Atténuer les risques liés aux phénomènes météorologiques extrêmes
Depuis 2015, les sinistres assurés liés aux phénomènes météorologiques extrêmes représentent environ le double de ceux résultant de catastrophes naturelles.
Personne ne comprend mieux les risques naturels liés aux installations solaires que les spécialistes de l’assurance dans le domaine des énergies renouvelables, tels que GCube Insurance. Selon le rapport de marché 2021 de la société, « Grêle ou crues : l’ampleur croissante des pertes liées aux phénomènes météorologiques extrêmes et aux catastrophes naturelles dans le secteur des énergies renouvelables », les sinistres liés aux conditions météorologiques ont augmenté en fréquence et en gravité à mesure que les projets solaires se sont multipliés, ont gagné en envergure et se sont diversifiés géographiquement.
Compte tenu de la croissance rapide du marché de l'énergie solaire à l'échelle mondiale, il n'est pas tout à fait surprenant d'observer une augmentation proportionnelle du nombre de sinistres liés à l'énergie solaire. Cependant, la cause profonde de ces sinistres a surpris certains acteurs du secteur de l'assurance. Plus précisément, les pertes liées aux phénomènes météorologiques extrêmes dépassent celles résultant des catastrophes naturelles. Considérée comme une occasion d'apprendre, cette répartition des pertes liées aux conditions météorologiques est très instructive.
Les dommages liés aux intempéries représentent 25 % du volume des sinistres liés à l'énergie solaire (fréquence), mais plus de 80 % de la valeur des sinistres (pertes). [Voir Nextracker]
CATASTROPHES NATURELLES VS. PHÉNOMÈNES MÉTÉOROLOGIQUES EXTRÊMES
En tant que catégorie de sinistres, les catastrophes naturelles désignent des événements peu fréquents mais d’une grande gravité, tels que les ouragans et les inondations, qui causent des dommages considérables. Les polices d’assurance qualifient souvent ces risques d’« actes de Dieu », ce qui souligne le fait qu’aucune prudence ni prévoyance raisonnable ne permet d’éviter les dommages liés à ces forces de la nature.
Par rapport aux catastrophes naturelles, les phénomènes météorologiques extrêmes sont des événements plus fréquents mais moins graves, tels que des orages ou des tempêtes de grêle hors saison ou d’une intensité inhabituelle. Bien que les phénomènes météorologiques extrêmes entraînent davantage de sinistres assurés que les catastrophes naturelles, les demandes d’indemnisation liées à cette catégorie de sinistres ne sont ni inévitables ni inéluctables.
Les parties prenantes du projet peuvent prévenir ou atténuer de nombreux sinistres liés aux phénomènes météorologiques extrêmes en faisant preuve de prudence et de prévoyance dans le choix des produits et la conception des systèmes. De plus, les spécialistes de l'atténuation des risques peuvent aider les investisseurs en capital fiscal et les compagnies d'assurance à comprendre les risques financiers liés aux phénomènes météorologiques extrêmes.
Parmi les risques météorologiques extrêmes évitables, on peut citer le vent, la grêle et la neige. D’après la fréquence des sinistres, les épisodes de vents violents constituent l’une des principales causes de pertes assurées pour les installations solaires en service. En termes de gravité des pertes, une tempête de grêle largement médiatisée dans l’ouest du Texas a endommagé quelque 400 000 modules photovoltaïques et donné lieu à la plus importante demande d’indemnisation jamais enregistrée dans le secteur solaire. La neige représente globalement un danger relativement moindre, mais elle présente des risques significatifs à certaines altitudes ou latitudes.
L'atténuation des risques adaptée à chaque site améliore la fiabilité du système. [Nextracker]
TESTS COMPARATIFS
Le choix stratégique des produits constitue une première étape essentielle pour atténuer les principales causes des sinistres liés aux phénomènes météorologiques extrêmes. Les résultats des tests de bancabilité et des essais allant au-delà des exigences de certification menés par le RETC montrent comment différentes conceptions de modules photovoltaïques ou différentes combinaisons de modules et de structures de support résistent à ces différents types de contraintes environnementales. Ces différences sont déterminantes dans le cadre de l’atténuation des risques liés aux phénomènes météorologiques extrêmes.
