Le CSTB et le LNE ont inauguré mi-novembre à Chambéry (73), un laboratoire d'essais et de certification des performances énergétiques des capteurs solaires photovoltaïques, nommé Certisolis. Visite de ce centre unique en France.
Le premier laboratoire d'essais des performances des modules solaires photovoltaïques, qui se veut aussi organisme de certification, a été inauguré le 18 novembre dernier sur le site de Savoie Technolac au Bourget du Lac à Chambéry (73). «Ce centre, filiale du Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) et du Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) a pour objectif de réunir toutes les expertises de recherche et d'innovation afin d'accompagner un développement plus serein de la filière photovoltaïque», explique Jérôme Beccavin, président directeur général de Certisolis, ajoutant que «c'est une réelle dynamique de qualité qui se met aujourd'hui en place».
La filière française a, en effet, très rapidement progressé au cours de ces dernières années, «mais si elle veut répondre aux nouveaux enjeux du bâtiment et aux besoins des entreprises, elle doit inscrire son développement dans une dynamique de qualité rigoureuse et accroitre la puissance photovoltaïque installée sur le territoire, tout en donnant la priorité à l'intégration dans le bâtiment et au développement de centrales au sol», poursuit Jérôme Beccavin.
Mais, il ne faut pas omettre que la filière doit faire face également à l'essor du solaire photovoltaïque dans des pays comme l'Allemagne, en termes de puissance européenne installée, mais aussi en Asie, en termes de fabrication. «Les entreprises françaises doivent alors se positionner à l'international en axant leur développement sur la fiabilité des produits des panneaux et en capitalisant sur leurs forces et leurs spécificités. Et c'est ce que nous leur proposons», suggère le PDG de ce laboratoire.
30 essais différents pour une certification
Certisolis permet donc de procéder aux essais «parfois dans des conditions extrêmes», ajoute Claire Schaal, responsable administratif et financier, sur modules et composants photovoltaïques, afin de certifier leurs performances intrinsèques suivant les standards internationaux NF EN 61215, NF EN 61646, NF EN 61730 ainsi que les performances environnementales. La certification garantit la performance électrique et environnementale initiale et dans le temps du module. «Le but étant que les installateurs de panneaux photovoltaïques puissent connaitre les plus performants du marché afin de les proposer à leurs clients en toute sécurité», précise Jérôme Beccavin.
Au total, une trentaine d'essais sont réalisés pour établir une certification qui dure environ entre 4 et 5 mois, «tous sont organisés autour de trois grands types de tests», souligne Jérôme Beccavin, avant de les énumérer. Ainsi, les essais électriques visent à vérifier la sécurité et la performance, ils comprennent un flash test ou simulateur pulsé, des essais diélectriques et des essais de tension, d'impulsion ou d'essais de foudre. Les essais climatiques et d'ensoleillement qui ont pour but de simuler le vieillissement des modules, comptent, quant à eux, les essais en enceinte climatique et les expositions au spectre du soleil.
Enfin, les essais mécaniques, qui eux permettent de tester la résistance du module avec sa fixation. Un examen visuel, des essais de charges statiques, un canon à grêle et un banc d'essais de choc composent ces derniers essais.
Implanté sur le site de Savoie Technolac au Bourget du Lac à Chambéry (73)
Porté par le LNE et le CSTB, soutenu par l'Ademe et la région Rhône-Alpes, le centre d'essais Certisolis bénéficie en un seul et même lieu de toutes les expertises de recherche et innovation pour accompagner le développement de l'ensemble de la filière photovoltaïque.
Essais en enceintes climatiques et d'ensoleillement
Dans cette étuve, les modules sont soumis à des conditions climatiques extrêmes, notamment à une chaleur humide, c'est-à-dire que les modules sont confinés pendant 1.000 heures, soit 41 jours, à une température de 85°C avec un taux d'humidité relative de 85%. Ils peuvent être aussi soumis à des cycles de variation de température. A ce moment-là, les modules subissent 200 cycles de température allant de -40°C à +85°C. Enfin, ils peuvent subir des cycles de gel-dégel, c'est-à-dire que des variations rapides de température avec un taux d'humidité relative élevé sont reproduites.
