Les installations photovoltaïques sont sûres, sans aucun doute. Un danger est néanmoins souvent sous-estimé : les arcs électriques qui se forment directement sur les modules solaires. Ceux-ci peuvent provoquer des incendies difficiles à localiser et à combattre. C’est précisément là qu’intervient la technologie AFCI : elle détecte les arcs électriques à un stade précoce et contribue ainsi à minimiser les potentiels risques d’incendie. Vous découvrirez dans cet article de blog la manière dont votre installation photovoltaïque détecte et prévient les arcs électriques.
La sécurité des installations photovoltaïques n’est pas seulement assurée par des normes strictes qui minimisent les risques électriques tels que les courts-circuits ou les électrocutions, mais aussi par des dispositifs de protection qui préviennent les dommages en cas de foudre ou de pics de tension et assurent une déconnexion sûre en cas d’urgence.
De ce fait, le risque d’incendie des installations photovoltaïques est très faible : en Allemagne, l’un des plus grands marchés photovoltaïques d’Europe avec plus de 2 millions d’installations, 350 incendies impliquant une installation photovoltaïque ont eu lieu au cours des 20 dernières années. Dans 120 cas seulement, il s’agissait de la cause réelle de l’incendie.
* Statistiquement, cela signifie que 99,994 % des installations photovoltaïques ne provoquent pas d’incendie, ou que 0,006 % des installations photovoltaïques sont « à risque d’incendie », soit une installation sur 17 000.
| *Fraunhofer ISE, « Recent Facts about Photovoltaics in Germany », Frauenhofer ISE, Domaine Modules photovoltaïques et centrales électriques, Fribourg, état actualisé 18/08/2025 |
Risque d’incendie dû à une installation défectueuse
La fatigue des matériaux et les phénomènes de corrosion, mais surtout les installations défectueuses comptent parmi les causes les plus fréquentes d’incendie d’installations photovoltaïques. En effet, les arcs électriques en série sont particulièrement dangereux lorsqu’ils sont provoqués par des contacts desserrés, des connecteurs mal sertis, c’est-à-dire comprimés mécaniquement, des câbles endommagés ou des connecteurs incompatibles. Par exemple, si des connecteurs MC4 de différents fabricants sont montés dans une installation photovoltaïque, ils se distinguent non seulement par leurs matériaux, mais aussi par leur vieillissement et leur dilatation thermique, ce qui peut entraîner une augmentation de la température jusqu’à 97 % au niveau des points de contact.
La conséquence : des arcs électriques qui peuvent atteindre des températures de plus de 1 000 °C, soit suffisamment pour enflammer le matériel environnant et provoquer des dégâts qui ne sont parfois pas couverts par l’assurance. L’organisation internationale indépendante de normalisation (CEI) prévoit donc l’utilisation de composants de connecteurs du même fabricant.
Processus de formation d’un arc électrique dans un conducteur :
1. Réduction de la section du conducteur
2. Résistance de contact plus élevée → développement accru de chaleur au point de contact
3. Une température plus élevée accélère le processus de détérioration → réduction supplémentaire de la section transversale et augmentation de la résistance de contact (boucle entre les étapes 2 et 3)
4. À un certain point, la continuité du conducteur est interrompue
Optimiseurs DC : trop, c’est trop ?
Afin d’optimiser la puissance au niveau des modules, des optimiseurs DC sont souvent intégrés dans les installations photovoltaïques. En ce qui concerne la protection contre les incendies, ils présentent l’avantage (supposé) de pouvoir déconnecter les modules solaires en cas d’urgence. En effet, il est important de comprendre que les installations photovoltaïques fonctionnent avec du courant continu et ne peuvent pas être simplement arrêtées, car elles produisent de l’électricité tant que les modules sont exposés à la lumière. Si les installations photovoltaïques modernes répondent aux exigences dites de « Rapid Shutdown », les optimiseurs peuvent, en cas d’incendie, minimiser la tension au niveau des modules à un niveau sûr (par ex. inférieur à 30 V, voire à 1 V par module). Cela facilite l’extinction sans danger pour les équipes d’intervention des pompiers et réduit le risque d’électrocution, mais les modules ne sont pas complètement déconnectés du circuit électrique.
