3/5/2022
De plus en plus de panneaux solaires sont installés sur des toits plats de bâtiments industriels. Heureusement, ces bâtiments prennent rarement feu, mais quels sont les faits réels derrière les incendies qui se sont produits et que pouvons-nous en apprendre ?
A la demande de Stybenex, Efectis Nederland a mené des recherches sur les incendies sur les toits plats de bâtiments industriels équipés de panneaux solaires. Très peu d’incendies se produisent sur ce type de toits. Efectis a pu identifier et évaluer huit incendies sur la période 2016-2021, grâce aux informations fournies par les services d’incendie concernés et aux images disponibles sur Internet. Efectis a examiné la cause, l’évolution, les propriétés et les caractéristiques de chaque incendie et, plus spécifiquement, le rôle des matériaux d’isolation. Cela a permis aux chercheurs de décrire des mesures favorisant la sécurité des toits plats équipés de panneaux solaires.
Recherche et essais
Que sait-on déjà de la propagation des incendies sur les toits plats équipés de panneaux solaires ?
Jusqu’à présent, les recherches dans ce domaine se sont concentrées principalement sur l’origine d’un incendie dans un panneau solaire ou dans les composants de l’installation. Cependant, l’objectif d’Efectis était d’étudier le développement d’un incendie sous des panneaux solaires. Trois études dans des conditions de laboratoire sont disponibles et offrent un aperçu.
Un taux de propagation du feu plus élevé
La distance entre les panneaux solaires et le toit semble avoir une influence majeure sur la température et la vitesse de propagation des flammes. Certains chercheurs ont noté que le développement du feu dépendait en partie du comportement de combustion des panneaux solaires, tandis que d’autres se sont concentrés sur le développement du feu sur un échantillon de six panneaux solaires installés sur un toit isolé et sur un toit en PVC.
Analyse de huit incendies en six ans
Huit feux impliquant des panneaux solaires sur des toits plats industriels ont été identifiés. Ces incendies se sont produits sur une période de cinq ans (2016 – 2021). Un autre incendie s’est produit, mais n’a pas été suffisamment documenté.
La distance entre les panneaux
L’analyse des incendies montre qu’avec des rangées de panneaux solaires distantes de moins d’un demi-mètre, le feu continue à se développer sur et sous les panneaux, quel que soit le type de revêtement de toiture ou de matériau d’isolation.
Propagation du feu à la toiture
Dans la plupart des incendies, le développement du feu a été limité à la zone des panneaux solaires. Lorsque les panneaux solaires brûlent et qu’il n’y a pas de ballast (sous forme de gravier ou de tuiles) sur le toit, la couverture du toit participera à la combustion et (quel que soit le type de couverture et d’isolation) l’isolation sera endommagée ou participera à la combustion. En dehors de cette zone, le développement du feu est le même que sur un toit plat normal et dépend des matériaux utilisés.
Propagation du feu vers l’intérieur
Les ouvertures ou les évidements dans la surface du toit, telles que les pénétrations et les lucarnes, peuvent provoquer la propagation du feu vers l’intérieur. Cela aurait pu être le cas dans les incendies sujets de cette recherche. L’utilisation de tôles de toit perforées avec une isolation acoustique dans des sacs en PE offre une résistance au feu insuffisante dans de tels cas.
Propagation du feu le long des câbles
Lors d’un incendie dans l’installation associée aux panneaux solaires, quel que soit le type de couverture et d’isolation du toit, le feu peut se propager le long des câbles vers les panneaux solaires et d’autres parties du bâtiment.
Séparation coupe-feu
Le feu ne s’est propagé dans aucun des incendies enquêtés au-delà d’une cloison coupe-feu.
Recommandations
Malgré les exigences actuelles pour l’installation d’énergie solaire et pour la sous-surface d’un toit commercial (protocole d’inspection SCIOS Scope 12 inspection), un incendie ne peut jamais être complètement évité. L’analyse d’Efectis aboutit à des recommandations différenciées selon la prévention du développement du feu et selon la prévention de la propagation du feu.
Ces recommandations sont les suivantes :
Cause d’incendie dans l’armoire de commande/l’onduleur
- Armoire de commande sur une surface incombustible
Un incendie qui se déclare dans une armoire de commande peut se propager à la surface du toit. L’aménagement initial peut être limité en plaçant l’armoire sur une surface incombustible et la surface du toit peut être isolée autour de la boîte, en utilisant des tuiles en béton dans les deux cas. - Installation coupe-feu pour chemin de câbles
À la suite d’un court-circuit dans les câbles, le feu se développera presque toujours à partir de l’armoire de commande en direction des panneaux solaires. Les câbles doivent donc être dégagés de la surface du toit et une disposition coupe-feu doit être installée entre le chemin de câbles et la surface du toit, en plaçant le chemin de câbles sur une bande de tuiles en béton, par exemple.
