Disjoncteur photovoltaïque qui saute : causes et solutions

Identifier précisément le disjoncteur qui déclenche

Avant d’agir, il faut déterminer quel appareil ouvre le circuit. Dans une installation standard, on trouve plusieurs protections distinctes.

• Côté DC (avant l’onduleur)
  • Disjoncteur solaire spécifique au continu ou fusibles de strings dans le coffret DC
  • Parafoudre DC photovoltaïque (avec indicateur d’état)
• Côté AC (après l’onduleur)
  • Disjoncteur courbe C ou D dédié à l’onduleur
  • Disjoncteur différentiel en tête du circuit onduleur (souvent un RCD type B pour les onduleurs sans transformateur)
  • Parafoudre AC

Repérez si le déclenchement vient:

• d’une protection DC: il s’agit d’un problème côté champs ou câblage en courant continu;
• d’une protection AC: défaut côté onduleur ou distribution domestique, fuite à la terre, inrush capacitif;
• d’un différentiel (testez le bouton “T” et regardez la position du levier): fuite ou défaut d’isolement;
• d’un parafoudre: l’indicateur peut passer au rouge, parfois accompagné d’un déclenchement si un disjoncteur amont se protège contre un défaut interne.

Cette première étape oriente immédiatement le diagnostic et évite de chercher au mauvais endroit.

Les grandes familles de causes côté courant continu

Sur la partie strings-modules, les déclenchements proviennent rarement d’une simple “surcharge” (l’intensité est plutôt limitée par l’ensoleillement et l’architecture des modules). La plupart du temps, on rencontre l’une des causes suivantes.

Défaut d’isolement et fuites à la terre

Humidité dans une boîte de jonction, gaine abîmée frottant un châssis, câble mordu ou écrasé, connecteur mal serti: une fuite à la terre peut faire naître des courants résiduels ou déclencher un dispositif différentiel côté onduleur. Les déclenchements après pluie ou au petit matin, qui cessent en milieu de journée lorsque tout sèche, sont typiques.

• Indices: déclenchements aléatoires par temps humide, valeur d’isolement en baisse au mégohmmètre, traces d’humidité dans le coffret DC ou les boîtes de jonction.
• Vérifications: test d’isolement au mégohmmètre PV (500 V ou 1000 V selon notice de l’onduleur et des modules) entre chaque pôle et la terre; inspection visuelle de tous les connecteurs et des passages de toiture.
• Bonnes pratiques: presse-étoupes étanches, boucles de goutte sur les câbles, gel d’étanchéité dans les boîtes exposées, contrôle de serrage périodique.

Connecteurs MC4 défectueux ou hétérogènes

Un MC4 usé, non compatible ou mal serti peut chauffer, créer un arc électrique DC, voire charbonner et provoquer des déclenchements. Les mélanges de marques de connecteurs, même s’ils s’emboîtent, sont à proscrire.

• Indices: brunissement des plastiques, odeur de chaud, isolation craquelée, traces de coulure.
• Vérifications: démontage, contrôle du sertissage, remplacement par des couples connecteurs d’origine, tests de traction.
• Action: remplacer systématiquement les connecteurs douteux; si un connecteur a chauffé, inspecter le câble et la boîte de jonction amont.

Infiltration d’humidité dans le coffret DC

Une infiltration d’humidité coffret PV favorise les chemins de fuite, corrode les borniers et altère les disjoncteurs DC. La condensation est accentuée par les cycles jour/nuit.

• Indices: oxydation, gouttelettes, traces blanchâtres sur borniers, déclenchements matinaux.
• Prévention: choix d’un coffret AC/DC solaire ou d’un coffret DC IP approprié, purge, absorbants d’humidité, emplacement ventilé mais étanche, presse-étoupes adaptés au diamètre.

Polarité inversée, court-circuit et erreurs de câblage

Une polarité inversée lors d’une intervention ou un court-circuit franc (câble blessé, MC4 court-circuité) entraînent des déclenchements immédiats des protections DC.

• Vérifications: mesurer la tension à vide de chaque string, contrôler la polarité avant reconnexion, valider la continuité de chaque pôle séparément, vérifier le repérage et le schéma de l’installation du coffret photovoltaïque.

Déséquilibre ou erreur d’association des strings

Des strings inégaux (longueurs différentes, orientations mélangées sur une même entrée MPP), un module incompatible intégré dans une série, peuvent entraîner des intensités anormales dans certaines branches et faire chauffer localement les câbles ou les borniers.

