et QRM en HF
par F4JRR Opérateur Fernand.
1. Contexte radioamateur et retour d’expérience terrain
La période hivernale est traditionnellement propice aux essais, mesures et préparatifs en vue des activités estivales. Dans cette optique, j’ai mis en place une station HF autonome destinée à un usage extérieur (portable / semi-fixe), alimentée par un petit système photovoltaïque.
L’installation se compose de :
► un panneau solaire,
► un régulateur de charge de type MPPT,
► une batterie (AGM puis LiFePO₄),
► une station HF alimentée directement sur la batterie.
Très rapidement après la mise en service du panneau et du régulateur, un phénomène est apparu : une élévation massive et permanente du bruit de fond radio, rendant l’écoute difficile, voire impossible.
Les constats sont sans ambiguïté :
♦ toutes les bandes HF sont affectées,
♦ le bruit est continu (non impulsionnel),
♦ le S-mètre indique S9 constant,
♦ toutes les radios testées sont concernées,
♦ le QRM disparaît instantanément dès que le régulateur MPPT est coupé, même si le panneau reste connecté.
La distance entre le régulateur et la station est d’environ 2 mètres, avec environ 4 mètres de câbles côté panneaux. L’ensemble fonctionne sur une masse commune, sans mise à la terre RF dédiée.
La question centrale devient alors évidente : le système photovoltaïque est-il responsable de ce QRM massif en HF, et si oui, par quels mécanismes ?
2. Clarification indispensable : santé publique et radiofréquences
Avant toute analyse radioélectrique, une distinction fondamentale s’impose.
Les notions de champs électriques (V/m) et magnétiques (µT), couramment évoquées dans le débat public autour des panneaux solaires, concernent :
• la sécurité sanitaire,
• les expositions humaines aux basses fréquences (50 Hz, DC),
• les recommandations d’organismes comme l’ICNIRP.
• Ces grandeurs n’ont aucun lien direct avec les problématiques radioamateurs de QRM, RFI ou CEM.
Un équipement peut parfaitement :
respecter l’ensemble des seuils réglementaires de sécurité,
être conforme aux normes CE, et néanmoins générer un niveau de parasites radio incompatible avec toute pratique sérieuse de la HF.
La compatibilité électromagnétique du point de vue radioamateur ne se mesure ni en µT ni en V/m, mais en bruit de fond, largeur spectrale, harmoniques et courants de mode commun.
3. Ce qui ne génère pas de QRM : le panneau photovoltaïque lui-même
Il est essentiel de lever une confusion très répandue.
Un module photovoltaïque, pris isolément :
– produit un courant continu quasi pur,
– sans découpage,
– sans oscillateur,
– sans horloge interne.
Il n’émet pas de radiofréquences au sens radioélectrique du terme.
Le rayonnement associé au panneau se situe :
– dans le domaine optique (lumière visible) et infrarouge.
Ces fréquences sont totalement hors du spectre radio (300 kHz – 300 GHz) exploité par les radioamateurs et cibistes. Le panneau n’est donc pas la source directe du QRM.
4. Les véritables sources de QRM dans une installation photovoltaïque
Les interférences radioélectriques apparaissent dès que l’on introduit de l’électronique de puissance à découpage.
4.1 Le régulateur de charge MPPT
Le régulateur MPPT est un convertisseur DC/DC à découpage haute fréquence.
Son principe repose sur :
– un hacheur électronique,
-une fréquence de découpage typiquement français comprise entre quelques dizaines et quelques centaines de kHz,
– une régulation dynamique du point de puissance maximale.
Ce découpage génère :
un spectre large,
des harmoniques multiples,
du bruit continu s’étendant bien au-delà de la fréquence de découpage fondamentale.
Les harmoniques remontent naturellement dans toute la bande HF, parfois jusqu’en VHF.
4.2 Le rôle du câblage DC
Les câbles reliant :
le panneau au régulateur,
le régulateur à la batterie,
ne sont pas de simples conducteurs passifs.
À ces fréquences, ils se comportent comme :
des antennes parasites,
des lignes rayonnantes en mode commun.
Même des longueurs modestes (quelques mètres) suffisent à rayonner efficacement en HF.
