Des sandwiches de panneaux photovoltaïque
Les panneaux photovoltaïques sont constitués de différentes couches. En général, la cellule photovoltaïque est prise en sandwich entre deux films de polymère, une matière plastique, puis entre deux plaques de verre (ou un autre polymère sur la face arrière). Les polymères jouent un rôle essentiel : en encapsulant la relativement fragile cellule solaire, ils la protègent de l’humidité et des chocs.
Toutefois, les polymères – comme la plupart des matières plastiques – présentent un risque d’inflammation ou de fonte. En Suisse, les normes anti-feu pour les panneaux sont très strictes : pour des installations standard effectuées correctement, le risque d’incendie est extrêmement faible. Dans certains cas cependant, des exigences plus élevées s’imposent.
Des exigences particulières
Avec l’essor du photovoltaïque, d’importantes innovations font leur apparition. Des panneaux intégrant des polymères colorés – par exemple blancs pour les façades ou couleur tuile pour les toitures – offrent de nouvelles opportunités d’intégration architecturale. Des modules légers sans verre, dotés d’une couche de polymère en surface du panneau, permettent quant à eux une installation facilitée (c’est le cas des modèles à base de carton développés par la startup Lightseeds, soutenue par le Fonds Électricité Vitale Vert).
Ces avancées permettent ainsi d’étendre l’utilisation du photovoltaïque, par exemple en rendant les installations verticales plus attractives. Dans ce type de configuration, les exigences de résistance au feu doivent toutefois être renforcées : en prenant feu et en fondant, des polymères pourraient propager un éventuel incendie via la chute de gouttelettes enflammées.
Le développement de panneaux plus résistants au feu
Au CSEM, des chercheurs étudient les propriétés anti-incendie des polymères utilisés dans les panneaux photovoltaïques et développent de nouveaux matériaux innovants permettant d’améliorer ces propriétés, avec le soutien du Fonds Electricité Vitale Vert. Le principe : ajouter des composants aux granulés de polymères qui formeront les films destinés à encapsuler les cellules. En optimisant leur recette, les équipes parviennent notamment à diminuer la hauteur de flamme et à limiter la production de gouttelettes enflammées.
Mais il est également primordial que les innovations n’affectent pas la qualité du produit final. Les chercheurs contrôlent alors la performance énergétique (le nombre de watts par mètre carré), et soumettent les modules à de rigoureux tests de résistance : des cycles de température et d’humidité extrêmes ainsi que des contraintes mécaniques sont appliqués pour garantir une durée de vie intacte. Ces innovations concilient ainsi sécurité accrue et hautes performances du photovoltaïque.