Le coffret AC photovoltaïque joue un rôle essentiel dans une installation photovoltaïque : il assure la protection, la commande et la distribution du courant alternatif (AC) généré par l’onduleur vers le réseau ou vers les équipements du site. Il constitue le point de passage obligatoire du courant avant son exploitation ou sa réinjection. Une erreur dans son dimensionnement peut entraîner des risques électriques, une usure prématurée des composants ou une non-conformité aux normes en vigueur. En effet, une mauvaise configuration peut perturber l’ensemble du fonctionnement de l’installation, voire provoquer des interruptions de service ou des défaillances de l’équipement.
Dans cet article, nous vous expliquons en détail comment dimensionner correctement un coffret AC pour garantir la sécurité, la performance et la durabilité de votre installation, tout en assurant la compatibilité avec les contraintes réglementaires, techniques et environnementales. Le but est de vous fournir une méthodologie claire, illustrée par des exemples concrets et directement applicable sur vos projets professionnels.
1. Comprendre le rôle du coffret AC dans une installation photovoltaïque
a. Fonctionnement en aval de l’onduleur
Une fois le courant continu (DC) transformé en courant alternatif par l’onduleur, celui-ci transite par le coffret AC. Ce dernier regroupe les dispositifs de protection (disjoncteurs, différentiels, parafoudres…) avant l’injection dans le réseau ou l’alimentation des usages locaux. Il constitue une interface technique critique entre la production solaire et l’infrastructure électrique du bâtiment. Il sert aussi de point de déconnexion, ce qui est indispensable lors de travaux de maintenance ou d’intervention sur site.
b. Enjeux de sécurité et de conformité aux normes
Le coffret AC permet de protéger les biens et les personnes contre les surtensions, les surintensités, les défauts d’isolement ou les courts-circuits. Il participe également au bon fonctionnement des dispositifs de sécurité et de coupure d’urgence. Sa conception doit répondre à des normes strictes afin d’éviter les accidents électriques et de respecter les obligations réglementaires imposées par la norme NF C 15-712-1.
c. Intégration dans une architecture AC ou AC/DC
Selon les configurations, le coffret AC peut être indépendant ou combiné avec un coffret DC dans un ensemble AC/DC. Cette configuration mutualise les fonctions de protection et facilite les raccordements sur site. Le choix dépendra du type d’installation (autoconsommation, injection totale, hybride) et du niveau de standardisation souhaité. Dans certains cas, l’intégration d’un système AC/DC tout-en-un peut réduire l’encombrement, améliorer l’ergonomie d’installation et diminuer les risques de mauvaise manipulation.
2. Caractéristiques techniques à prendre en compte
a. Puissance totale de l’installation en sortie AC
La puissance en sortie de l’onduleur (exprimée en kVA ou kW) détermine le calibre des protections, la section des conducteurs à prévoir, ainsi que le dimensionnement thermique et mécanique du coffret. Une sous-évaluation de cette puissance peut entraîner des déclenchements intempestifs ou des surchauffes. De plus, le surdimensionnement peut entraîner des coûts inutiles et une perte d’efficacité.
b. Tension nominale et fréquence de fonctionnement
En général : 230 V monophasé ou 400 V triphasé, à 50 Hz. Il faut s’assurer de la compatibilité des équipements internes et des dispositifs de sécurité avec ces valeurs. Certains projets peuvent présenter des particularités (installations offshore, sites isolés, couplage avec un groupe électrogène), nécessitant une vérification approfondie de la fréquence et de la stabilité de tension.
c. Courant maximal en sortie d’onduleur
Ce courant conditionne le choix des disjoncteurs, des différentiels et des sections de câbles. Il est à calculer avec précision en intégrant un coefficient de sécurité tenant compte de la température ambiante, de la longueur des câbles et du type de pose. Une estimation incorrecte du courant pourrait provoquer des échauffements dangereux ou une dégradation progressive des composants.
d. Nombre et type de circuits à protéger
Le nombre de circuits (monophasés ou triphasés), leur répartition, la nécessité d’une coupure omnipolaire ou d’une commande manuelle d’urgence influencent directement la configuration interne du coffret. Plus il y a de circuits, plus la planification doit être rigoureuse pour assurer une sélectivité efficace et une maintenance simplifiée.
e. Type de raccordement souhaité
Bornier simple, connecteurs rapides, disjoncteurs différentiels en face avant, bornes de raccordement rapide, étiquetage des sorties… Autant de détails qui facilitent l’installation, la maintenance et l’exploitation sur site. Un bon choix ergonomique des composants favorise la lisibilité du coffret et limite les erreurs de raccordement.