4.3 Masse commune et absence de terre RF
L’absence de référence RF claire (terre RF, plan de masse, contrepoids) favorise :
la circulation de courants HF parasites,
leur injection directe dans les équipements radio,
une élévation globale du bruit de fond.
5. Pourquoi la HF est la plus touchée
La HF est particulièrement vulnérable aux systèmes photovoltaïques pour plusieurs raisons :
Les fréquences de découpage se situent souvent en dessous de 200 kHz, générant des harmoniques couvrant toute la HF.
Les longueurs de câble deviennent électriquement significatives.
Les récepteurs HF sont extrêmement sensibles au bruit large bande.
Contrairement à une idée répandue, l’activité solaire diurne n’est pas responsable de ce bruit. Elle peut améliorer ou dégrader la propagation, mais ne crée pas un bruit artificiel S9 permanent.
Le QRM observé ici est clairement d’origine locale et industrielle.
6. Cas des installations photovoltaïques fixes domestiques
Dans les installations résidentielles, on retrouve les mêmes mécanismes, amplifiés par :
• des puissances plus élevées,
• des longueurs de câbles importantes,
• l’usage de micro-onduleurs ou d’onduleurs réseau,
• des systèmes de communication internes (CPL, Zigbee, liaisons propriétaires).
Ces équipements peuvent générer des perturbations :
sur les bandes HF, en VHF (FM broadcast comprise), parfois au-delà.
Une installation peut être parfaitement conforme réglementairement tout en dégradant sévèrement l’environnement radio local.
7. Normes, marquage CE et réalité radio
Le marquage CE repose sur :
l’auto-certification du fabricant,
des essais en laboratoire,
des conditions idéales (charges résistives, câbles courts, absence d’antennes).
Ces essais n’ont que peu de rapport avec :
une station HF réelle,
une alimentation autonome,
un environnement radio sensible.
Le fait qu’un régulateur MPPT soit « aux normes » ne garantit absolument pas sa compatibilité avec une pratique radioamateur en HF.
8. Cas pratiques : installation 400 W avec MPPT
Dans le cas étudié :
• puissance photovoltaïque : 400 W,
• régulateur MPPT,
• batteries AGM puis LiFePO₄,
• ajout d’un filtrage LC externe.
Malgré ces précautions, le résultat est sans appel :
• bruit de fond S9 sur toutes les bandes,
réception HF inexploitable,
• obligation de déconnecter les panneaux pour pratiquer le radioamateurisme.
Le filtrage LC, bien que théoriquement pertinent, se révèle insuffisant face à :
• la largeur spectrale du bruit,
• les courants de mode commun,
• le rayonnement direct des câbles.
9. Choix et implantation d’un régulateur MPPT en environnement radio
Le choix d’un régulateur MPPT destiné à alimenter une station radio HF ne peut pas se faire selon les seuls critères énergétiques (rendement, courant maximal, tension admissible). En environnement radio, le MPPT devient un équipement critique du point de vue CEM.
9.1 Critères de choix d’un MPPT compatible HF
Plusieurs paramètres doivent être examinés attentivement :
– Topologie de conversion : privilégier les architectures les plus simples possibles. Les MPPT à découpage très agressif, multi-phases ou à fréquences variables larges sont généralement plus bruyants.
– Fréquence de découpage connue et fixe : un régulateur dont la fréquence de hachage est stable est plus facilement maîtrisable qu’un modèle à fréquence adaptative, dont le spectre s’étale sur une large bande.
– Filtrage interne réel : la présence d’inductances de puissance, de condensateurs HF et de filtres en entrée/sortie clairement identifiables est un indicateur plus fiable qu’un simple marquage CE.
– Isolement galvanique : lorsqu’il existe, il limite la propagation des courants de mode commun entre le champ photovoltaïque et la station radio.
– Retour d’expérience radioamateur : en pratique, seuls les essais terrain et les retours d’OM permettent d’identifier les modèles réellement exploitables en HF.
– Un MPPT « performant » sur le plan énergétique peut être totalement inutilisable du point de vue radio.
9.2 Différence pratique entre PWM et MPPT
Dans un contexte radioamateur HF :
– les régulateurs PWM, bien que moins efficaces énergétiquement, sont souvent beaucoup plus silencieux électriquement,
– les régulateurs MPPT offrent un meilleur rendement mais introduisent presque systématiquement du bruit large bande.
