Câblage des panneaux solaires : câble DC, connecteurs MC4, terre et parafoudre

Guide installation photovoltaïque — chapitre 11/16

Entre les modules et l'onduleur, le circuit à courant continu est la partie la plus exposée de l'installation : tension présente dès qu'il y a de la lumière, intempéries, UV, et aucun disjoncteur pour rattraper un mauvais contact. D'où des règles de l'art spécifiques, du choix du câble solaire 4 ou 6 mm² aux connecteurs MC4, jusqu'à la mise à la terre des châssis et au parafoudre DC. Rédigé par Atlas Contrôle, organisme agréé BELAC ISO 17020 n° 663-INSP.

Bon à savoir : le câblage DC est passé au crible lors de la réception RGIE de votre installation. Câble non conforme, connecteurs panachés, châssis non reliés à la terre ou signalétique absente sont des non-conformités que nous relevons régulièrement — Atlas Contrôle contrôle les installations en toute indépendance, il n'en réalise aucune.

Le câble solaire : un câble spécifique, pas un câble ordinaire

La liaison modules–onduleur se réalise exclusivement en câble solaire conforme à la norme EN 50618, de type H1Z2Z2-K (désignation qui a remplacé l'ancienne appellation PV1-F). Notre exemple d'installation complète retient un câble solaire belge dont la fiche technique résume ce qui le distingue d'un câble d'installation classique :

Conducteur : cuivre étamé, souple (classe 5 selon IEC/EN 60228) — l'étamage prévient la corrosion aux points de sertissage.
Isolation et gaine : polyoléfines réticulées, sans halogènes, non propagatrices de la flamme (Cca-s1,d2,a1).
Double isolation : utilisable en classe II — la philosophie du champ DC est l'isolation renforcée plutôt que la coupure automatique.
Tenue en tension : assignée DC 1,5/1,5 kV (max 1,8/1,8 kV) — très au-delà des 750 V d'un générateur domestique.
Tenue climatique : −40 °C à +90 °C ambiant (120 °C au conducteur), résistance certifiée aux UV, à l'ozone et aux intempéries ; durée de vie estimée > 25 ans, cohérente avec celle des modules.
Rayon de courbure minimal : 3 × le diamètre extérieur.

Un XVB ou un VOB n'a rien à faire côté DC en toiture : ni prévu pour les UV, ni pour la tension continue élevée, ni pour 25 ans d'exposition. Pour situer les familles de câbles d'installation, voir notre guide des types de câbles électriques.

Sections et valeurs utiles : câble solaire 4 mm² ou 6 mm² ?

En résidentiel, on se limite presque toujours aux sections 4 et 6 mm² :

Section (mm²)	Résistance à 20 °C (Ω/km)	Courant admissible à l'air libre	2 câbles adjacents sur une surface
4	5,09	55 A	44 A
6	3,39	70 A	57 A
10	1,95	98 A	79 A

Avec des courants de string de 8 à 14 A, le critère thermique n'est jamais dimensionnant — appliquez néanmoins les facteurs de correction en température (0,92 à 70 °C, 0,84 à 80 °C), car il fait chaud sous les modules. Ce qui dimensionne la section, c'est la limitation des pertes : la somme des pertes DC + AC est limitée à 2 % de la puissance installée (et la chute de tension AC à 1 %), un critère déjà rencontré au chapitre 6 (dimensionnement).

Le calcul : P_DC = R_t × I_mpp², avec R_t = résistance linéique × longueur totale aller-retour. Dans notre exemple d'installation complète (9 × 435 Wc, I_mpp = 13,27 A) : 43 m de câble 4 mm² plus 5,4 m de câbles d'origine des modules donnent R_t = 5,09 × 48,4/1000 = 0,246 Ω, soit P_DC ≈ 43 W, à confronter au budget de 2 % (78,3 W pour 3 915 Wc). N'oubliez jamais les câbles solidaires des modules dans la longueur (typiquement 2 × 0,6 m par module). Liaison longue ou courant élevé : passez en 6 mm², un choix courant dans les devis d'installateurs.

Utilisez des câbles unipolaires distincts pour le + et le −, de couleurs différentes (rouge/noir dans notre exemple) : le repérage des polarités, exigé par le RGIE (voir la synthèse), en est facilité.

