L’incendie du tribunal Hung Fuk à Hong Kong sert d’avertissement : comment garantir la sécurité incendie des systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments ?

L'incendie du Hung Fuk Court à Hong Kong a mis en lumière les problèmes de sécurité liés aux systèmes photovoltaïques intégrés au bâtiment (PVIB). Particulièrement vulnérables à l'effet de cheminée, ces systèmes présentent des risques accrus, car un incendie localisé peut se propager rapidement vers le haut à travers les cavités, engendrant des dangers bien plus importants que les installations en toiture. C'est pourquoi la plupart des pays du monde appliquent des normes de sécurité incendie extrêmement strictes pour les systèmes photovoltaïques de façade lorsqu'ils encouragent l'utilisation du PVIB.

I. Pourquoi les systèmes photovoltaïques de façade sont-ils plus sujets à la propagation du feu ? Leçons tirées d’études de cas suisses

La Suisse, marché BIPV de pointe avec une forte adoption des systèmes photovoltaïques en façade, ne disposait pas de normes unifiées. Par conséquent, l'Agence suisse de l'énergie a chargé Swissolar d'élaborer les Lignes directrices provisoires pour la protection incendie des systèmes photovoltaïques en façade ventilée, définissant ainsi les limites de sécurité pour ces installations.

Ce guide concerne principalement les « systèmes photovoltaïques à façade ventilée » – des structures où un revêtement décoratif entoure des modules photovoltaïques, une cavité ventilée les séparant de la structure du bâtiment. Il analyse les risques potentiels dans quatre scénarios d'incendie typiques, notamment :

Allumage par des étincelles provenant de bâtiments adjacents

Incendies prenant naissance au niveau des fondations ou des balcons

Des flammes intérieures s'échappent par les ouvertures des fenêtres et enflamment la façade.

arcs électriques ou défaillances de composants au sein du système photovoltaïque lui-même

Le risque majeur dans ces situations est la propagation verticale rapide du feu. En particulier lorsque la profondeur des cavités est insuffisante, que les matériaux ne présentent pas une résistance au feu suffisante ou que le cheminement des câbles n'est pas conforme, les flammes peuvent embraser une façade entière en quelques minutes.

Le système de classification suisse met également l'accent sur :

Bâtiments de moins de 11 mètres : risque relativement faible, ce qui permet des exigences simplifiées ;

Bâtiments de plus de 30 mètres : des matériaux ignifuges de qualité supérieure et des structures de support résistantes au feu doivent être utilisés, et des essais de combustion sont requis ;

Tous les bâtiments : spécifications strictes concernant le cheminement des câbles, les types de verre des modules et les indices de résistance au feu des feuilles arrière.

Ces normes sont plus détaillées que le Code général chinois actuel pour la protection contre l'incendie des bâtiments et constituent une référence pour la future normalisation des systèmes photovoltaïques de façade en Chine.

II. Pourquoi l’incendie de Hong Kong a-t-il provoqué une telle alarme au sein de l’industrie ?

Les immeubles résidentiels de grande hauteur à Hong Kong sont très denses, avec un espacement minimal entre les structures, des pressions de vent élevées et des configurations complexes de balcons et de façades. Si un incendie se propageait par l'intermédiaire d'installations photovoltaïques sur les murs extérieurs, les conséquences seraient les suivantes :

Difficulté d'évacuation

Vitesse de propagation

Incendies secondaires affectant les bâtiments adjacents

Elles dépasseraient largement celles des structures conventionnelles. Ceci explique fondamentalement l'attention soutenue que l'industrie a portée ces dernières années à la « sécurité des panneaux photovoltaïques à façade extérieure ».

Bien que l'incendie du Hung Fuk Court à Hong Kong n'ait aucun lien avec les systèmes photovoltaïques, cet incident a renforcé la sensibilisation du public : toute installation montée en façade, si elle ne respecte pas des normes de sécurité rigoureuses, pourrait potentiellement agir comme un accélérateur d'incendie.

Par conséquent, quels que soient les taux d'adoption futurs du photovoltaïque, les normes de sécurité incendie deviendront inévitablement plus strictes.

III. Comment mettre en œuvre les systèmes photovoltaïques de façade ? Les matériaux et le câblage ne doivent pas être négligés.

D’après les informations recueillies, le secteur privilégie actuellement les aspects suivants pour le photovoltaïque de façade :

1.  Amélioration des propriétés ignifuges des modules et des matériaux de structure

– Les modules à double vitrage doivent utiliser du verre trempé

– Les films de laminage doivent répondre à la norme RF2 (équivalente à la norme chinoise B1).

– Les feuilles arrière doivent atteindre RF3(cr)

– Pour les structures de support dépassant 11 m de hauteur, tous les matériaux doivent être incombustibles (RF1/Classe A).