Essais en enceintes climatiques et d'ensoleillement
Jusqu'à 14 cadres composés des modules peuvent être placés dans une étuve.
Exposition en simulateur continu
Derrière cette porte des lunettes de protection sont obligatoires.
Exposition en simulateur continu
Installés sous des lampes qui simulent le spectre du soleil, les modules sont soumis à une irradiation très intense, soit 1.000 W/m2, durant plusieurs heures.
Flash Test ou simulateur pulsé
Le module photovoltaïque est placé dans une chambre noire et soumis à un flash lumineux de 10 millisecondes très intense, c'est-à-dire de 1.000 W/m2. Ici, est mesuré durant tout le processus d'essai, la puissance électrique maximale que peut produire le module ainsi que les caractéristiques courant et tension.
Essais diélectriques
En milieu sec, la sécurité électrique du module est constamment vérifiée au cours du processus, notamment par un test diélectrique ou l'isolement à 1.000 V puis 3.000 V est vérifié.
En milieu humide, le panneau est immergé dans l'eau, puis soumis à une tension électrique, soit jusqu'à 1.000 V pendant 2 minutes. Ainsi, l'isolement électrique du panneau dans des conditions d'humidité, tels que la neige, le brouillard, la pluie ou bien la rosée, est évalué.
En milieu humide, le panneau est immergé dans l'eau, puis soumis à une tension électrique, soit jusqu'à 1.000 V pendant 2 minutes. Ainsi, l'isolement électrique du panneau dans des conditions d'humidité, tels que la neige, le brouillard, la pluie ou bien la rosée, est évalué.
Essais de tension d'impulsion ou essais de foudre
Dans cette phase, trois décharges impulsives d'une intensité allant jusqu'à 8.000 V est envoyé entre le module mis en court circuit et une feuille de cuivre qui le recouvre. Sur l'oscilloscope (machine à gauche de la photo), est vérifié que l'intensité voulue a bien été atteinte et qu'il n'y a pas eu de rupture diélectrique.
Examen visuel
Avant et après chaque essai, les modules sont scrupuleusement inspectés, sous une lumière forte et à l'aide d'une loupe, afin de détecter cassures, défauts de contact, défaut d'aspects.
Canon à grêle
Pour vérifier la résistance aux aléas climatiques, des grêlons de 25 mm de diamètre sont projetés à 23 millisecondes en différents points du panneau : cadre, cellule, inter-cellule, coin… Ces grêlons de 25 mm sont de taille normée mais peuvent être dimensionnés jusqu'à 7,5 cm.
Canon à grêle
C'est à l'intérieur de ce bloc qu'est inséré le grêlon, ici de 25 mm.
Banc d'essai de choc
Une masse de 45 kg, composée de billes de plomb trempées et de cuir est lâchée depuis différentes hauteurs sur le module fixé à un châssis. Ici le test a été fixé à 1,20 m d'impact sur la plaque, les deux autres point d'impacts sont à 30 cm et 45 cm.
Banc d'essai de choc
Après l'essai de choc, ce panneau n'a pas résisté.
Exposition en site naturel
Les modules peuvent être installés sur le toit du site, ou ici à terre, où une station météorologique enregistre les données climatiques et d'ensoleillement.
Certisolis, filiale du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) et du Laboratoire National de Métrologie et d'Essais (LNE)
Date de création : Octobre 2009
Date de mise en service : Juin 2010
Investissement global : 2,5 millions d'euros
Surface du bâtiment : 500 m2
Coût d'une certification : 35.000 à 45.000 euros
Répartition du budget :
600.000 euros apportés par le CSTB
600.000 euros par le LNE
1 million d'euros de subvention d'investissement et d'exploitation versés par l'Ademe
300.000 euros de subvention d'investissement versés par la Région Rhône-Alpes