Les connecteurs MC4 : sertir correctement, ne jamais panacher

Les connexions DC se font par connecteurs débrochables spécifiques PV : MC3 (ancien, sans verrouillage, à ne plus utiliser en neuf), MC4 (le standard de fait, verrouillable, IP67/IP68), Tyco, Phoenix SUNCLIX… Trois règles absolues :

Sertissage avec la pince dédiée au connecteur

L'outillage de l'installateur PV comprend des pinces à sertir spécifiques MC3, MC4 et Tyco, une pince à dénuder automatique et le jeu de clés MC4. Un sertissage improvisé crée une résistance de contact qui chauffe : le « mauvais contact dans les connecteurs » figure en tête des erreurs classiques de montage que nous constatons, et ressort au diagnostic comme cause de tension DC incorrecte, de baisse de production et de déconnexions intempestives de l'onduleur — souvent visible en thermographie comme point chaud.

Ne jamais accoupler des connecteurs de marques différentes

Même si un connecteur « compatible MC4 » s'emboîte, les tolérances des contacts et des joints diffèrent : le couple mixte n'est certifié par personne, vieillit mal et est une cause reconnue de points chauds et d'incendies DC. Sur un même point : mâle et femelle du même fabricant, même série.

Ne jamais déconnecter en charge

Un arc DC ne s'éteint pas de lui-même et les connecteurs PV ne sont pas des organes de coupure : on ouvre d'abord l'interrupteur DC, puis on débroche. C'est le sens de l'inscription « Ne pas déconnecter en charge » imposée par le RGIE — un point détaillé au chapitre 9 (sécurité).

Le câblage des strings : polarité et boucles d'induction

La polarité

Le string est une mise en série : le + d'un module sur le − du suivant. Avant raccordement à l'onduleur, on mesure la tension U_oc de chaque string et on vérifie sa polarité au voltmètre — deux vérifications incontournables de toute check-list de mise en service. L'inversion des polarités DC est en tête des erreurs classiques de mise en service ; les onduleurs récents intègrent une protection contre l'inversion, mais on ne compte jamais dessus. La valeur mesurée doit correspondre à n × U_oc du module, corrigée en température ; un écart signale un module mal raccordé, un connecteur défaillant ou une diode by-pass en défaut (voir le chapitre 2 sur la technologie des modules).

Limiter les boucles inductives

Un coup de foudre, même distant, induit des surtensions dans toute boucle conductrice, proportionnelles à la surface de la boucle. Trois façons de câbler un même string illustrent l'enjeu, dont deux à proscrire :

✔

Boucle réduite

Conducteurs + et − cheminant côte à côte sur tout le trajet, torsadés quand c'est possible.

✘

Boucle entre polarités

+ et − partant chacun d'un côté du champ, dessinant une grande boucle.

✘

Boucle entre polarités et masse

Conducteur de protection cheminant loin des conducteurs actifs.

Concrètement : ramenez le retour du string le long de la rangée, sous les modules, et faites cheminer +, − et le conducteur d'équipotentielle ensemble jusqu'à l'onduleur. C'est la mesure anti-surtension la plus efficace et elle ne coûte rien — le parasurtenseur ne traite que ce qui reste.

Cheminement, fixation et traversées de toiture

Sous les modules et en toiture, les câbles doivent rester en place 25 ans :

Fixation aux rails et cadres par clips dédiés ou colliers résistants aux UV (inox ou nylon stabilisé — un collier standard casse en deux ou trois étés). Pas de câble pendant ni posé sur la couverture.
Aucun contact avec les arêtes vives des rails et crochets (voir le chapitre 10 sur la fixation) ; rayon de courbure (3 × Ø) respecté.
Connecteurs à l'abri : fixés sous les modules, hors des zones d'écoulement et de stagnation d'eau, jamais dans la gouttière.
Sur toiture plate : chemins de câbles ou conduits, jamais des câbles lâches sur la membrane.
Compatibilité des matériaux (une erreur classique de montage) : contacts alu/inox/zinc mal maîtrisés = couples galvaniques.

Une check-list de maintenance annuelle bien conçue prévoit d'ailleurs explicitement de « vérifier l'état et la fixation des câbles » avec l'ancrage des crochets, rails et modules — voir le chapitre 15 (entretien).