• Indices: un seul pôle du disjoncteur solaire chauffe, courant de string très différent des autres au même instant.
• Mesure utile: pince ampèremétrique DC sur chaque string en plein soleil pour comparer.

Section de câble insuffisante et surchauffe

Un sous-dimensionnement de section ou des longueurs trop importantes, combinés à une mauvaise ventilation, peuvent mener à des élévations de température et à des déclenchements thermiques.

• Indices: gaine tiède à chaude au toucher, marque de chauffe dans le coffret DC, déclenchements aux heures de pointe solaire.
• Remède: recalculer la chute de tension cible (<1,5 à 2% côté DC), augmenter la section, optimiser le cheminement.

Mauvais serrage des bornes et échauffements

Un mauvais couple de serrage sur les borniers des disjoncteurs DC ou sur les peignes provoque une résistance de contact, donc de la chaleur, pouvant finir par un déclenchement ou un endommagement irréversible.

• Bon réflexe: vérifier au tournevis dynamométrique les couples fournis par le fabricant; inspection thermographique en charge par temps ensoleillé.

Parafoudre DC usé ou mal coordonné

Un parafoudre DC photovoltaïque peut se mettre en défaut après une surtension (orage) et nécessiter un remplacement. Une coordination insuffisante entre parafoudres d’entrée et de proximité de l’onduleur augmente le risque de défauts récurrents.

• Contrôle: témoin visuel sur le parafoudre (vert/rouge), test de continuité selon notice.
• Prévention: coordination des protections PV, type 1+2 si présence de paratonnerre, type 2 sinon, avec conducteurs de liaison courts et équipotentiels soignés.

Arc électrique DC

Un arc en continu, favorisé par un mauvais contact ou une ouverture sous charge, est très énergétique. Il peut faire fondre des éléments, noircir un coffret et provoquer des déclenchements en cascade.

• Clés de prévention: ne pas commuter en charge sans dispositif adapté, utiliser des interrupteurs-sectionneurs DC certifiés pour la tension/puissance, soigner les sertissages et la compatibilité des connecteurs.

Les causes fréquentes côté courant alternatif et onduleur

Lorsque c’est le disjoncteur du circuit onduleur ou le différentiel qui saute, on explore le versant AC.

Courants de fuite et choix du différentiel

Les onduleurs sans transformateur injectent des fuites haute fréquence et peuvent créer une composante continue. Un différentiel type A peut alors se déclencher intempestivement. Un DDR type B pour photovoltaïque est généralement requis pour immunité et sécurité, sauf si le fabricant de l’onduleur garantit une limitation de la composante DC (≤ 6 mA) et une détection interne.

• Symptômes: déclenchements aléatoires du différentiel, surtout au démarrage de l’onduleur le matin.
• Solution: remplacer par un différentiel type B selon les prescriptions et la conformité UTE C 15-712-1; choisir un courant différentiel adapté (30 mA si protection des personnes sur le circuit terminal, sélectif en amont si nécessaire).

Déclenchement du disjoncteur AC de l’onduleur

Deux cas typiques:

• Inrush au démarrage: les condensateurs de l’onduleur tirent brièvement un courant important; un disjoncteur trop sensible ou mal choisi (courbe inadaptée) peut ouvrir.
• Défaut externe: surtension transitoire, court-circuit en aval si l’onduleur alimente une sous-partie de tableau, ou rupture de neutre/terre mal gérée.

Réponses possibles:

• Adapter la courbe de déclenchement C ou D selon l’appel de courant au démarrage (la courbe D tolère mieux des pointes, mais exige des sections et boucles de court-circuit compatibles).
• Vérifier la sélectivité disjoncteurs PV pour que la protection la plus proche du défaut déclenche en premier.
• Isoler l’onduleur sur un circuit dédié, sans récepteurs annexes.

Mise à la terre et liaisons équipotentielles

Une mise à la terre déficiente peut amplifier des courants de fuite ou perturber la détection différentielle. Le châssis des modules, les rails et l’onduleur doivent être correctement reliés à la terre, équipotentiels réalisés, et l’impédance de terre contrôlée.

• À faire: mesurer la résistance de la prise de terre, vérifier la continuité des liaisons, respecter les prescriptions du constructeur de l’onduleur sur la référence du pôle DC à la terre (ne jamais “mettre à la masse” arbitrairement un pôle du champ).