– Ce compromis doit être évalué dès la conception de la station, en particulier pour les puissances modestes où le gain énergétique du MPPT est parfois marginal face aux nuisances radio générées.
9.3 Implantation physique du régulateur
L’emplacement du MPPT est déterminant :
– il doit être éloigné autant que possible du poste radio et des équipements sensibles,
– il ne doit jamais être installé à proximité immédiate des lignes coaxiales, coupleurs ou antennes,
les boucles formées par les câbles doivent être minimisées.
Une distance de quelques mètres peut déjà réduire significativement le couplage direct, mais elle ne suffit pas toujours si les câbles rayonnent en mode commun.
9.4 Gestion du câblage photovoltaïque
Le câblage est souvent la principale source de rayonnement parasite :
– limiter strictement la longueur des câbles DC,
– faire cheminer les conducteurs aller et retour au plus près l’un de l’autre,
– éviter tout parcours parallèle avec des câbles RF ou audio,
– éviter les descentes longues et non torsadées.
– Chaque mètre de câble supplémentaire augmente la surface rayonnante potentielle.
9.5 Masse et référence RF
Une masse commune sans véritable référence RF favorise la circulation de courants HF parasites. En station autonome :
– une réflexion globale sur la gestion des masses est indispensable,
– le MPPT, la batterie et la station doivent être considérés comme un ensemble RF cohérent,
– toute discontinuité ou flottement favorise l’apparition de bruit injecté.
– L’absence de terre RF n’est pas une anomalie en portable, mais elle impose des contraintes accrues sur le choix et l’implantation du régulateur.
10. Conclusion technique
Les panneaux photovoltaïques ne sont pas des émetteurs radio. En revanche, les systèmes électroniques qui leur sont associés — en particulier les régulateurs MPPT — constituent des sources majeures de QRM en HF.
Dans une configuration radioamateur autonome :
• la conformité réglementaire ne garantit pas la compatibilité radio,
• la HF est extrêmement sensible aux convertisseurs a découpage.
• Certaines installations rendent tout simplement la réception impossible
Ce constat, bien que frustrant doit être intégré dès la conception d’une station HF alimenté par énergie solaire. L’expérience montre que tout les systèmes photovoltaïques ne sont pas égaux face aux exigences radioélectriques , et que le terrain tranche souvent plus sévèrement que les fiches techniques.
Et pourquoi pas le panneau solaire ?
Dans une installation photovoltaïque + MPPT, le panneau lui-même est rarement la source directe des QRM… mais il peut l’être dans certains cas bien précis.
1️⃣ Le panneau n’est PAS en cause dans la majorité des cas
Un panneau photovoltaïque, pris seul, c’est :
une source DC passive
des cellules + diodes by-passaucune commutation, aucun oscillateur
👉 Donc : pas de génération RF par principe
Si le MPPT est débranché, le panneau ne rayonne pas.
2️⃣ Cas où le panneau devient indirectement responsable
Le panneau peut devenir vecteur ou amplificateur de QRM, même s’il ne les crée pas.
🔴 1. Le panneau agit comme antenne rayonnante
C’est le cas le plus fréquent.
Conditions typiques :
longues liaisons panneau ↔ MPPT
câbles non torsadés
absence de ferrites
MPPT à découpage bruyant
👉 Les câbles + cadre du panneau forment une antenne efficace en HF
📡 Résultat :
QRM large bande
souvent périodique
disparaît partiellement panneau déconnecté
🔴 2. Diodes by-pass défectueuses ou bas de gamme
À l’intérieur du panneau :
diodes by-pass (anti-ombrage)
Problèmes possibles :
diode en début de claquage
diode chauffée
panneau de qualité douteuse
Effet :
micro-commutations
bruit impulsionnel
QRM faible mais réel, souvent intermittent
👉 Rare, mais déjà observé en OM station fixe.
