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Prévention contre les chocs électriques et les risques d’incendie


Sommaire :

Rappel des spécificités des installations photovoltaïques

Les installations photovoltaïques sont composées de 2 circuits électriques de natures très différentes :

  • Un circuit électrique à courant continu des modules photovoltaïques aux onduleurs,
  • Un circuit à courant alternatif des onduleurs au point de raccordement au réseau public de distribution d’électricité.

Circuit à courant continu

Le circuit à courant continu d’une installation PV comprend :

  • Les modules PV.
  • Le câblage jusqu’aux onduleurs.
  • Des organes de coupure, de protection et de sectionnement.

Les domaines de tension rencontrés sont les suivants :

  • Très basse tension (TBT<120VDC) pour un module PV seul (Tension en circuit ouvert de l’ordre de 40 VDC).
  • Basse tension (BT<1500 VDC) pour un circuit complet, les modules PV étant reliés en série par groupes d’environ 10 ou 20 en fonction de leurs caractéristiques électriques et de celles des onduleurs (En pratique, la tension en circuit ouvert de ce circuit est toujours < 1000 VDC)

Ce circuit à courant continu possède 2 particularités :

  • La présence de tension ne peut pas être supprimée aux bornes des modules PV la journée en présence de lumière (sauf pour certaines configurations très rarement rencontrées utilisant des boîtiers électroniques déportés au niveau de chaque module PV)
  • En cas de mauvais contact, un phénomène d’amorçage d’arc électrique va se produire et se maintenir dans le temps du fait de la nature continue de ce courant électrique. Si cet arc n’est pas rapidement coupé, un début d’incendie peut alors se produire.
Arc électrique du circuit DC - PNG - 253.4 ko
Arc électrique du circuit DC
Source : IEC-DKE

Circuit à courant alternatif

Le circuit à courant alternatif d’une installation PV comprend :

  • Les onduleurs,
  • Le câblage jusqu’au point de branchement au réseau public de distribution d’électricité,
  • Des organes de coupure, de protection et de sectionnement,
  • Les ouvrages de raccordement au réseau public de distribution d’électricité.

Contrairement au circuit à courant continu, le circuit à courant alternatif d’une installation PV ne possède pas de spécificités. En effet, le circuit d’alimentation des onduleurs, les organes de coupures, de protection et de sectionnement, ainsi que les normes décrivant leur mise en œuvre, à savoir principalement les normes NF C15-100, NF 14-100, NF C13-100 et NF C13-200, sont identiques à ceux des consommateurs.

Par ailleurs, les ouvrages de raccordement au réseau public de distribution, réalisés soit par ERDF ou une ELD, soit directement par les producteurs en fonction de la puissance de l’installation et de la tension de livraison, sont similaires à ceux des clients consommateurs.

De plus, en cas de coupure de l’alimentation électrique, la tension du circuit à courant alternatif disparaît grâce à un dispositif de découplage automatique intégré à tous les onduleurs disponibles sur le marché, quelle que soit leur puissance nominale (voir article Normes et DIN VDE).

Règles de conception des installations

Les spécificités du circuit à courant continu des installations photovoltaïques ont donc nécessité le développement de produits adaptés et la définition de règles de l’art et de normes spécifiques afin de supprimer les risques de choc électrique et d’incendie.

Ces produits spécialement conçus pour le circuit DC des installations PV sont notamment :

  • Les connecteurs DC de caractéristique IP2X généralement fournis précablés aux bornes des modules PV. Ils permettent notamment aux installateurs d’effectuer les travaux de pose la journée. Ils doivent être conformes à la norme NF EN 50521
Connecteurs DC - PNG - 154.1 ko
Connecteurs DC
Source : X
  • Les fusibles DC utilisés pour protéger les séries de modules. Ils sont conçus pour pouvoir fonctionner jusqu’à certains niveaux de tension, généralement 600 VDC ou 1000 VDC, et doivent pouvoir couper correctement un courant continu et fonctionner à un courant proche de leur courant de fusion. Ils doivent être conformes à la norme NF EN 60269-1
Fusibles DC - PNG - 217.4 ko
Fusibles DC
Source : Hespul

De plus, toutes les installations PV doivent désormais disposer d’une attestation de conformité pour permettre la mise en service de leur point de livraison. En effet, le décret du 22 mars 2010 modifiant celui du 14 décembre 1972 relatif au contrôle de la conformité des installations électriques impose cette attestation de conformité pour les installations de puissance inférieure à 250 KVA. L’arrêté du 6 juillet 2010 précisant les modalités du contrôle des performances des installations de production raccordées aux réseaux publics d’électricité en moyenne tension (HTA) et en haute tension (HTB) rend quant à lui obligatoire ce contrôle de conformité pour les installations de puissance supérieure à 250 kVA.

Ces attestations de conformité ont principalement comme référentiel le guide UTE C15-712-1 qui précise notamment les mesures à mettre en place pour limiter les risques de choc électrique et d’incendie :

  • L’isolation renforcée du circuit à courant continu (Classe 2),
  • L’utilisation de couples de connecteurs DC mâle femelle de mêmes types et de mêmes marques,
  • La prise en compte d’une température élevée lors du dimensionnement des câbles et le calcul de la tenue en courant,
  • La mise à la terre des cadres métalliques des modules PV,
  • La mise en place d’une coupure d’urgence DC au plus près des onduleurs,
  • Le dispositif de découplage automatique des onduleurs,
  • La mise en place d’une protection différentielle pour les locaux à usage d’habitation,
  • Une signalisation adaptée placée au niveau des organes de coupure, …

Par ailleurs, le guide UTE C15-712-1 précise au §12.4 (Coupure pour intervention des services de secours) que si une coupure est exigée pour permettre l’intervention des services de secours, celle-ci doit pouvoir couper :

  • L’alimentation de la consommation du bâtiment,
  • Le circuit AC des onduleurs au plus près du point de livraison,
  • Le circuit DC au plus près des modules PV.
  • Les organes de commande de coupure doivent être regroupés, leurs nombres doit être limité à deux et le séquencement de leurs manœuvres indifférents.