2. Conception rationnelle de la profondeur de la cavité pour atténuer l'amplification de l'effet de cheminée

Une zone de sécurité de 40 à 100 mm réduit considérablement la vitesse de propagation verticale du feu.

3. Le routage standardisé des câbles est primordial.

Les faisceaux de câbles horizontaux ne doivent pas dépasser 6 brins.

Les faisceaux de câbles verticaux ne doivent pas comporter plus de 3 brins.

Les traversées de murs nécessitent des manchons de classe RF1.

Tous les câbles doivent respecter la norme de résistance au feu RF3(cr).

4. Des inspections régulières sont essentielles :

Immeubles de grande hauteur : tous les 2 ans

Immeubles de moyenne hauteur : tous les 3 ans

Immeubles de faible hauteur : tous les 5 ans

Qu’elle s’appuie sur l’expérience suisse ou sur la réglementation chinoise en vigueur, la règle de base des systèmes photovoltaïques de façade peut se résumer ainsi :

La sécurité incendie doit être la priorité absolue lors de la conception et de la construction du système.

IV. Quelles sont les considérations particulières à prendre en compte lors de l'intégration de panneaux photovoltaïques de façade avec un système de stockage d'énergie ? L'approche de Highjoule (HJ Group) offre une voie de référence.

L’association du photovoltaïque et du stockage d’énergie s’impose comme une tendance, de plus en plus de bâtiments envisageant le fonctionnement coordonné de systèmes photovoltaïques en façade et d’un système de stockage d’énergie distribué afin d’améliorer leur taux d’autoconsommation et de renforcer leur résilience énergétique. Toutefois, les systèmes de stockage d’énergie étant eux-mêmes des équipements électriques, leurs exigences en matière de sécurité incendie ne doivent pas être négligées.

Hui Jue Technology Group a mis en œuvre les éléments suivants dans le cadre de plusieurs projets :

✔ Cellules de batterie et conception structurelle de haute sécurité

La réduction de la probabilité d'emballement thermique diminue considérablement le risque d'incendies liés aux batteries.

✔ Système de protection actif/passif multiniveaux

Comprend un système de gestion de batterie (BMS), un détecteur de fumée, un contrôle de la température et une protection contre la coupure automatique de l'alimentation pour faire face aux risques potentiels d'emballement thermique ou de court-circuit.

✔ Système de gestion de l'énergie (EMS) interopérable avec les systèmes photovoltaïques

Une coordination intelligente synchronise la production photovoltaïque en façade avec la charge/décharge du stockage d'énergie, atténuant ainsi les risques d'incendie liés aux surcharges électriques.

✔ Méthodologies d'installation respectueuses de l'environnement

Les stratégies de protection des équipements de niveau UPS garantissent un fonctionnement continu dans des environnements urbains complexes.

Dans le secteur du bâtiment, l'optimisation de l'interaction entre le photovoltaïque et le stockage d'énergie permet non seulement d'améliorer l'efficacité énergétique, mais aussi de réduire les risques de pannes électriques grâce à une exploitation et une maintenance optimisées, diminuant ainsi les risques d'incendie.

V. Le photovoltaïque en façade n'est pas « trop risqué à mettre en œuvre », mais plutôt « la sécurité doit être primordiale ».

Le photovoltaïque de façade devient un élément essentiel du photovoltaïque intégré au bâtiment (BIPV), mais ses caractéristiques uniques font qu'il ne s'agit pas d'une installation standard où « la simple fixation de supports suffit ».

Qu’il s’agisse des matériaux, de l’intégrité structurelle, des systèmes de transmission de puissance ou de la coordination du stockage d’énergie, des normes exhaustives, une conception scientifique, une construction responsable et une exploitation et une maintenance continues sont indispensables.

De l'expérience suisse à la leçon édifiante de l'incendie de Hong Kong, l'industrie converge finalement vers une seule et même direction :

Les installations photovoltaïques en façade sont envisageables, mais seulement si elles s'appuient sur un cadre de sécurité incendie plus rigoureux.

Tout en accordant la priorité à la sécurité des installations photovoltaïques, il ne faut pas négliger la valeur des systèmes de stockage d'énergie.

À mesure que les bâtiments urbains évoluent vers un développement à faible émission de carbone, un nombre croissant d'installations photovoltaïques et de stockage d'énergie s'intégreront aux façades et aux systèmes de distribution des bâtiments résidentiels, de bureaux et commerciaux.

Si vous envisagez un projet photovoltaïque intégré au bâtiment ou si vous recherchez des solutions de stockage d'énergie stables et sécurisées, nous vous invitons à découvrir les offres de stockage d'énergie de Highjoule (Groupe HJ). Ensemble, faisons progresser la transition énergétique vers plus de sécurité, d'intelligence et de fiabilité.