Traversées de toiture et presse-étoupes

Le passage des câbles vers l'intérieur doit préserver deux étanchéités :

À l'eau : traversée par tuile à douille, passe-toiture ou faîtière dédiés — jamais un simple trou dans la sous-toiture.
À l'air : un point sur lequel nous insistons. Toute traversée de la sous-toiture, du pare-vapeur ou de l'isolant se traite avec des manchettes adhésives, tapes ou mastics adéquats, ou un caisson d'étanchéité avec fourreau. Une traversée non colmatée crée un pont de convection et un risque de condensation dans l'isolant.

En partie basse, les entrées dans l'onduleur et les coffrets se font par presse-étoupes adaptés au diamètre et serrés sur la gaine : ils garantissent l'indice de protection du matériel (IP65 pour l'onduleur de notre exemple) et le maintien mécanique. À l'extérieur, prévoyez une goutte d'eau (boucle basse) avant chaque entrée de coffret.

L'interrupteur-sectionneur DC et les fusibles gPV

Le sectionneur DC

Entre le champ PV et l'onduleur, un interrupteur-sectionneur DC permet d'isoler l'onduleur du générateur. Trois configurations possibles : coffret rotatif extérieur, interrupteur-sectionneur modulaire en coffret, ou sectionneur intégré à l'onduleur — le cas de la plupart des onduleurs actuels (voir le chapitre 3 sur les composants). Le matériel doit être prévu pour le courant continu et la tension du string (jusqu'à 750 V DC en domestique).

L'ordre de manœuvre est un fondamental :

Mise en service

Enclencher l'interrupteur DC
Enclencher le(s) disjoncteur(s) AC
Vérifier l'accrochage de l'onduleur au réseau

Mise hors service

Couper d'abord l'AC, puis le DC. La « coupure du DC avant l'AC » compte parmi les erreurs classiques de maintenance : tant que l'onduleur débite, ouvrir le DC revient à couper en charge.

Les fusibles de string (gPV)

Avec un ou deux strings en parallèle, aucun fusible DC n'est requis. La règle de dimensionnement : un fusible sur le + et sur le − est obligatoire si

I_{max inverse} du module < (n − 1) × I_sc × 1,25

avec n = nombre de strings en parallèle

Exemple chiffré : module admettant 16 A de courant inverse, I_sc = 9,05 A. À 3 strings : (3 − 1) × 9,05 × 1,25 = 22,6 A > 16 A → fusibles obligatoires. Matériel : porte-fusibles sectionneurs et cartouches gPV tenant 750 à 1 000 V DC (ex. 15 A / 1 000 V DC) ; calibre maximal donné par le fabricant du module (« maximum series fuse rating », 25 A pour le module 435 Wc de notre exemple). En résidentiel mono- ou bi-string sur MPPT séparés — le cas courant, vu au chapitre 7 (onduleur) — on n'en met simplement pas.

Les parasurtenseurs DC (parafoudre)

La Belgique connaît une densité de foudroiement non négligeable (les cartes kérauniques du pays en attestent). Les liaisons DC en toiture captent les surtensions induites ; le premier remède est géométrique (boucle réduite), le second est le parasurtenseur DC : varistances/éclateurs raccordés entre +, − et la terre, installé près de l'onduleur (et, pour les grandes longueurs, également près du champ).

Sur les installations récentes, il est souvent intégré à l'onduleur : l'onduleur de notre exemple embarque des parafoudres DC et AC de type II selon EN/IEC 61643-11. Vérifiez la fiche technique ; à défaut, prévoyez-le en coffret (il figure souvent en option des devis d'installateurs).

À retenir : un parasurtenseur n'est efficace que si sa liaison à la terre est courte et directe — d'où l'importance de la mise à la terre qui suit.

Liaison équipotentielle des châssis et mise à la terre

Le RGIE Livre 1, chapitre 7.112 (installations PV domestiques ≤ 10 kVA, édition 01.06.2020) impose parmi ses mesures spécifiques :

La mise à la terre, sauf si interdit par le fabricant, des cadres métalliques des modules et de leurs structures, par un conducteur de protection de section au moins équivalente à celle du conducteur de protection de l'alimentation AC, avec au minimum :

2,5 mm² s'il comporte une protection mécanique ;

4 mm² s'il n'en comporte pas.