Parafoudre AC et surtensions

Après un orage, un parafoudre AC dégradé peut entraîner des déclenchements récurrents. Un contrôle de son état s’impose, ainsi qu’une vérification de la coordination avec les autres protections.

Dimensionnement: choisir les bonnes protections dès le départ

Un bon dimensionnement limite drastiquement les déclenchements. Il repose sur le respect des normes, la qualité des produits et la cohérence d’ensemble.

Disjoncteurs et fusibles côté DC

• Tension assignée: supérieure ou égale à la tension à vide maximale du champ au froid (Uoc(total) au Tmin du site). Les valeurs usuelles des appareils sont 600, 1000 ou 1500 V DC; choisir en fonction de l’architecture du string.
• Pouvoir de coupure: adapté au courant de court-circuit potentiel du champ et à la catégorie d’emploi DC-PV.
• Calibre du disjoncteur photovoltaïque: la règle courante (référentiels IEC/UTE) consiste à dimensionner à 1,25 × Isc pour un string, en tenant compte des conditions de température et des tolérances de modules; en parallèle de plusieurs strings, on protège chaque string par des fusibles et on dimensionne les jeux de barres pour le courant cumulé.
• Sélectivité: prévoir fusibles de string si plus de deux strings en parallèle; placer un dispositif sectionneur DC en tête du coffret DC pour les opérations de maintenance.

Disjoncteur AC de l’onduleur

• Calibre: correspondant à l’intensité maximale de l’onduleur en sortie (par exemple, pour un onduleur 5 kVA en monophasé 230 V, Imax ≈ 21-22 A; on choisit un disjoncteur de 25 A typiquement, avec section de câble correspondante).
• Courbe: C par défaut; D si l’onduleur présente un appel capacitif important au démarrage, sous réserve d’un pouvoir de coupure et d’une boucle de défaut compatibles pour la protection des personnes et des biens.
• Section de câble: déterminée par l’intensité, la longueur et la chute de tension admise (0,5 à 1% côté AC pour de bonnes pratiques).

Dispositifs différentiels

• Type: type B recommandé pour la plupart des onduleurs sans transformateur; type A possible si l’onduleur garantit la limitation de composante DC et la détection; se référer à la notice.
• Sensibilité: 30 mA pour la protection des personnes en aval, avec sélectivité différentielle si plusieurs étages; temporisé (type S) en amont si justifié.
• Compatibilité: vérifier la tenue aux harmoniques et aux composantes haute fréquence générées par l’onduleur.

Parafoudres et coordination

• DC: à proximité du champ ou dans le coffret DC; type 1+2 si présence de dispositif de protection foudre externe, type 2 sinon.
• AC: en tête d’installation et/ou près de l’onduleur; coordination des niveaux de protection (Up) et liaisons les plus courtes possible.
• Équipotentialité: liaisons de terre directes, minimisation des boucles, serrage et conducteurs adaptés.

Coffrets et architecture

Un coffret AC/DC solaire correctement conçu simplifie la maintenance, la mise en sécurité et la sélectivité des protections. L’assemblage doit respecter les normes photovoltaïques en vigueur, les prescriptions des fabricants, le marquage clair des circuits et la possibilité de sectionner sans risque en plein jour. L’installation coffret photovoltaïque doit également faciliter l’évacuation de la chaleur et prévenir la condensation.

Méthode de diagnostic pas à pas

Le diagnostic est d’autant plus efficace qu’il est méthodique et sécurisé.

1. Sécurité d’abord

• N’intervenez jamais en plein soleil sur des connecteurs DC sous charge. Coupez les sectionneurs DC, puis couvrez temporairement les modules si une séparation franche est nécessaire.
• Verrouillez l’alimentation AC avant d’ouvrir le coffret AC.
• Utilisez des EPI adaptés: gants isolants, lunettes, outils isolés.

2. Caractériser le déclenchement

• Noter l’heure et les conditions météorologiques (pluie, rosée, chaleur).
• Identifier l’appareil qui ouvre (disjoncteur DC, AC, différentiel, parafoudre).
• Relever l’état des voyants de l’onduleur, les codes défauts.

3. Inspection visuelle minutieuse

• Coffret DC: rechercher traces d’humidité, oxidation, borniers noircis, indicateur de parafoudre, soudures cassées dans les boîtes de jonction.
• Câbles et connecteurs: vérifier tous les MC4, la continuité des gaines, les fixations sur rail, les frottements sur arrêtes.
• Coffret AC: vérifier le serrage des conducteurs, l’intégrité du différentiel, la propreté.