L'objectif des tests comparatifs est de permettre aux parties prenantes d'un projet d'identifier et de définir les meilleurs produits et conceptions de systèmes pour des applications et des environnements spécifiques.
Les modules qui obtiennent de bons résultats lors des essais de charge mécanique dynamique sont particulièrement adaptés à une installation dans des environnements exposés à des vents violents. Les modules qui obtiennent de bons résultats lors de la séquence d’essais de résistance à la grêle (HDT) du RETC sont particulièrement adaptés à une installation dans des régions sujettes à la grêle. Les modules qui obtiennent de bons résultats lors des essais de charge mécanique sont les mieux adaptés pour résister aux charges liées à la glace et à la neige.
Les tests comparatifs permettent de classer les produits en fonction de leur profil de risque.
Les modules qui n'obtiennent pas de bons résultats lors de ces deux tests comparatifs ne sont pas pour autant de « mauvais » produits, surtout s'ils sont utilisés dans le cadre d'une application adaptée. Les modules conçus pour résister au vent et à la grêle entraînent souvent des coûts de fabrication plus élevés. Les conditions d'installation dans la Vallée centrale de Californie — où les vents violents, la grêle ou la neige sont rares — ne justifient peut-être pas ces coûts supplémentaires.
Pour atténuer les risques liés à la chaîne d'approvisionnement, les développeurs évaluent et sélectionnent souvent divers modèles de modules photovoltaïques et différents fournisseurs. La vulnérabilité aux conditions météorologiques extrêmes varie d'un module à l'autre au sein d'un même portefeuille. En tenant compte de ces différences, les développeurs peuvent affecter des modules résistants au vent, à la grêle ou à la neige respectivement à des sites exposés au vent, à la grêle ou à la neige. Ce type de déploiement sélectif constitue un moyen relativement simple et rentable de réduire les risques liés aux conditions météorologiques extrêmes.
STRATÉGIES DE RÉTRACTION DÉFENSIVE
Après avoir filtré et déployé de manière sélective des modules en fonction de leur résistance aux conditions propres à chaque site, les parties prenantes du projet peuvent mettre en œuvre des stratégies de contrôle logiciel adaptatives aux conditions météorologiques afin de réduire encore davantage les risques liés aux phénomènes météorologiques extrêmes dans les grandes applications des services publics.
De nombreuses installations photovoltaïques à grande échelle intègrent des suiveurs solaires à un axe dotés d’un système de commande intelligent qui, grâce à un logiciel, suivent la course du soleil tout en évitant l’auto-ombrage. Face à l’augmentation des sinistres liés aux conditions météorologiques, les principaux fabricants de suiveurs solaires ont mis en place de nouvelles fonctionnalités logicielles, telles que des modes de repli défensif ou de délestage adaptés à chaque type de menace.
« En tirant parti des capacités de contrôle logiciel existantes et sécurisées, Nextracker a pu mettre en œuvre des mesures de protection uniques contre les ouragans, la grêle, les vents violents, la charge de neige et les inondations », explique Kent Whitfield, vice-président chargé de la qualité au sein de l’entreprise. « Les opérateurs, qu’ils se trouvent sur site ou à distance, peuvent utiliser NX Navigator pour déclencher en toute sécurité des protocoles de mise en position défensive ou de délestage. Une fois la commande lancée par l’utilisateur, tous les suiveurs se déplacent vers la position spécifiée en environ une minute. L’ensemble de l’opération est à sécurité intégrée grâce à notre architecture à rangées indépendantes et auto-alimentées. »
En raison de la nature très localisée et de l’évolution rapide des épisodes de vents violents et des tempêtes de grêle, les alertes météorologiques extrêmes ne laissent souvent que peu de temps aux exploitants d’installations pour réagir. De plus, les types de tempêtes qui génèrent des vents violents et de gros grêlons entraînent souvent la chute de lignes électriques et une coupure de l’alimentation en courant alternatif. Des systèmes de contrôle logiciels actifs peuvent répondre à ces défis et offrir une atténuation efficace des risques grâce à des fonctionnalités telles que le déclenchement local ou à distance, des temps de réponse rapides et une alimentation de secours par batterie à sécurité intégrée.
