Matériel d'installation électrique

Le matériel d'installation électrique regroupe le câblage, les protections et les enveloppes qui raccordent un champ photovoltaïque au réseau en toute sécurité et le maintiennent conforme : câble solaire DC, conducteurs AC, fusibles de chaîne, interrupteurs-sectionneurs DC, parafoudres, RCD, coffrets de répartition, éléments de mise à la terre et de liaison équipotentielle, accessoires de cheminement et pinces à sertir MC4. Choisissez selon le côté de l'installation, DC entre les modules et l'onduleur, AC entre l'onduleur et le tableau, puis selon la section, la tension assignée et l'indice IP. À associer aux connecteurs, aux systèmes de fixation et aux accessoires. Guide

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Câble DC, câble AC et les protections entre les deux

Une installation photovoltaïque comporte deux moitiés électriquement différentes. Côté DC, le champ délivre une tension élevée et non nulle dès qu'il y a de la lumière : il faut donc du câble solaire H1Z2Z2-K assigné 1,5 kV DC, des fusibles de chaîne gPV, un interrupteur-sectionneur DC capable de couper en charge et des parafoudres prévus pour le DC. Côté AC s'appliquent les règles habituelles d'une installation basse tension : section de conducteur correcte, disjoncteur accordé à la sortie de l'onduleur, RCD du bon type et parafoudre AC au tableau.

Cette catégorie couvre les deux moitiés ainsi que les pièces qui les tiennent ensemble : coffrets de répartition et enveloppes à l'indice IP adapté au local, conducteurs de mise à la terre et de liaison équipotentielle pour les cadres et les rails, accessoires de cheminement stabilisés aux UV, et les pinces à sertir qui rendent fiable une terminaison MC4. Le dimensionnement suit la norme IEC 60364-7-712 pour la partie PV et les règles d'installation locales pour tout ce qui se trouve en aval de l'onduleur.

RETOUR DU TERRAIN

« Les pannes pour lesquelles on nous appelle ne viennent presque jamais des panneaux. Ce sont les terminaisons et le cheminement des câbles. Des colliers nylon naturel standard sur un toit plein sud deviennent cassants en deux étés, le câble tombe sur les tuiles et sa gaine s'use par frottement. Utilisez des colliers noirs en PA66 stabilisé UV ou en acier inoxydable et fixez le câble au rail, jamais à la couverture. »

Ladislav Proc · Spécialiste photovoltaïque, ONSA Plus

GUIDE D'ACHAT

Comment choisir son matériel d'installation électrique

Travaillez du champ vers l'extérieur. D'abord le câble DC qui quitte la toiture, puis la protection et la coupure DC à l'onduleur, puis l'alimentation AC jusqu'au tableau, et enfin les enveloppes, la mise à la terre et le cheminement qui maintiennent l'ensemble en place pendant vingt-cinq ans.

Deux valeurs gouvernent la plupart des décisions : la tension maximale du système, c'est-à-dire la tension à vide de la chaîne à la température ambiante la plus basse attendue, et le courant maximal, déduit du courant de court-circuit des modules. Chaque fusible, sectionneur, parafoudre et câble doit être assigné au-dessus de ces deux valeurs.

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Câble solaire DC : H1Z2Z2-K en 4 et 6 mm²

H1Z2Z2-K est le type de câble solaire harmonisé défini par la norme EN 50618. Il utilise une âme souple de classe 5 en cuivre étamé, avec une isolation réticulée sans halogène et une gaine extérieure réticulée séparée : le câble est donc à double isolation et peut être traité en classe II. Il est assigné 1,5 kV DC entre conducteurs, supporte une température d'âme de 90 °C en continu avec une tolérance de courte durée à 120 °C, fonctionne jusqu'à environ −40 °C et est testé aux UV, à l'ozone et aux intempéries pour une durée de vie de conception de 25 ans.