4. Mesures essentielles

• Pince ampèremétrique DC: mesurer l’intensité de chaque string en plein soleil; une dérive importante indique un problème localisé.
• Tension à vide par string: comparer aux valeurs attendues (modules en série × Uoc unitaire).
• Test d’isolement au mégohmmètre PV: entre chaque pôle et la terre; comparer aux recommandations du fabricant des modules et à IEC 62446. En pratique, viser une résistance d’isolement > 1 MΩ (souvent bien plus en temps sec).
• Contrôle du différentiel: test du bouton T, mesure de courant de fuite si possible, remplacement temporaire par un appareil de même type pour écarter une défaillance interne.

5. Tests ciblés

• Déconnexion sélective des strings: reconnecter un à un pour identifier le branchement en cause.
• Vérification de polarité: au multimètre avant toute reconnexion, pour éviter un couplage inversé.
• Épreuve thermique: caméra IR ou thermomètre infrarouge sur borniers sous charge.

6. Analyse et décision

• Si le défaut suit un string précis: inspecter chaque connecteur, la boîte de jonction des modules de cette chaîne et le cheminement des câbles.
• Si le défaut reste côté AC: suspecter le différentiel inadéquat, un inrush mal toléré, un parafoudre AC dégradé, ou un défaut de terre.

Solutions concrètes et durables

Selon la cause identifiée, les remèdes diffèrent.

• Fuite d’isolement par humidité: assécher, remplacer les composants affectés, améliorer l’étanchéité (presse-étoupes adaptés, joints), poser des “boucles de goutte”, rehausser le coffret DC si le ruissellement est en cause.
• Connecteurs MC4: remplacer par des paires compatibles du même fabricant, respecter les couples de sertissage avec l’outil homologué, protéger des UV si nécessaire, ne jamais mélanger des générations/tailles différentes.
• Mauvais serrage: resserrer au couple spécifié; si un bornier a chauffé, le remplacer pour éviter les faux contacts persistants.
• Section insuffisante: recalculer avec la puissance réelle et la longueur, viser une chute de tension faible, passer à la section supérieure.
• Parafoudre dégradé: remplacer le cartouche, vérifier la liaison de terre et la coordination en amont/aval.
• Différentiel inadéquat: installer un type B si l’onduleur l’exige; vérifier la sélectivité avec les autres différentiels de l’installation.
• Courbe de déclenchement: passer de C à D pour tolérer l’appel capacitif si le schéma de protection et la boucle de défaut le permettent; sinon, envisager un disjoncteur avec seuil magnétique ajusté selon préconisations.
• Déséquilibre de strings: reconfigurer les chaînes pour homogénéiser puissance, orientation et ombrages; remplacer le module hors tolérance.

Important: augmenter le calibre du disjoncteur sans revoir la section des câbles ni la dissipation thermique ne résout jamais un problème structurel et dégrade la sécurité. La protection doit rester coordonnée au conducteur et aux appareils.

Prévenir les déclenchements: conception, pose et maintenance

Les installations les plus fiables sont celles pensées en amont et suivies dans le temps.

• Conception rigoureuse
  • Dimensionner les protections selon les normes photovoltaïques et les notices des fabricants.
  • Prévoir la coordination des protections PV: fusibles de strings, disjoncteurs, différentiels, parafoudres et coupure d’urgence.
  • Minimiser les longueurs inutiles et les points de connexion.
• Qualité de pose
  • Respecter les rayons de courbure, protéger les câbles contre l’abrasion, éviter les poches d’eau.
  • Créer une installation coffret photovoltaïque lisible: repérage clair, schémas à jour dans la porte, marges de câblage.
  • Serrer aux couples, réaliser des essais fonctionnels (mesures U/I par string, Riso, contrôle des protections).
• Maintenance coffret DC photovoltaïque
  • Inspection annuelle: serrage, nettoyage, contrôle visuel des parafoudres, test du différentiel, mesures d’isolement si l’environnement est agressif.
  • Thermographie par temps ensoleillé pour détecter des échauffements invisibles à l’œil nu.
  • Mise à jour documentaire: relevés de tension/courant de référence, facilitateurs de diagnostic futur.