3. Les équipements typiques d’un coffret AC photovoltaïque
a. Disjoncteurs modulaires et interrupteurs différentiels
Ils protègent les circuits contre les surintensités et les fuites de courant. Leur typologie (AC, A, B, F…) doit être choisie en fonction du comportement de l’onduleur, en particulier pour les onduleurs transformless ou hybrides qui peuvent injecter des composantes continues. Le choix du calibre, de la courbe de déclenchement et du type de différentiel est essentiel pour garantir la continuité de service.
b. Parafoudre AC
Le parafoudre protège l’ensemble de l’installation contre les surtensions d’origine atmosphérique ou industrielle. Il doit être dimensionné en fonction de la zone de pose, du réseau de terre, du schéma de liaison à la terre (TT, TN, IT) et de la valeur du courant de décharge. Un parafoudre mal adapté peut non seulement être inefficace mais aussi provoquer des dégâts en cas de foudre directe.
c. Sectionneurs ou interrupteurs-sectionneurs
Ils assurent la coupure visible et sécurisée de l’installation. Dans certaines configurations, ils permettent également de verrouiller l’accès aux parties actives lors d’une maintenance. Leur emplacement, leur accessibilité et leur mode de fonctionnement doivent être soigneusement pensés.
d. Borniers, repérages, peignes de raccordement
Les accessoires internes jouent un rôle clé dans la facilité de câblage, la lisibilité du coffret et la limitation des erreurs de raccordement. Le respect des couleurs normalisées, le marquage clair et la séparation des circuits sont essentiels. L’organisation interne du coffret influence directement la rapidité d’intervention et la fiabilité du fonctionnement.
4. Normes et obligations à respecter
a. NF C 15-100 et NF C 15-712-1 : rappels essentiels
Ces normes définissent les obligations liées au matériel, aux dispositifs de protection, à la sélectivité des circuits, au repérage, à la coupure omnipolaire et à la mise à la terre des masses et des parties actives. Elles sont indispensables pour assurer la sécurité et la durabilité des installations.
b. Protection différentielle et coordination
La coordination entre les dispositifs différentiels permet d’éviter les déclenchements intempestifs et de garantir une continuité de service. Elle repose sur le choix des sensibilités, des temps de réponse et des courbes de fonctionnement. Une mauvaise coordination peut rendre le système inefficace et gêner l’exploitation.
c. Coupure omnipolaire
Sur les installations raccordées au réseau, une coupure simultanée de toutes les phases et du neutre est obligatoire. Cela permet une mise hors tension complète, essentielle pour les opérations de maintenance ou de sécurisation. C’est aussi une garantie de sécurité pour les intervenants sur site.
d. Indice de protection (IP) et tenue mécanique (IK)
L’indice IP garantit la résistance du coffret aux projections d’eau et à la poussière. En extérieur ou en local non chauffé, un IP65 est recommandé. L’IK quant à lui mesure la résistance aux chocs mécaniques et garantit l’intégrité des équipements. Un bon coffret doit être durable dans le temps, même en environnement contraignant.
5. Adapter le coffret AC au contexte d’installation
a. Environnement : extérieur, local technique, shelter
Le lieu d’installation conditionne le matériau du coffret (polycarbonate, ABS, acier peint ou inox), la présence de ventilation naturelle ou forcée, et le type de fixation murale ou sur pied. Il est essentiel de prévoir un espace d’accès suffisant pour le raccordement et la maintenance. Une mauvaise adaptation à l’environnement peut dégrader rapidement les équipements.
b. Conditions climatiques et contraintes spécifiques
En milieu salin, en atmosphère corrosive, en zone à forte hygrométrie ou dans des environnements industriels contraints, des traitements supplémentaires sont nécessaires (revêtement, joint d’étanchéité, presse-étoupes renforcés, surventilation). Le respect de ces précautions conditionne la durée de vie de l’installation.
c. Coffret AC seul ou combiné AC/DC
Le coffret mixte peut être intéressant pour optimiser l’encombrement, réduire le temps de pose et limiter les risques de mauvais raccordements. Toutefois, il doit respecter une séparation stricte entre les parties AC et DC, selon les prescriptions de la norme NF C 15-712-1. Il faut aussi veiller à une dissipation thermique adaptée.
6. Pré-câblé ou sur mesure : quelle solution privilégier ?
a. Gain de temps et fiabilité des coffrets prééquipés
Les coffrets prêts à l’emploi sont conçus, assemblés et testés en atelier selon des configurations standards éprouvées. Ils réduisent les erreurs de montage, facilitent la mise en œuvre sur chantier et permettent une réduction des délais d’installation. C’est un gain de temps précieux pour les installateurs.
b. Cas où le sur-mesure est indispensable
Dans des projets complexes, avec stockage, redondance, usage industriel ou architecture spécifique (couplage réseau/groupe, pilotage énergétique avancé…), le sur-mesure permet de répondre précisément aux contraintes du terrain et du client final. Il offre une souplesse de conception et une adaptabilité maximale.
c. Exemples de configurations typiques
Installation résidentielle 3 kW monophasée avec autoconsommation partielle, centrale en toiture de 36 kVA triphasée avec injection totale, site industriel avec architecture double alimentation et supervision centralisée : chaque scénario implique des choix techniques différents. Ces exemples illustrent la variété des configurations possibles.
7. Garantir performance, sécurité et conformité
Le dimensionnement d’un coffret AC photovoltaïque ne se limite pas à une question de puissance ou de type de disjoncteur. Il implique une analyse fine et multi-critères des paramètres électriques, normatifs et environnementaux. Un coffret bien conçu permet non seulement de protéger les biens et les personnes, mais aussi de fiabiliser l’exploitation de l’installation sur le long terme. En optant pour un coffret adapté, vous anticipez les évolutions de votre installation et en pérennisez le fonctionnement.
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