🔴 3. Micro-coupures dues à l’ombre partielle
Situation typique :
ombrage variable (arbre, mât, nuage rapide)
MPPT très agressif dans le tracking
Effet :
variations rapides de courant
MPPT “pompe”
bruit HF impulsionnel
👉 Le panneau déclenche le phénomène,
👉 le MPPT amplifie et rayonne
3️⃣ Cas très défavorable : structure métallique mal référencée
Si :
cadre du panneau non relié à la terre
rails aluminium flottants
potentiel HF erratique
Alors :
le panneau devient élément rayonnant
couplage direct vers l’antenne radio
📡 QRM fort, stable, sur plusieurs bandes HF
4️⃣ Comment confirmer que le panneau est impliqué
Méthode radioamateur classique 🛠️
Tests simples :
🔌 débrancher le panneau côté MPPT → QRM disparaît ?
📻 réception portable AM près du panneau
🔁 comparer plein soleil / panneau couvert
Indices typiques :
Symptôme
Indication
QRM seulement en plein soleil
Chaîne PV impliquée
QRM varie avec l’ombre
Panneau + MPPT
QRM disparaît panneau débranché
Panneau vecteur
5️⃣ Résumé clair
✔️ Le panneau ne génère pas de QRM actif
❌ Il peut les rayonner très efficacement
👉 Le panneau est en cause si :
il sert d’antenne aux parasites du MPPT
ses diodes by-pass sont défectueuses
sa structure est mal référencée RF
les câbles PV sont longs et non filtrés
Conclusion générale :
L’apparition de QRM consécutive à l’installation d’un système photovoltaïque destiné à l’alimentation d’une station radioamateur n’est ni anecdotique, ni marginale. Elle résulte d’un enchaînement de phénomènes électromagnétiques bien connus, mais trop souvent sous-estimés lors de la conception de systèmes énergétiques autonomes. Contrairement aux idées reçues, le panneau photovoltaïque n’est pas, en lui-même, un générateur de perturbations radioélectriques. En revanche, intégré à une chaîne comprenant un régulateur à découpage de type MPPT, des liaisons DC étendues et une masse sans référence RF, il devient un élément pleinement actif dans la propagation des parasites.
Le cœur du problème se situe au niveau du régulateur MPPT. Par sa nature même — hacheur DC/DC à commutation rapide et fonctionnement continu — il génère un spectre de bruit large bande, particulièrement pénalisant pour les bandes HF. Ce bruit, initialement conduit, est ensuite efficacement rayonné par les câbles photovoltaïques, la structure mécanique des panneaux, les masses flottantes et l’ensemble du réseau DC, qui se comportent alors comme des antennes parasites en mode commun. L’absence de terre RF ou de référence électromagnétique stable accentue encore ce phénomène, rendant l’ensemble de l’installation électriquement cohérente mais radioélectriquement instable.
Dans une station radioamateur, ces perturbations ne se manifestent pas uniquement par l’alimentation du matériel. Elles se couplent également au coaxial, à l’antenne et aux masses de la station, élevant brutalement le bruit de fond et rendant toute réception exploitable impossible, y compris avec plusieurs équipements différents. Le caractère diurne, continu et large bande des QRM observés constitue une signature typique des systèmes photovoltaïques à découpage non maîtrisé du point de vue CEM.
Les installations domestiques raccordées au réseau ne sont pas exemptes de ces problématiques. Onduleurs, micro-onduleurs, liaisons de communication internes et réseaux électriques internes constituent autant de vecteurs supplémentaires de propagation du bruit, souvent au-delà même de la propriété concernée. Le respect des normes réglementaires, s’il est nécessaire, ne garantit en rien une compatibilité radioélectrique satisfaisante pour les usages radioamateurs, ces normes étant conçues pour des environnements grand public et non pour des récepteurs à haute sensibilité.
Ce retour d’expérience met en évidence une réalité incontournable : l’intégration d’un système photovoltaïque et d’une station radioamateur ne peut être envisagée sans une compréhension approfondie des mécanismes de génération, de conduction et de rayonnement des perturbations électromagnétiques. Tant que ces aspects ne sont pas pris en compte dès la conception, l’autonomie énergétique peut se faire au détriment total de l’exploitabilité radio. Ce constat, partagé par de nombreux OM, rappelle que l’énergie “propre” sur le plan environnemental ne l’est pas nécessairement sur le plan radioélectrique.
Compilé et argumenté par F4JRR Opérateur Fernand.
Ci dessous une check-list pour aider à l’évaluation de l’installation pour définir l’origine des QRM.
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Rédacteur: Jean Pierre NEURDIN – FORSF™ – Image mise en avant: Création FORSF®
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