En pratique :

Reliez entre eux tous les rails et tous les cadres. L'anodisation des profilés ne garantit pas la continuité électrique : utilisez les bornes ou plaquettes de terre du fabricant du système de montage (griffes perçant l'anodisation) ou des shunts dédiés.
Descendez un conducteur vert/jaune (typiquement 4 ou 6 mm²) jusqu'à la barrette de terre, en le faisant cheminer avec les câbles DC (boucle réduite). Notre exemple d'installation mentionne ainsi « câble solaire 2 × (1 × 4 mm²) + PE 1 × 4 mm² » sur son schéma unifilaire.
Vérifiez la résistance de dispersion de terre : R_t ≤ 30 Ω, contrôlée à la réception (6 Ω dans notre exemple — valeur confortable). Au-delà, la mise en conformité de la terre s'ajoute au chantier. Notre guide sur la résistance de terre détaille la mesure et les remèdes.
Attention aux couples galvaniques aux fixations (membranes de séparation zinc/alu ou zinc/inox sur toiture plate) : la corrosion détruit aussi les continuités de terre.

Cette équipotentielle protège contre les contacts indirects, écoule les surtensions captées par les châssis (et sert de référence aux parasurtenseurs) et permet la surveillance d'isolement de l'onduleur. Un défaut d'isolement DC se localise d'ailleurs en mesurant la tension entre une extrémité du string et la terre — environ 40 V par module entre le point de mesure et le défaut, une méthode de diagnostic détaillée au chapitre 15 (entretien et dépannage).

Synthèse des exigences RGIE côté DC

Le générateur PV constitue une extension de l'installation électrique : le RGIE s'applique intégralement et la réception par un organisme agréé est obligatoire avant toute réinjection. Les prescriptions Synergrid C10/11 et la liste de matériel C10/26 couvrent le volet raccordement réseau (voir le chapitre 4 sur la réglementation) — leurs éditions évoluent, vérifiez toujours la version en vigueur, comme pour toute exigence administrative de ce type.

Exigence	Valeur / règle
Tension max. du générateur PV domestique	≤ 750 V DC (basse tension de 1re catégorie)
Repérage	Conducteurs DC repérés distinctement (polarités + / −)
Signalétique	Avertissements + mentions « Ne pas déconnecter en charge » et « Installation électrique toujours sous tension » aux endroits judicieux
Mise à la terre des châssis	PE ≥ section du PE de l’alimentation AC ; min. 2,5 mm² (protégé mécaniquement) / 4 mm² (non protégé)
Résistance de terre	Rₜ ≤ 30 Ω
Résistance d’isolement	Rᵢₛ ≥ 500 kΩ
Fusibles DC	gPV sur + et − si I inverse max du module < (n − 1) × Iₛᶜ × 1,25
Dossier technique	Schéma unifilaire + schéma de position, fiches techniques, consultables (section 9.1.2 du RGIE)
Côté AC associé	Disjoncteur dédié au circuit onduleur, différentiel 300 mA type A au moins sur la partie PV, sectionnement automatique de l’onduleur

À la mise en service, reprenez le volet DC point par point : sections des câbles, U_oc et polarité de chaque string, puis enclenchement DC → AC. Gardez la trace écrite de ces mesures : elles serviront de référence en maintenance et à l'organisme agréé lors de la réception RGIE (chapitre 13).

Dernière remarque : les modules sont sous tension dès qu'ils voient la lumière. Travaillez le câblage DC comme un travail sous tension permanente (habilitations BA4/BA5, outillage isolé, jamais de connexion en charge — voir le chapitre 9 sur la sécurité) : même à l'aube, un string délivre de quoi entretenir un arc. Ces gestes s'apprennent notamment lors de la formation RESCert d'Atlas Academy.