4 mm² est la section par défaut pour les liaisons de chaîne sur toiture résidentielle. À l'air libre, elle admet bien plus que le courant d'une chaîne : le facteur limitant est la chute de tension, pas l'échauffement.
6 mm² s'utilise pour les longues liaisons, pour des chaînes en parallèle regroupées avant l'onduleur, et partout où la chute de tension DC calculée dépasserait environ 1 %.
La couleur n'est qu'une convention, pas une isolation : rouge ou noir pour le positif, bleu ou noir pour le négatif. Repérez les deux extrémités, car les deux conducteurs sont sous tension.
Ne remplacez jamais le câble solaire par du H07RN-F, du NYY ou un câble de bâtiment ordinaire côté DC. Ceux-ci sont assignés pour une tension de service AC et ne sont pas qualifiés pour une exposition UV permanente ni pour 1,5 kV DC.

Câblage AC et dimensionnement à la chute de tension

Le câble AC entre l'onduleur et le tableau de répartition se dimensionne sur trois vérifications : le courant permanent avec les facteurs de correction pour groupement, isolation et température ambiante, le temps de coupure du dispositif de protection en cas de défaut, et la chute de tension. En pratique, c'est la chute de tension qui impose une section supérieure, car une longue liaison à faible chute évite que l'onduleur n'élève sa tension aux bornes et ne se déclenche en surtension.

Visez environ 1 % de chute côté DC et 1 % côté AC, avec un total sur le circuit de production normalement maintenu sous 3 %.
Les onduleurs monophasés jusqu'à environ 5 kW acceptent en général du 3G4 ou du 3G6 ; les appareils triphasés de 10 kW et plus démarrent typiquement au 5G6 et montent avec la longueur.
Les déclenchements sur surtension réseau sont fréquemment un problème de câblage, pas un problème de réseau. Revérifiez la section avant d'accuser le gestionnaire de réseau.

Protection DC : fusibles de chaîne, sectionneurs et parafoudres

Les fusibles côté DC servent à empêcher un courant inverse de revenir dans une chaîne en défaut depuis les autres chaînes en parallèle. Avec une ou deux chaînes par entrée, le courant inverse possible ne peut pas dépasser le courant inverse admissible du module : les fusibles ne sont donc généralement pas exigés. À partir de trois chaînes en parallèle, ils le sont.

Les fusibles de chaîne doivent être de type gPV selon IEC 60269-6, assignés à la pleine tension du système DC. Leur calibre se situe au-dessus d'environ 1,5 fois le courant de court-circuit du module et en dessous du calibre de fusible série maximal indiqué sur l'étiquette du module.
Les interrupteurs-sectionneurs DC doivent être prévus pour le DC et capables de couper en charge, testés selon IEC 60947-3 avec une catégorie d'emploi PV. Un interrupteur AC de même courant nominal n'éteindra pas un arc DC.
Un parafoudre DC de Type 2 se place près de l'entrée DC de l'onduleur et traite les surtensions induites. Utilisez des parafoudres spécifiques PV dont la tension de service permanente dépasse la tension maximale du champ.
Le Type 1 ou le Type 1+2 est exigé lorsque le bâtiment dispose d'une protection foudre extérieure ou que le champ est exposé, car seuls les appareils de Type 1 sont testés avec l'onde 10/350 µs.

Conseil de terrain

Faites cheminer côte à côte les conducteurs positif et négatif de chaque chaîne sur tout le trajet. Un grand écartement crée une large boucle d'induction, et c'est cette boucle qui couple un impact de foudre voisin dans votre onduleur. La discipline de cheminement ne coûte rien et fait plus qu'un parafoudre supplémentaire.

Protection AC et choix du RCD

L'alimentation de l'onduleur reçoit son propre disjoncteur, calibré sur le courant de sortie maximal de l'onduleur, et un parafoudre AC de Type 2 se place au tableau principal. Le dispositif différentiel demande davantage de réflexion, car les onduleurs sans transformateur peuvent injecter un courant résiduel continu lisse qui aveugle un appareil standard de type AC ou de type A.