Malheureusement, l’utilisation de l’électronique de puissance sur chaque module solaire s’accompagne d’un nombre élevé de connecteurs de courant continu dans l’installation photovoltaïque. En effet, par rapport à une installation photovoltaïque sans optimiseur de puissance, une installation photovoltaïque équipée d’optimiseurs de puissance nécessite près de trois fois plus de connecteurs sur les modules, ce qui augmente en conséquence la probabilité d’apparition d’arcs électriques et le risque d’incendie. En outre, les optimiseurs de puissance DC sont conçus pour une température ambiante de 60 degrés Celsius, comme la plupart des composants photovoltaïques. En cas d’incendie, il est donc fort probable que les optimiseurs DC se mettent à fondre ou à brûler rapidement, au lieu de réduire la puissance du module en toute sécurité.
Ne pas vouloir économiser au détriment de la qualité
Vous avez voulu utiliser des connecteurs non compatibles ou une pince universelle à la place d’un outil spécifique ? Les coûts d’acquisition d’une installation photovoltaïque sont parfois élevés. Il est donc tentant de faire appel à des électriciens amateurs parmi ses amis et ses connaissances afin d’économiser un peu d’argent. Il n’est toutefois pas conseillé d’économiser au détriment de la qualité, car seule l’intervention de professionnels peut garantir le raccordement de l’installation conformément aux normes de sécurité.
C’est précisément ce qui fait la différence : les installations photovoltaïques ne présentent pas un risque d’incendie plus élevé que les autres installations électriques. Il convient toutefois de respecter les règles de sécurité électrique correspondantes, aussi bien ce qui concerne les composants périphériques que le processus d’installation lui-même. À long terme, il vaut donc la peine de miser sur la qualité et le professionnalisme.
Ce à quoi il faut prêter attention lors de l’installation :
- Qualité des composants (connecteurs, câbles, modules solaires, onduleurs de haute qualité)
- Installation consciencieuse (sertissage correct, pose sécurisée des câbles)
- Respect des mesures de construction prescrites (normes de protection contre l’incendie, mise à la terre)
- Simplicité du système et nombre minimal de connecteurs DC
- Contrôle régulier et, le cas échéant, entretien de l’installation photovoltaïque
Disjoncteurs combinés anti-arcs (AFCI) : comment fonctionne la détection d’arc électrique dans l’installation photovoltaïque ?
Les systèmes AFCI (« Arc Fault Circuit Interrupter », disjoncteurs combinés anti-arcs) détectent les arcs électriques en série dangereux en analysant en continu les signaux électriques dans le circuit continu. Cette technologie examine le signal de courant pour détecter des motifs typiques qui indiquent la présence d’un arc électrique. Il s’agit par exemple de changements dans le spectre de fréquence du courant, de pics de courant de type impulsionnel, de flux de courant même en cas de tension interrompue, de bruit irrégulier ainsi que de défauts répétés en peu de temps.
C’est pourquoi un AFCI surveille en permanence les courbes de courant et de tension dans le circuit DC de l’installation photovoltaïque, et détecte les composantes de signaux aussi bien à basse qu’à haute fréquence. Le traitement numérique des signaux ainsi qu’un algorithme intelligent et adaptatif permettent d’analyser et d’évaluer les signaux recueillis. Les arcs électriques réels doivent ainsi être détectés de manière fiable tout en évitant les fausses alertes. Dès que le système détecte un schéma qui peut être clairement attribué à un arc électrique dangereux, le circuit électrique concerné est coupé en quelques millisecondes. Cela permet d’arrêter l’apport d’énergie à l’arc électrique et d’empêcher un incendie avant qu’il ne se produise.