Cause d’incendie dans les panneaux solaires et les équipements sous les panneaux solaires
Si un incendie se déclare dans les panneaux solaires ou les équipements sous les panneaux, il est probable que le feu se propage sans encombre sur la zone des panneaux solaires et que la toiture et l’isolation soient endommagées, quelle qu’en soit la nature.
- Structure de supports métalliques
L’utilisation de matières plastiques dans la construction de support des panneaux solaires doit être évitée. L’utilisation de soutènements métalliques limite le développement de l’incendie et le Décret de Construction autoriserait alors l’utilisation de 5 % maximum de plastique dans la construction support. - Respect des méthodes d’essai et des normes
Le groupe de travail NEN “Sécurité incendie des panneaux photovoltaïques dans et sur l’enveloppe du bâtiment” tente maintenant de faire la lumière sur la relation entre l’effet d’un incendie potentiel et le risque de cet incendie lorsqu’un système d’énergie solaire est ajouté à un bâtiment, la recherche d’Efectis peut être utile à ce titre.
Conformément aux méthodes d’essai actuelles, Efectis recommande, pour la construction aux Pays Bas, que la construction du toit soit au moins conforme à la classe Broof t1 conformément à la norme EN 13501-5 ou à la classification de risque non feu conformément à la norme NEN 6063.
En outre, pour les Pays-Bas, Efectis recommande d’appliquer les exigences de performance de la norme NEN 7250 – la norme pour l’intégration de panneaux solaires et de capteurs solaires (chaudières solaires) dans les bâtiments – qui, bien que non désignées dans le Décret sur la Construction, respecteraient les principes et exigences de sécurité et d’utilisabilité des structures.
- Ballast sous panneaux solaires
Pour une toiture équipée de ballast, Efectis conseille d’installer également du gravier – ou bien des tuiles en béton – sous les panneaux solaires afin d’éviter le rayonnement de la couverture du toit et de limiter le développement du feu. Alternativement, une plaque pourrait être installée entre les panneaux solaires et le toit, empêchant le rayonnement thermique direct et le contact des flammes avec le revêtement du toit.
Prévenir et limiter la propagation du feu
Propagation vers l’intérieur
- Distance entre les panneaux solaires, les transits et les lucarnes
Quel que soit le type d’isolant utilisé, la propagation vers l’intérieur peut avoir lieu via des pénétrations et des ouvertures dans la plaque de toit et via des lucarnes. Efectis recommande donc de placer les panneaux solaires à une distance suffisamment sûre de ceux-ci. - Barrière avec toile de tôle perforée
L’utilisation d’une tôle de toit perforée en combinaison avec des matériaux qui fondent lors d’un incendie peut créer une connexion ouverte entre les panneaux solaires et l’espace intérieur, avec le risque de propagation du feu vers l’intérieur. Dans un tel cas, Efectis recommande d’installer une barrière qui crée une toiture coupe-feu, empêchant le risque de propagation du feu à l’espace intérieur. Cela pourrait inclure l’installation d’une plaque antidéflagrante entre les panneaux solaires et le toit, ou un revêtement résistant au feu sur la face inférieure de l’isolant ou de la plaque de toiture.
Propagation du feu à un autre compartiment coupe-feu
Aucun des incendies n’a entraîné de propagation du feu à un autre compartiment coupe-feu, ce qui peut être évité en utilisant les cloisons coupe-feu habituelles dans une construction de toit, par exemple de la laine minérale et une bande de tuiles en béton au-dessus de la cloison. Pour les nouvelles situations de construction, la largeur de la bande de tuiles peut être fondée sur les dispositions de la norme NEN 6068.
Recherche de suivi
Les études complémentaires suivantes pourraient être envisagées :
- Comme il y a très peu d’incendies sur les toits de bâtiments industriels équipés de panneaux solaires, très peu d’informations sont disponibles. Les connaissances sur ces incendies augmenteraient si les équipes de recherche sur les incendies des pompiers, de l’IFV et des experts en sinistres collectaient et analysaient des informations plus détaillées sur ces incendies.
- Des essais pratiques avec différents panneaux solaires sur différents types de toits pour déterminer le développement du feu.
- Des essais sur le terrain en combinaison avec des calculs de rayonnement thermique pour déterminer la distance de sécurité entre les panneaux solaires et les ouvertures dans le toit.
Pour plus d’informations: René de Feijter – rene.defeijter@efectis.com