codes.iccsafe.org/s/ISEP2018/national-electrical-code-nec-solar-provisions/ISEP2018-NEC-Sec690.12
Hanersun. Toute la série de modules Hanersun obtient la certification de sécurité incendie Classe 1 pour le marché italien (UNI 9177). Consulté à l’adresse : https://www.hanersun.com/hanersuns-all-module-series-obtains-class-1-fire-safety-certification-for-the-italian-market/?utm_source=chatgpt.com
Datacenter Dynamics. Un incendie ravage le siège du centre de données d’Apple à Mesa, en Arizona. Consulté à l’adresse : https://www.datacenterdynamics.com/en/news/fire-rages-through-apples-data-center-hq-in-mesa-arizona/

Lectures recommandées :