Cette coupure peut être exigée en cas de mise en œuvre d’une installation PV sur un bâtiment recevant du public (ERP) dont le permis de construire est instruit par le service départemental d’incendie et de secours (SDIS) du secteur.

Les SDIS formulent une liste de prescriptions dont certaines peuvent concerner l’installation PV en projet. La plupart du temps, les SDIS se basent sur l’avis de la Commission Centrale de Sécurité du 5 novembre 2009 qui introduit 2 dispositions qui ne sont pas traitées dans d’autres documents :

  • La mise en place d’un cheminement d’au moins 50 cm de large autour des champs PV,
  • La mise en place d’au moins une des dispositions suivantes qui sera précisée par le SDIS :
    • Une coupure d’urgence DC automatique au plus près des chaînes de modules PV photovoltaïque,
    • Le cheminement des câbles DC à l’extérieur du bâtiment,
    • Le positionnement des onduleurs à l’extérieur au plus près des modules,
    • Le positionnement des câbles DC dans un cheminement technique protégé de degré coupe-feu égal au degré de stabilité au feu du bâtiment,
    • Le cheminement des câbles DC uniquement dans le volume où se trouvent les onduleurs avec accessibilité restreinte.

Comportement au feu des modules photovoltaïques

L’INERIS et le CSTB ont publié en décembre 2010 une étude sur le comportement au feu des modules photovoltaïques. L’objectif de cette étude était d’approfondir les connaissances sur l’aggravation ou non du phénomène d’incendie en cas de présence de modules photovoltaïques sur un bâtiment en feu.

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Test INERIS/CSTB
Source : INERIS/CSTB

Les conclusions des différents essais menés dans le cadre de cette étude sont les suivantes :

  • L’impact toxique des émissions de fluorure d’hydrogène (HF) issues de la combustion des cellules photovoltaïques peut être considéré comme négligeable (5 ppm pour un seuil des effets irréversibles de 200 ppm),
  • Les modules photovoltaïques ne propagent pas l’incendie,
  • De même, l’étanchéité combustible en sous-face de certains modules photovoltaïques ne participe que dans une faible mesure à la propagation de la flamme,
  • En revanche, la présence d’une étanchéité combustible en sous-face de certains modules photovoltaïques semble jouer un rôle significatif dans l’augmentation rapide des températures observées dans les combles,
  • Enfin, il a été observé que le courant continuait de circuler, malgré la destruction d’une partie des éléments.

Cette étude fournit également un classement en réaction au feu de différents modules photovoltaïques :

Type de modules PV Classement en réaction au feu selon la norme NF EN 13-501-1 (Euroclasses) Classement M équivalent selon l’annexe 4 de l’arrêté du 21 novembre 2002
Module bi-verre avec cellules polycristallines et cadre aluminium (Photowatt PWX500) B-s1,d0 M1
Module standard avec cellules polycristallines et cadre composite (Solar Composite) C-s3,d1 M2
Module standard avec cellules polycristallines et cadre aluminium (Photowatt PW500) D-s2,d0 M3
Ardoise avec cellules polycristallines sans cadre (Ardoise Solesia) D-s2,d2 M4
Film photovoltaïque (Uni-Solar) E,d2 M4

Cette étude est disponible dans les liens utiles ci-dessous.

Procédures d’intervention des sapeurs-pompiers

La direction de la sécurité civile a transmis, le 9 juin 2011, à tous les SDIS une note d’information opérationnelle précisant les procédures à mettre en œuvre lors d’interventions des sapeurs-pompiers sur des sites équipés d’une installation photovoltaïque.

La conduite d’une intervention, telle que décrite dans ce document, se résume de la façon suivante.

Procédure en cas d’une intervention diverse sans incendie

  • Les intervenants doivent éviter de toucher les modules PV sans protection (risque de brûlure en journée),
  • La circulation sur les modules PV doit être évitée,
  • Si l’installation PV est endommagée, procéder à sa coupure.

Procédure en cas d’incendie ne touchant pas l’installation PV

  • Ne pas détériorer les composants de l’installation PV,
  • Procéder à la coupure du disjoncteur de production.

Procédure en cas d’incendie impliquant l’installation PV

  • Faire revêtir l’ensemble des EPI (Equipements de protections individuels) pour tout le personnel et l’ARI (appareil respiratoire isolant) pour ceux exposés aux fumées,
  • Rechercher systématiquement la présence de l’installation PV,
  • Informer l’ensemble des intervenants et des services de la présence de risques électriques,
  • Procéder à la coupure des énergies (disjoncteurs consommation et production) pour intervention des services de secours lorsqu’elle existe,
  • Demander les moyens de renforcement nécessaires, notamment une valise électro-secours si celle-ci n’a pas été prévue au départ des secours,
  • Réaliser un périmètre de sécurité en prenant en compte le risque potentiel de chutes diverses et de pollutions éventuelles,
  • Procéder à l’extinction du feu en respectant les distances d’attaque et en utilisant le minimum d’eau.
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Intervention de sapeurs pompiers
Source : Brancheville Volunteer Fire Company

Cette note d’information opérationnelle est disponible en bas de page.

Liens utiles

Liens internes :

Publications :

Liens externes :

Dernière mise à jour : 2 février 2018
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