Le type A est acceptable lorsque la documentation de l'onduleur confirme la présence d'une surveillance intégrée du courant résiduel continu et qu'aucun RCD, ou seulement un type A, n'est exigé.
Le type B, ou un type A associé à un module de détection DC de 6 mA, s'impose là où un courant de défaut continu lisse est possible, et c'est l'exigence normale pour un circuit de wallbox.
30 mA est la sensibilité standard pour la protection complémentaire ; des appareils sélectifs de 300 mA sont utilisés en amont pour la protection contre l'incendie sur les tableaux plus importants.
La sélectivité compte : un unique appareil de 30 mA couvrant toute la maison plus l'onduleur déclenchera intempestivement sous l'effet des courants de fuite cumulés.

Enveloppes, indice IP, mise à la terre et liaison équipotentielle

Les coffrets de raccordement DC et les coffrets AC en façade extérieure exigent au minimum l'IP65, en polycarbonate stabilisé UV et avec une tenue aux chocs adaptée. Les entrées de câbles doivent être fermées par des presse-étoupes correctement dimensionnés, car un opercule non utilisé transforme un coffret IP65 en coffret IP20. Les tableaux intérieurs, dans un local technique sec, peuvent descendre à IP40.

La liaison équipotentielle des cadres de modules et des rails de montage se fait normalement en cuivre 6 mm², avec des clips de liaison en inox ou des rondelles crantées qui percent la couche d'anodisation.
Le cuivre 16 mm² ou son équivalent s'utilise lorsque le champ est relié à une protection foudre extérieure ou fait partie du cheminement des conducteurs de descente.
La continuité doit être mesurée et consignée, pas supposée. Les pinces de rail et l'anodisation sont les deux causes habituelles d'une liaison mesurée ouverte.
L'étiquetage des coffrets avec les pictogrammes de danger DC et un schéma unifilaire à l'intérieur de la porte fait partie de la réception, ce n'est pas une option.

Cheminement des câbles, connecteurs MC4 et sertissage

Chaque câble DC en toiture doit être fixé au rail de fixation ou au cadre du module, jamais laissé posé sur la couverture ni passé sur une arête vive. Les terminaisons se réalisent avec une véritable pince à sertir à cliquet et la matrice correspondant à la section du conducteur, puis le contact est poussé dans son boîtier jusqu'au clic et le presse-étoupe est serré.

Sertissez, ne soudez pas. Un contact MC4 soudé devient rigide, se fissure sous les cycles thermiques et crée précisément le point chaud que vous vouliez éviter.
N'accouplez pas des marques de connecteurs différentes. Des parties mâle et femelle de fabricants différents peuvent s'emboîter mécaniquement sans avoir été testées en couple, ce qui annule la conformité.
Les colliers résistants aux UV en PA66 noir ou en inox sont la seule option acceptable en extérieur. Le nylon naturel lâche en deux saisons.
Laissez une boucle d'égouttement avant chaque connecteur, pour que l'eau s'écoule au lieu d'entrer dans le boîtier.

Tableau de sélection rapide

Composant	Ce qu'il faut vérifier	Ce que cela influence
Câble solaire DC	H1Z2Z2-K, 4 ou 6 mm², 1,5 kV DC, tenue UV	Chute de tension, durée de vie en toiture, conformité
Câble AC	Section face à la longueur et au courant de l'onduleur	Chute de tension, déclenchements sur surtension, échauffement
Protection DC	Fusibles gPV, sectionneur DC à coupure en charge, parafoudre PV	Courant inverse, coupure sûre, tenue aux surtensions
Protection AC	Calibre du disjoncteur, RCD de type A ou B, parafoudre de Type 2	Élimination des défauts, protection des personnes, déclenchements intempestifs
Enveloppes et équipotentialité	IP65 en extérieur, presse-étoupes étanches, terre 6 ou 16 mm²	Pénétration d'eau, corrosion, sécurité au contact, contrôle

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FAQ

Questions fréquentes sur le matériel d'installation électrique

Quel câble utiliser entre les panneaux solaires et l'onduleur ?