Sensibilité aux perturbations dues au bruit ambiant
Les systèmes AFCI sont très sensibles aux facteurs de perturbation externes, et c’est là que réside le principal défi : les interférences électromagnétiques (EMI) dues à des appareils situés à proximité, à des processus de commutation ou à des influences atmosphériques (telles que la foudre) peuvent générer des schémas de signaux similaires à ceux des arcs électriques. Si ceux-ci sont mal attribués par l’AFCI, cela peut entraîner des déclenchements intempestifs, avec pour conséquence une déconnexion inutile de l’installation photovoltaïque et des pertes de rendement. Une technologie sophistiquée, telle que le Fronius Arc Guard, permet de remédier à cette situation.
Fronius Arc Guard : sécurité intégrée
Spécialement développée pour les installations photovoltaïques, la détection d’arc électrique Fronius Arc Guard est déjà intégrée directement dans les onduleurs Fronius, tant au niveau du logiciel que du matériel. Le Fronius Arc Guard est activé avec simplicité et facilité via l’interface utilisateur de l’onduleur. Ainsi, il n’est pas nécessaire d’installer des composants supplémentaires tels que des boîtiers de commutation ou d’autres points de raccordement sur l’installation photovoltaïque, ce qui permet également d’économiser des frais d’installation supplémentaires.
Les vastes connaissances et la longue expérience de l’entreprise dans le domaine du soudage à l’arc ont pu être intégrées dans le développement du dispositif intelligent de protection contre les arcs électriques de Fronius. Le résultat : une technologie efficace basée sur la détection spectrale d’arc basée sur la FFT, une méthode mathématique (transformation de Fourier rapide) qui permet de décomposer un signal temporel (par ex. courant ou tension) en ses composantes de fréquence et d’analyser ainsi l’évolution du courant et les éventuelles perturbations, comme décrit précédemment. Des techniques innovantes de reconnaissance des schémas ainsi qu’un algorithme de détection d’arc entraîné contribuent à l’amélioration continue du Fronius Arc Guard et à l’augmentation constante de la précision de détection.
Mieux vaut prévenir. Le Fronius Arc Guard fonctionne selon le principe de précaution : il détecte et éteint les arcs électriques avant que ceux-ci ne provoquent un incendie. Si un événement d’arc électrique est détecté, les étages de puissance de l’onduleur interrompent le transfert de courant et arrêtent l’injection de courant dans le réseau. Ainsi, le flux de courant est interrompu et l’arc électrique s’éteint. Alors qu’aux États-Unis, des normes spécifiques sont déjà en vigueur depuis 2018 pour les systèmes AFCI dans les installations photovoltaïques, il n’existe actuellement aucune exigence normative à l’échelle de l’UE. Le Fronius Arc Guard répond aux normes de sécurité internationales pour la détection des arcs électriques, telles que UL 1699B et CEI 63027. Il est donc parfaitement adapté aux marchés mondiaux de demain.
Le saviez-vous ?
L’onduleur performant Fronius Verto, destiné aux exploitations agricoles, aux petites entreprises mais aussi aux grandes maisons individuelles et multifamiliales, est équipé par défaut d’une détection automatique d’arc électrique (AFCI). Les arcs électriques potentiels sont rapidement identifiés et éteints, pour plus de sécurité et d’efficacité.
Bilan :
Les installations photovoltaïques ne présentent pas de risque d’incendie, mais des arcs électriques, dus par exemple à des connecteurs endommagés ou à une installation incorrecte, peuvent néanmoins constituer un risque. L’intégration de la technologie AFCI, comme le Fronius Arc Guard, offre ici une solution ciblée : elle reconnaît les schémas critiques dans le déroulement du courant et interrompt le circuit électrique avant qu’un incendie ne puisse se produire. L’AFCI n’est pas un symbole d’insécurité, mais une protection supplémentaire intelligente qui renforce encore le niveau de sécurité déjà élevé des installations photovoltaïques.
Vous trouverez de plus amples informations au sujet de la sécurité incendie et de la détection d’arc électrique dans les installations photovoltaïques dans notre livre blanc et dans le webinaire de la Fronius Business Academy.
