Le dimensionnement électrique d'une installation solaire photovoltaïque est capital pour assurer deux objectifs majeurs : la sécurité incendie et le rendement de production. Un panneau solaire produit de l'énergie en continu, parfois sous des tensions élevées. Une mauvaise section de câble ou des connecteurs inadaptés provoquent des pertes par effet Joule qui grèvent directement le retour sur investissement du projet, ou pire, créent des arcs électriques générateurs de départs de feu. Cet article détaille le choix des câbles côté continu (DC) et côté alternatif (AC).

1. La partie Continu (DC) : Des panneaux à l'onduleur

C'est dans cette partie du circuit que circule le courant continu produit par les cellules photovoltaïques. Les câbles y subissent des contraintes environnementales extrêmes (expositions aux UV, températures très élevées sous les panneaux solaires, humidité).

Le choix du type de câble

Vous ne devez jamais utiliser du câble électrique standard (comme le U-1000 R2V) pour la partie DC. La norme impose l'utilisation de câbles solaires spécifiques certifiés H1Z2Z2-K (anciennement PV1-F). Ces câbles possèdent :

• Une double isolation renforcée.
• Une gaine résistante aux rayons ultra-violets (UV) et à l'ozone.
• Une plage de température de fonctionnement très large (de -40°C à +120°C).
• Une âme en cuivre étamé souple pour résister à la corrosion et faciliter le raccordement.

Calcul de la section DC

Dans les installations résidentielles, les panneaux sont connectés en série (String). La tension totale peut grimper jusqu'à 600 V ou 1 000 V continu, tandis que l'intensité reste modérée (généralement entre 10 A et 15 A).

La règle d'or en photovoltaïque est de limiter les pertes en ligne à moins de 1% (et non 3% ou 5% comme dans le bâtiment classique) afin de conserver chaque précieux kilowattheure produit.

• Pour une longueur de liaison inférieure à 20 mètres entre les panneaux et l'onduleur, la section standard de 4 mm² en cuivre est la référence.
• Pour des longueurs supérieures à 20 mètres ou des configurations à forte intensité (strings en parallèle), on s'oriente vers du 6 mm² voire du 10 mm².

2. La partie Alternatif (AC) : De l'onduleur au tableau électrique

L'onduleur (ou les micro-onduleurs) convertit le courant continu en courant alternatif 230 V monophasé (ou 400 V triphasé) pour l'injecter sur votre réseau domestique et le réseau de distribution.

Le choix du type de câble

Pour cette liaison fixe, on utilise du câble classique de type U-1000 R2V (3G pour le monophasé : Phase, Neutre, Terre).

Calcul de la section AC

La section dépend de la puissance nominale de sortie de l'onduleur. Pour des longueurs de câble standard (inférieures à 15 mètres) :

• Onduleur ≤ 3 000 W (Courant ~ 13 A) : Câble en 2,5 mm² protégé par un disjoncteur de 16 A ou 20 A.
• Onduleur de 3 000 W à 4 500 W (Courant ~ 20 A) : Câble en 4 mm² protégé par un disjoncteur de 25 A.
• Onduleur de 4 500 W à 6 000 W (Courant ~ 26 A) : Câble en 6 mm² protégé par un disjoncteur de 32 A.

*Note : Pour les micro-onduleurs posés sous les panneaux en toiture, le fabricant fournit généralement un câble de bus spécifique AC étanche en 2,5 mm² ou 4 mm² relié à un boîtier de protection extérieur.*

Les organes de protection obligatoires

Une installation photovoltaïque doit comporter deux coffrets de protection distincts :

• Le coffret DC (placé avant l'onduleur) : Il contient un interrupteur-sectionneur DC (pour couper manuellement la ligne de panneaux), des fusibles DC, et un parafoudre DC (indispensable pour protéger l'onduleur contre les surtensions induites par la foudre en toiture).
• Le coffret AC (placé après l'onduleur) : Il contient un disjoncteur de protection, un interrupteur différentiel 30 mA (souvent de Type F ou B, car les onduleurs peuvent générer des fuites à haute fréquence), et un parafoudre AC.