Du câble solaire H1Z2Z2-K selon EN 50618, typiquement en 4 ou 6 mm². Il est à double isolation, sans halogène, assigné 1,5 kV DC, testé aux UV et aux intempéries, et prévu pour une température d'âme de 90 °C avec une durée de vie de conception de 25 ans en extérieur.

Faut-il du câble solaire en 4 mm² ou en 6 mm² ?

Utilisez du 4 mm² pour les liaisons de chaîne résidentielles courantes et du 6 mm² pour les longues liaisons, les chaînes en parallèle regroupées ou partout où la chute de tension DC calculée dépasserait environ 1 %. Côté DC, la capacité en courant est rarement la limite ; c'est la chute de tension qui l'est.

Puis-je utiliser du câble de bâtiment ordinaire côté DC ?

Non. Des câbles comme le NYY ou le H07RN-F sont assignés pour une tension de service AC et ne sont pas qualifiés pour une exposition UV permanente ni pour un système à 1,5 kV DC. Les employer côté champ enfreint la norme IEC 60364-7-712 et invalide généralement l'attestation de conformité.

Ai-je besoin de fusibles de chaîne dans mon champ PV ?

Seulement lorsque trois chaînes ou plus sont mises en parallèle. Avec une ou deux chaînes, le courant inverse possible reste sous la valeur admissible du module. Là où des fusibles sont nécessaires, ils doivent être de type gPV selon IEC 60269-6 et assignés à la pleine tension du système DC.

Un sectionneur DC séparé est-il exigé si l'onduleur en intègre un ?

Beaucoup d'onduleurs intègrent un interrupteur DC qui satisfait à l'exigence, mais les règles locales ou les conditions d'accès en toiture imposent souvent un sectionneur supplémentaire près du champ. Tout appareil ajouté doit être prévu pour le DC et capable de couper en charge ; un interrupteur AC n'éteindra pas un arc DC.

Faut-il un parafoudre de Type 1 ou de Type 2 ?

Le Type 2 traite les surtensions induites et constitue le minimum normal côté DC comme côté AC. Le Type 1, ou un Type 1+2 combiné, est exigé lorsque le bâtiment dispose d'une protection foudre extérieure, car seuls les appareils de Type 1 sont testés avec l'onde 10/350 µs.

Quel type de RCD faut-il pour un onduleur solaire ?

Le type A n'est acceptable que si la documentation de l'onduleur confirme une surveillance intégrée du courant résiduel continu. Sinon, prenez un type B, ou un type A avec un module de détection DC de 6 mA. Les onduleurs sans transformateur peuvent produire un courant résiduel continu lisse qui aveugle un appareil de type AC ou de type A simple.

Quelle chute de tension est admissible dans une installation PV ?

Visez environ 1 % côté DC et 1 % côté AC, en gardant le total sur le circuit de production sous environ 3 %. Une chute AC excessive est une cause fréquente de déclenchement des onduleurs sur surtension réseau, surtout sur les longues liaisons.

Les cadres de modules et les rails doivent-ils être mis à la terre ?

Oui, la liaison équipotentielle des cadres et des rails est une pratique standard, normalement en cuivre 6 mm², ou 16 mm² lorsqu'une protection foudre extérieure est en jeu. Utilisez des clips inox ou des rondelles crantées qui percent l'anodisation, puis mesurez et consignez la continuité.

Puis-je monter des connecteurs MC4 avec une pince ordinaire ?

Non. Utilisez une pince à sertir à cliquet avec la matrice correspondant à la section du conducteur, puis poussez le contact dans son boîtier jusqu'au clic et serrez le presse-étoupe. Ne soudez jamais le contact. Les sertissages médiocres sont la cause la plus fréquente de points chauds et de connecteurs brûlés.

Les sections de câbles, les calibres des dispositifs de protection et les dispositions de mise à la terre doivent suivre les règles d'installation nationales applicables et l'étude propre à chaque installation.

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