Des logiciels intelligents permettent de limiter les risques liés aux phénomènes météorologiques extrêmes. [Voir Nextracker]
Il est également important de prendre en compte les risques météorologiques concomitants. « Optimiser la réduction des risques pour une menace particulière prise isolément n’est peut-être pas le meilleur choix », prévient M. Whitfield. « Pour réaliser une analyse des risques correcte, nous ne pouvons pas nous contenter d’examiner les probabilités de grêle ou de vent prises isolément. Nous devons également tenir compte de la probabilité que la grêle s’accompagne de vent. Sinon, nous risquons d’augmenter involontairement le risque de dégâts causés par le vent en cherchant à atténuer les risques liés à la grêle. »
ÉVALUATION PROBABILISTIQUE DES RISQUES
Bien que le secteur de l'assurance s'appuie depuis longtemps sur des évaluations probabilistes des risques pour offrir une couverture durable, le défi posé par les projets solaires est double. D'une part, les données historiques disponibles pour comprendre les risques liés aux phénomènes météorologiques extrêmes sont limitées, notamment compte tenu du rythme des évolutions technologiques et de l'expansion du marché. D'autre part, les données sur les catastrophes naturelles sur lesquelles s'appuient généralement les assureurs ne prennent pas en compte les phénomènes météorologiques extrêmes « non classés ».
Les spécialistes de l'atténuation des risques, tels que VDE Americas, relèvent ces défis en collaborant avec des climatologues de renom afin de mieux quantifier les types de risques météorologiques locaux qui posent problème aux développeurs de projets solaires et aux assureurs. Ces analyses probabilistes détaillées permettent d'évaluer les risques liés aux phénomènes météorologiques extrêmes à un niveau géographique très précis. De plus, elles peuvent prendre en compte les variations associées aux phénomènes météorologiques.
« Traditionnellement, on envisageait les conditions météorologiques à l’échelle de zones relativement vastes, par exemple un degré sur un degré, ce qui correspond à environ 10 000 kilomètres carrés », explique John Sedgwick, président de VDE Americas. « Les centrales photovoltaïques étant bien plus petites que cela, il faut envisager les risques à un niveau plus local. Cette perspective locale est fondamentale dans nos évaluations des risques. »
« Nous tenons également compte du fait que tous les grêlons ne se ressemblent pas », poursuit Sedgwick. « La grêle varie d’un épisode à l’autre en termes de taille, de densité et de forme. Certains grêlons s’apparentent à de la glace solide ; d’autres contiennent davantage d’air et sont moins aérodynamiques. La grêle varie également au sein d’un même épisode en termes de répartition granulométrique. Une fois ces différences prises en compte, nous pouvons commencer à calculer les risques liés aux impacts de grêle pour une centrale solaire à grande échelle donnée. »
Les données d'essais du RETC, qui vont au-delà des exigences de certification, sont essentielles à une évaluation probabiliste à plusieurs niveaux des risques liés aux phénomènes météorologiques extrêmes. Ces données permettent non seulement de quantifier la capacité d'un module à résister aux charges dynamiques du vent ou aux impacts de grêlons, mais aussi d'évaluer l'efficacité des stratégies de repliement des suiveurs solaires, commandées par logiciel, pour atténuer ces aléas naturels.
Les projets menés au Texas, premier marché américain du solaire, sont exposés à un risque accru de dommages causés par la grêle de grand diamètre. [Voir Nextracker]
« Pour analyser l’impact financier du risque sur l’investissement global, il faut comprendre la résilience technique », explique Sedgwick. « En associant les capacités de mesure de RETC à nos outils d’évaluation des risques, nous avons pu quantifier la valeur des mesures d’atténuation d’un point de vue financier. »
« Choisir le bon équipement et l’utiliser correctement offre un excellent rapport qualité-prix », conclut Sedgwick. « La résistance à la grêle d’un système photovoltaïque a un impact considérable sur la perte maximale probable et la perte annuelle moyenne — et ce profil de risque détermine le montant des primes d’assurance. Si le risque est moindre, les primes d’assurance devraient être plus avantageuses. »
Pour plus d'informations, consultez :
Rapport 2022 du RETC sur l'indice des modules photovoltaïques