Des panneaux solaires sous pression de la neige

Cette semaine, le secteur photovoltaïque se réunit au salon mondial Intersolar à Munich. Les centrales solaires dans les Alpes promettent des rendements élevés, mais elles sont soumises à des dangers que le SLF analyse pour mieux aider à leur protection.

Le photovoltaïque en altitude, à flanc de montagne, est promis à un bel avenir. Avec un fort rayonnement solaire sur des surfaces inclinées, le rendement est plus élevé que dans les plaines, et des études montrent que de telles installations sont bien adaptées pour combler le déficit d’approvisionnement en électricité pendant la saison hivernale. Quelques-unes ont déjà été construites dans les Alpes, par exemple la plus haute centrale solaire d’Europe, située à près de 3000 mètres sur le glacier du Pitztal en Autriche.

De plus, en hiver, la neige réfléchit la lumière du soleil, ce qui génère des rendements électriques supplémentaires. Mais c’est précisément ce manteau neigeux qui représente un danger pour les installations. Les ingénieurs l’ont souvent sous-estimé lors des premiers projets dans les régions de montagne, mais ils sont désormais conscients du problème et font appel à l’expertise du SLF, explique Stefan Margreth, responsable du groupe de recherche Mesures de protection au SLF : « Trois dangers menacent les centrales situées dans des zones exposées : les charges accrues dues au vent, la pression de la neige et les avalanches. »

Avec son équipe, il analyse ces dangers à l’aide de modèles de simulation comme RAMMS et détermine les forces éventuelles qui pourraient agir sur l’installation. Pour ceci, une visite sur place est indispensable. C’est le seul moyen pour les chercheurs d’identifier les particularités, notamment les cuvettes dans lesquelles se forment des accumulations de neige soufflée ou les variations de rugosité du terrain. « Chaque mètre est important », précise Stefan Margreth. Il repère les zones de départ des avalanches, tient compte de l’enneigement des années précédentes et calcule les forces de pression de la neige. Le SLF établit des cartes de hauteur de neige pour les périmètres du projet à l’aide de drones. Les résultats peuvent être très différents. « Parfois, il n’y a aucun danger, parfois seuls quelques pourcents de la surface initiale ne sont pas menacés », explique l’ingénieur

Mais Stefan Margreth et son équipe ne se contentent pas d’analyser les dangers, ils fournissent également des solutions possibles. « Pour échapper aux avalanches, il suffit de ne pas se positionner sur des terrains dont la pente est supérieure à 30 degrés, ou en aval de ceux-ci », recommande le scientifique. Si l’inclinaison est inférieure à 30 degrés, il est peu probable que des avalanches se déclenchent.

En revanche, la neige peut effectuer une pression sur des terrains plus plats, jusqu’à une inclinaison d’environ 20 degrés, lorsque le manteau neigeux se déplace au ralenti vers l’aval. C’est comparable à une avalanche de plaque qui glisse très lentement, explique Stefan Margreth pour décrire l’impact : « De ce fait, les forces qui s’appliquent sur la structure porteuse augmentent, alors que celle-ci n’est souvent conçue que pour résister au vent et non à la pression de la neige. » Celle-ci exerce alors des forces supplémentaires sur les piliers. Une solution consiste à renforcer ces piliers et les fondations.

Il est également important de bien choisir la distance au sol des panneaux photovoltaïques. « Si celle-ci est trop petite, la charge due au vent est certes réduite, mais le module peut être enfoui et subir la pression de la neige », conclut Stefan Margreth.