Un groupe de recherche slovène-norvégien a étudié comment le feu pourrait se propager dans les systèmes photovoltaïques installés sur des toits plats et a découvert que l’écart entre les panneaux et les toits, ainsi que la taille de la source d’ignition, sont des facteurs clés. « Notre travail s’appuie sur les connaissances acquises lors d’expériences menées par Underwriters Laboratories (UL) il y a plus de dix ans, assure Reidar Stølen, auteur principal de la recherche, à pv magazine. La principale différence par rapport à leurs travaux est que nous avons placé la source d’ignition sous les modules photovoltaïques pour représenter un feu causé par une défaillance électrique de l’installation photovoltaïque. Les expériences de l’UL étudiaient des incendies externes plus importants se propageant vers les panneaux photovoltaïques sur des toits inclinés. »
Leurs résultats sont disponibles dans l’étude « Étude expérimentale de la propagation du feu sur un toit incliné avec des photovoltaïques appliqués au bâtiment », publiée dans le Journal of Physics. Le groupe de recherche comprenait des universitaires de RISE Fire Research AS en Norvège et de l’Institut national slovène de construction et d’ingénierie civile (ZAG). Le groupe de recherche a démontré que pour qu’un feu commence et se propage dans la cavité sous une installation photovoltaïque, il faut une certaine quantité d’énergie. « Cela signifie que si l’énergie libérée par une défaillance électrique et l’ignition des matériaux voisins ne sont pas suffisantes, le feu ne se propagera pas, ajoute Reidar Stølen. La quantité d’énergie nécessaire dépend de la géométrie, comme la distance de la cavité, mais aussi des matériaux présents dans la cavité. »
Les chercheurs ont varié la distance entre les panneaux, mais ont utilisé la même pente et les mêmes matériaux dans tous les tests, à différentes échelles. Dans l’installation expérimentale, ils ont utilisé des modules photovoltaïques en acier, sans câblage ni autres matériaux dans la cavité, et une membrane bitumineuse sur un substrat en panneaux de particules de bois inclinés à 30 degrés. « D’autres constructions nécessiteront probablement une énergie minimale différente pour initier un feu propagé », précise Reidar Stølen.
Avec la charge de carburant disponible, la durée du feu était limitée à environ 20 minutes dans chaque partie du toit. La construction du toit avec un panneau de particules de 22 mm avait une résistance au feu suffisante pour empêcher la propagation du feu dans les combles, selon l’équipe de recherche. « Cela montre qu’il ne faut pas nécessairement une construction très robuste pour empêcher le feu de pénétrer dans le bâtiment », déclare Reidar Stølen. « Cependant, avec plus de carburant dans la construction, la durée du feu et la résistance au feu devraient être plus longues. »
Les scientifiques ont également observé un autre mécanisme de propagation du feu à travers le bitume fondu et en combustion. « Comparé aux recherches précédentes sur les toits plats, nous avons observé les mêmes types d’effets en fonction de la distance de la cavité, complète Reidar Stølen. La principale différence réside dans le fait qu’avec le toit incliné, nous avons observé une propagation des flammes beaucoup plus rapide, car la colonne de fumée était entraînée par la flottabilité vers le haut de la pente du toit. Dans les expériences sur les toits plats, le feu se propageait dans toutes les directions et était davantage influencé par le vent. »
Dernièrement, l’Institut national slovène de construction et d’ingénierie civile a réalisé une série de tests pour évaluer les paramètres de sécurité incendie des systèmes photovoltaïques verticaux sur les toits et a constaté que ces installations offrent de meilleurs paramètres par rapport aux installations conventionnelles sur les toits. Le premier a mené une série d’expériences indiquant que la distance entre les modules solaires et les surfaces des toits pourrait être un facteur crucial dans les incendies des systèmes photovoltaïques.
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