À retenir

✓Côté DC, uniquement du câble solaire H1Z2Z2-K (EN 50618) — cuivre étamé, double isolation classe II, résistant UV, 1,5 kV DC, durée de vie > 25 ans ; sections 4 ou 6 mm² (5,09 / 3,39 Ω/km), dimensionnées par le critère pertes DC + AC ≤ 2 %, câbles des modules inclus.
✓Connecteurs sertis à la pince dédiée, jamais de panachage de marques, jamais de déconnexion en charge : le mauvais contact de connecteur est l'erreur de montage n° 1.
✓Strings câblés en boucle réduite (+, − et PE ensemble, torsadés si possible) ; U_oc et polarité de chaque string vérifiées avant raccordement.
✓Fixations résistantes aux UV sous les modules ; traversées de toiture étanches à l'eau et à l'air ; presse-étoupes préservant l'IP des coffrets.
✓Sectionneur DC (souvent intégré à l'onduleur) : à la coupure, AC d'abord, DC ensuite ; fusibles gPV seulement si (n − 1) × I_sc × 1,25 dépasse le courant inverse admissible du module ; parasurtenseur DC type II relié court à la terre.
✓RGIE 7.112 : ≤ 750 V DC, repérage et signalétique obligatoires, châssis mis à la terre (min. 2,5/4 mm²), R_t ≤ 30 Ω, R_is ≥ 500 kΩ, réception par organisme agréé avant réinjection.

Câbles, terre, schéma : vérifiez les fondamentaux

Le câblage DC repose sur les mêmes bases que toute installation électrique : bons câbles, bonne terre, bon schéma. Nos guides électricité et notre outil gratuit de schéma unifilaire vous y aident.

→ Guide des types de câbles → Guide résistance de terre Créer mon schéma unifilaire

Questions fréquentes

Quel câble utiliser pour raccorder des panneaux solaires ? ▼

Exclusivement du câble solaire conforme à la norme EN 50618, de type H1Z2Z2-K (l'ancienne appellation était PV1-F) : conducteur en cuivre étamé souple, double isolation permettant l'usage en classe II, tenue assignée 1,5/1,5 kV DC, résistance certifiée aux UV, à l'ozone et aux intempéries, durée de vie estimée supérieure à 25 ans. Un câble d'installation classique type XVB ou VOB n'a rien à faire côté DC en toiture : il n'est prévu ni pour les UV, ni pour la tension continue élevée, ni pour 25 ans d'exposition.

Câble solaire 4 mm² ou 6 mm² : comment choisir ? ▼

Avec des courants de string de 8 à 14 A, le critère thermique n'est jamais dimensionnant : ce qui décide de la section, c'est la limitation des pertes. La somme des pertes DC + AC est limitée à 2 % de la puissance installée. On calcule P = R × I²mpp, avec R = résistance linéique (5,09 Ω/km en 4 mm², 3,39 Ω/km en 6 mm²) multipliée par la longueur totale aller-retour — câbles solidaires des modules inclus (typiquement 2 × 0,6 m par module). Liaison longue ou courant élevé : passez en 6 mm².

Peut-on accoupler des connecteurs MC4 de marques différentes ? ▼

Non, jamais. Même si un connecteur « compatible MC4 » s'emboîte mécaniquement, les tolérances des contacts et des joints diffèrent d'un fabricant à l'autre : le couple mixte n'est certifié par personne, vieillit mal et est une cause reconnue de points chauds et d'incendies côté DC. Sur un même point de connexion, utilisez toujours un mâle et une femelle du même fabricant, de la même série, sertis avec la pince dédiée au connecteur.

La mise à la terre des panneaux solaires est-elle obligatoire ? ▼

Oui, sauf si le fabricant l'interdit. Le RGIE Livre 1, chapitre 7.112 (installations photovoltaïques domestiques ≤ 10 kVA) impose la mise à la terre des cadres métalliques des modules et de leurs structures, par un conducteur de protection de section au moins équivalente à celle du conducteur de protection de l'alimentation AC, avec au minimum 2,5 mm² s'il comporte une protection mécanique et 4 mm² sinon. La résistance de dispersion de terre doit rester ≤ 30 Ω : elle est contrôlée lors de la réception par l'organisme agréé.

Faut-il un parafoudre DC sur une installation photovoltaïque ? ▼

Les liaisons DC en toiture captent les surtensions induites par la foudre, même distante. La première mesure — gratuite — est géométrique : câbler les strings en boucle réduite, conducteurs + et − côte à côte. Le parasurtenseur DC (varistances/éclateurs entre +, − et la terre, type II selon EN/IEC 61643-11) traite ce qui reste ; il est souvent déjà intégré aux onduleurs récents. Vérifiez la fiche technique de votre onduleur ; à défaut, prévoyez-le en coffret près de l'onduleur, avec une liaison à la terre courte et directe.

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