Une installation photovoltaïque présente deux faiblesses que n'a pas une installation classique : des panneaux en toiture, exposés, et une boucle de câblage qui capte volontiers les surtensions d'origine atmosphérique. Le parafoudre est l'organe qui écoule ces surtensions vers la terre avant qu'elles n'atteignent l'onduleur, dont le remplacement coûte infiniment plus cher que la protection.
Deux protections, pas une
Le premier réflexe à prendre est de raisonner en deux parties distinctes.
Le côté continu (DC) va des panneaux jusqu'à l'entrée de l'onduleur. On y trouve des tensions de 1000 ou 1500 V en continu, un régime qu'un parafoudre alternatif ne sait pas traiter : un arc continu ne s'éteint pas tout seul au passage par zéro, puisqu'il n'y a pas de passage par zéro. Il faut donc un parafoudre spécifiquement conçu pour le photovoltaïque, conforme à la norme EN 61643-31.
Le côté alternatif (AC) va de la sortie de l'onduleur au tableau de distribution, puis au réseau. On y installe un parafoudre de réseau classique, en 3P+N pour du triphasé, conforme à la EN 61643-11.
Protéger un seul des deux côtés laisse la porte ouverte de l'autre. Une surtension arrivant par le réseau traverse l'onduleur aussi sûrement qu'une surtension venue des panneaux.
Type 1, type 2, type 3 : ce que les chiffres veulent dire
Le type ne décrit pas une qualité, mais le genre d'agression auquel le parafoudre sait répondre.
- Type 1 : il encaisse une fraction du courant d'un coup de foudre direct. On l'impose lorsque le bâtiment est équipé d'un paratonnerre, ou qu'un paratonnerre se trouve à proximité immédiate. Son indicateur est le courant impulsionnel Iimp, exprimé en onde 10/350 µs.
- Type 2 : il traite les surtensions induites, celles qui arrivent par couplage sans impact direct. C'est le cas de loin le plus courant. Son indicateur est le courant nominal de décharge In, en onde 8/20 µs.
- Type 3 : protection fine, installée en bout de ligne, au plus près d'un équipement sensible. Elle ne remplace jamais un type 2 en amont, elle le complète.
Dans la pratique, beaucoup de références sont des type 1+2 combinés : un seul appareil qui couvre les deux usages, ce qui simplifie le coffret. C'est le cas des parafoudres DC que nous proposons, en Citel type 1+2, 1000 ou 1500 V comme en Noark T1+T2 avec In de 20 kA.
Les critères qui tranchent vraiment
La tension maximale de régime permanent
Côté DC, elle doit être supérieure à la tension à vide de la chaîne par temps froid, pas à sa tension en fonctionnement. Un parafoudre 1000 V sur une chaîne qui monte à 1100 V au petit matin d'hiver finit en défaut. Côté AC, un 230/400 V couvre le cas général.
Le mode de protection
Un parafoudre en mode commun protège entre conducteurs actifs et terre. En mode différentiel, il protège entre conducteurs actifs. Les bonnes références font les deux, ce qui évite de laisser passer une surtension entre le plus et le moins.
Le report de défaut
Une cartouche de parafoudre s'use : elle encaisse, et à force elle se met en fin de vie. Un voyant mécanique indique l'état, mais personne ne va regarder un voyant dans un local technique toutes les semaines. Le contact de report à distance, disponible sur une partie des modèles, remonte l'information à la supervision. Sur une installation suivie, c'est ce qui fait la différence entre une protection réelle et une protection supposée.
Le déconnecteur : intégré, ou à prévoir
Un parafoudre en fin de vie peut se mettre en court-circuit. Il lui faut donc un déconnecteur, chargé de l'isoler sans mettre l'installation à l'arrêt. Qui le fournit ? La réponse n'est pas la même des deux côtés de l'onduleur, et dans tous les cas c'est la notice du fabricant qui fait foi : elle dit si un déconnecteur externe est nécessaire et, le cas échéant, son calibre.
Côté AC, beaucoup de parafoudres récents intègrent leur déconnecteur — on parle de parafoudre auto-protégé, ou à fusible intégré. Rien à ajouter en amont dans ce cas. Sinon, il faut un fusible ou un disjoncteur dédié, dont le calibre dépend du type de parafoudre et de son courant de décharge : il va de quelques dizaines à plusieurs centaines d'ampères selon les références. Ce calibre ne se transpose pas d'un appareil à un autre, il se lit dans la notice. Pour les cas où ce déconnecteur reste à fournir, nous proposons la protection pour parafoudre type 1 AC Citel, 3P+N avec fusibles inclus.
Côté DC, c'est différent : il n'y a généralement rien à prévoir en amont. Les parafoudres photovoltaïques assurent eux-mêmes leur déconnexion, et un générateur photovoltaïque ne débite pas un courant de court-circuit comparable à celui d'un réseau alternatif : il est borné par les modules eux-mêmes. Le guide UTE C 15-712-1 admet d'ailleurs que le dispositif de déconnexion soit incorporé au parafoudre plutôt qu'installé en série. Deux réserves subsistent : le parafoudre et son déconnecteur doivent tenir le courant de court-circuit maximal du générateur, et en présence d'une batterie — qui, elle, sait débiter très fort — un déconnecteur externe spécifié par le fabricant redevient nécessaire si le parafoudre ne supporte pas son courant de court-circuit.
La distance, le critère qu'on oublie
Un parafoudre ne protège pas tout ce qui se trouve derrière lui, mais ce qui se trouve près de lui. Au-delà d'une dizaine de mètres de câble entre le parafoudre et l'équipement à protéger, l'efficacité chute et un second parafoudre doit être envisagé. Sur une installation où l'onduleur est loin du coffret DC, ce point se vérifie avant de commander.
Dans le même esprit, les conducteurs de raccordement du parafoudre sont à garder aussi courts et aussi droits que possible. Une boucle de câble généreuse annule une partie du bénéfice.
En résumé
- Un parafoudre côté DC et un parafoudre côté AC.
- Type 1 si paratonnerre, type 2 sinon, type 1+2 pour couvrir les deux.
- Tension maximale supérieure à la tension à vide par temps froid.
- Déconnecteur selon la notice : souvent intégré côté AC, rien à ajouter côté DC dans le cas général.
- Liaisons courtes, report de défaut si l'installation est supervisée.
Nos références sont rassemblées dans les rayons Parafoudres DC et Parafoudres AC, avec les prix hors taxes et toutes taxes comprises.
Ce guide donne les critères de choix courants ; il ne remplace ni la notice du fabricant, ni l'étude de votre installation. Pour un cas précis, demandez-nous un devis : nous répondons avec les références exactes et leur disponibilité.