Trois cas concrets pour se repérer

• Déclenchements matinaux par temps humide
  • Contexte: disjoncteur différentiel AC qui ouvre entre 7 h et 9 h, puis plus rien l’après‑midi.
  • Diagnostic: mégohmmètre montrant une résistance d’isolement qui chute à 0,6 MΩ à l’aube sur un string, remontant à > 2 MΩ vers midi.
  • Solution: remplacement d’une boîte de jonction microfissurée, ajout de presse-étoupes adaptés et d’un gel d’étanchéité; plus aucun déclenchement depuis.
• Coupure au démarrage de l’onduleur
  • Contexte: dès l’ensoleillement suffisant, le disjoncteur AC dédié saute.
  • Diagnostic: appel de courant élevé lors de la synchronisation, disjoncteur courbe C trop sensible.
  • Solution: passage à un disjoncteur même calibre en courbe D, contrôle de la boucle de court-circuit et de la section de câble; fonctionnement stable.
• Déclenchement après orage
  • Contexte: après un épisode orageux, déclenchements aléatoires côté DC.
  • Diagnostic: indicateur de parafoudre DC passé au rouge dans le coffret; traces de surtension.
  • Solution: remplacement du parafoudre DC, vérification de la coordination AC/DC, resserrage des liaisons de terre; retour à la normale.

Points de vigilance normatifs et de sécurité

• Les prescriptions de la conformité UTE C 15-712-1 s’appliquent en France aux installations PV raccordées au réseau, en complément des normes générales des installations électriques. Elles précisent notamment les exigences de protection, de sectionnement, de câblage et de choix des différentiels.
• La mise à la terre de l’installation photovoltaïque ne se résume pas à “planter un piquet”: l’équipotentialité des masses (châssis modules, rails, coffrets, onduleur) et la qualité des liaisons sont déterminantes.
• Les appareils en courant continu doivent être explicitement certifiés DC‑PV pour la tension et l’usage; un disjoncteur standard AC n’a pas de pouvoir de coupure approprié en continu.
• Le sectionnement en charge DC requiert un interrupteur‑sectionneur prévu pour; l’ouverture d’un connecteur MC4 sous charge est dangereuse et source d’arc.

Erreurs fréquentes à éviter

• Augmenter le calibre du disjoncteur pour “faire tenir” l’onduleur
• Mélanger des marques de connecteurs MC4
• Oublier la coordination des parafoudres AC/DC
• Installer un DDR type A là où le constructeur exige un type B
• Négliger le couple de serrage des borniers et ne pas contrôler au dynamométrique
• Sous-estimer l’effet de l’humidité sur la résistance d’isolement

Mini check-list avant remise en service

• Tous les connecteurs et borniers sont inspectés, resserrés et sans trace de chauffe.
• Les mesures de référence sont notées: Uoc et Isc de chaque string, Riso, courant de fuite AC si instrument disponible.
• Les parafoudres sont au vert, les liaisons de terre serrées.
• Les disjoncteurs (DC et AC) et le différentiel sont adaptés aux caractéristiques de l’installation et aux préconisations de l’onduleur.
• Le coffret AC/DC solaire est propre, sec, correctement ventilé et identifié.

FAQ

• Un disjoncteur courbe D est-il toujours préférable à une courbe C pour un onduleur ?
  Non. La courbe D tolère mieux les appels de courant, utile pour certains onduleurs au démarrage, mais elle exige une intensité de court-circuit suffisante pour assurer la protection des personnes et des biens. On la choisit après vérification de la boucle de défaut et des sections, sinon la courbe C reste la référence.
• Quelle valeur d’isolement considérer comme “normale” entre un string et la terre ?
  En pratique, on recherche des valeurs supérieures à 1 MΩ, souvent plusieurs mégohms en temps sec. Une baisse notable par temps humide signale une faiblesse (boîte de jonction, connecteur, câble). Se référer aux notices modules/ onduleur et aux normes applicables; comparer surtout l’évolution entre conditions sèches et humides.
• Remplacer un différentiel type A par un type B résoudra-t-il tous les déclenchements côté AC ?
  Pas nécessairement. Le type B est souvent requis pour les onduleurs sans transformateur, mais des déclenchements peuvent provenir d’inrush, de surtensions, d’un parafoudre dégradé, d’un défaut de terre ou d’un câblage inadéquat. Un diagnostic complet reste indispensable.

En suivant une démarche structurée, en dimensionnant correctement les protections et en soignant la qualité de pose, la majorité des déclenchements intempestifs disparaissent. Un système photovoltaïque bien conçu et entretenu délivre une production stable, silencieuse et durable, sans que les disjoncteurs ne rappellent à l’ordre à chaque éclaircie ou averse.

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