Étude du comportement au feu des matériaux et systèmes constitutifs des toitures photovoltaïques

Le stage se déroulera au Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB), sur le site de Champs-sur-Marne (Seine-et-Marne, 77), rattaché à la Direction Sécurité, Structures et Feu (https://www.cstb.fr). Le ou la stagiaire sera intégré(e) à l’équipe de la Division Études et Essais Feu, qui regroupe une trentaine de personnes et apporte une expertise reconnue dans les domaines de la réaction et de la résistance au feu.

Le développement rapide des installations photovoltaïques en toiture, porté par les objectifs de transition énergétique et de réduction de l’empreinte carbone du secteur du bâtiment, conduit à une multiplication des configurations d’intégration des modules photovoltaïques sur des bâtiments neufs ou existants. Ces installations sont composées de plusieurs couches associant modules photovoltaïques, dispositifs de fixation, complexes d’étanchéité et matériaux isolants.

L’intégration massive de ces systèmes photovoltaïques soulève de nouveaux défis, notamment en matière de sécurité incendie. La propagation du feu sur les installations photovoltaïques constitue ainsi un enjeu critique, notamment en raison des pertes d'exploitation liées à l'indisponibilité prolongée des bâtiments.   

La propagation du feu sur les toitures équipées de modules photovoltaïques est fortement conditionnée par les caractéristiques des matériaux constitutifs de la toiture, tels que les membranes d’étanchéité, les isolants, les modules photovoltaïques et les éléments de fixation. Elle dépend également des paramètres de conception du système, notamment la pente de la toiture, l’inclinaison des modules et l’espace entre les modules photovoltaïques et le complexe d’étanchéité, ainsi que des conditions environnementales, en particulier l’influence du vent.  Dans cette perspective, la caractérisation du comportement au feu des matériaux constitutifs, analysés à la fois de manière individuelle et en interaction au sein du système, apparaît essentielle pour analyser les phénomènes de propagation du feu dans les installations photovoltaïques à grande échelle.

L’objectif de ce stage sera d’étudier le comportement au feu des installations photovoltaïques en toiture et d’identifier les facteurs influençant la propagation de l’incendie. À ce titre, le ou la stagiaire aura pour mission de réaliser une étude bibliographique approfondie sur le sujet, de mener une campagne expérimentale de caractérisation au cône calorimètre des principaux matériaux constitutifs (membranes d’étanchéité, isolants et modules photovoltaïques), considérés isolément puis en configurations combinées représentatives. En fin, les données expérimentales peuvent être exploitées au sein de modèles numériques afin d’analyser l’influence de paramètres clés sur la propagation de feu dans les installations photovoltaïques en toiture, dans le but d’identifier des configurations critiques et d’optimiser le nombre d’essais nécessaires à l’échelle du système.

- Étudiant·e en Master 2 Recherche ou École d’ingénieurs.

- Compétences en ingénierie de la sécurité incendie, Transferts Thermiques ou   mécanique des fluides.

- Intérêt marqué pour le travail expérimental.

- Une connaissance en CFD (FireFOAM, FDS…) serait un plus.