Brevet FR2468415A1 — publié le 19810508

L'invention se rapporte à un procédé de dépôt d'une couche mince d'une substance de revêtement, qui contient en particulier au moins un polymère, sur la surface d'absorption d'un rayonnement d'un composant destine à capter le rayonnement solaire. Les composants destines à capter et à convertir le rayonnement solaire en énergie électrique ou thermique, par exemple les piles solaires ou les absorbeurs de chaleur des collecteurs d'énergie solaire, doivent comporter une couche de protection sur les surfaces destinées à capter le rayonnement solaire, en particulier lorsque ces surfaces comportent des revêtements qui sont sélectifs pour les radiations solaires et qui, dans le cas de piles solaires, peuvent consister en des couches anti-reflechissantes ou, dans le cas d'absorbeurs de chaleur, en couches sombres à base de chrome ou de nickel.En effet, ces revêtements n'ont pas en général une résistance suffisante à la corrosion et/ou aux efforts mécaniques tels que ceux produits par le frottement et donc un capteur de rayonnement qui n'aurait pas une protection suffisante perdrait pratiquement sa nature sélective pour les radiations solaires. Il a déjà été reconnu que des couches de polymère peuvent apporter à ces surfaces une protection suffisante, mais on n'est pas parvenu jusqu a présent à déposer ces polymères en couches suffisamment minces et régulières pour éviter de modifier la nature sélective pour un rayonnement solaire de ces surfaces. L'invention a donc pour objet un procédé du type tel que spécifié, qui permet de déposer une couche de substance de revêtement en une épaisseur suffisamment faible, de préférence inférieure à 0,5 vm, pour être transparente dans la plage des longueurs d'ondes comprises entre 0,4 et 40 vm~du rayonnement électromagnétique et pour offrir une protection suffisante pour ne pas dégrader ou tout au moins pour ne pas amoindrir notablement la nature optique des sur-faces sélectives pour les radiations solaires. Selon une partjcularité essentielle de l'invention, le composant est mis en contact au moins par sa surface dans un bain avec la substance d'un revêtement liquide qui est maintenue à une viscosité constante, puis il est lentement et progressivement extrait verticalement de la substance de revêtement liquide en ayant sa surface orientée sensiblement verticalement et protégée contre les courants parasites de l'air ambiant, le composant étant empêché d'exécuter des mouvements parasites, par exemple pendulaires, la vitesse à laquelle le composant est extrait étant au maximum égale, mais de préférence inférieure à la vitesse d'écoulement de la substance de revêtement en excès à sa surface. La couche est donc déposée dans un bain dans des conditions biet déterminées, éventuellement après traitement préalable tel que dégraissage. La vitesse indiquée à laquelle le composant est extrait du bain a pour conséquence que la substance de revêtement en excès ne demeure pas à sa surface en risquant de former des bourrelets ou des surépaisseurs cunéiformes à la partie inférieure de la couche, de sorte que la substance de revêtement est déposée en couche mince et régulière dont l'épaisseur est déterminée essentiellement par la viscosité de la substance de revêtement liquide et par la vitesse à laquelle le composant est extrait du bain.La protection contre les influences perturbatrices extérieures, par exemple les courants parasites de l'air ambiant et/ou les mouvements parasites du composant, évite les irrégularités de la répartition de la substance de revêtement après son dépôt. Il faut éventuellement maintenir la protection mentionnée jusqu'à ce que la couche déposée de substance de revêtement se soit suffisamment séchée pour que les influences extérieures ne puissent plus avoir un effet néfaste sur sa répartition. Lorsque la substance de revêtement sèche rapidement, ce séchage a en général déjà eu lieu lorsque la surface a été totalement extraite du bain, de sorte qu'il n'est plus nécessaire de continuer à assurer la protection.Il faut aussi prendre soin que la substance liquide de revêtement se trouvant dans le bain ne contienne aucune poussière, ne soit pas turbulente et soit en repos et il s'agit d'empêcher essentiellement les courants internes produits par des différences de température. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, le composant est immergé dans la substance liquide de revetement et il en est extrait vers le haut pour dégager sa surface. Une autre possibilité également avantageuse de dépôt de la couche, qui convient essentiellement aux petites surfaces, par exemple inférieures à 0,3 m2, consiste à submerger le composant b l'aide de la substance de revêtement liquide, puis à faire baisser le niveau de cette substance pour dégager la surface. Il est préférable de régler la viscosité dynamique de la substance de revêtement liquide à une valeur comprise entre 2 et 6, de préférence ~ entre 3,5 et 4,5.10 6 m2/s afin de garantir que la couche a une épaisseur qui ne dépasse pas environ 0,5 pm. En effet, la viscosité dynamique de la substance de revêtement détermine sa vitesse d'écoulement de la surface ainsi que, conjointement avec la vitesse selon l'invention d'extraction du composant, l'épaisseur de la couche subsistante. Il est aussi préférable que la vitesse à laquelle le composant est extrait du bain demeure constante pour obtenir une couche mince uniforme. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, la vitesse à laquelle le composant est dégagé du bain est adoptée de manière à être comprise entre 0,5 eut 4, de préférence entre 2 et 3 mm à la minute. Ces vitesses sont inférieures à celle d'écoulement de la substance de revêtement et elles ont donné de bons résultats. Il faut encore prendre soin, lors du choix de la vitesse à laquelle le composant est extrait du bain, d'adopter des valeurs qui correspondent au bas de la plage indiquée lorsque les surfaces planes orientées sensiblement verticalement comportent des inégalités, par exemple des bossages ou des alvéoles. Il n'est pas possible en pratique d'éviter les inégalités qui consistent fréquemment en empreintes de la surface sensiblement plane et qui sont destinées fréquemment à former des canaux d'écoulement d'un fluide caloporteur. L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels - la figure 1 est une coupe verticale schématique d'un dispositif d'immersion des composants dans la substance liquide de revêtement ; et - la figure 2 est une coupe verticale d'un dispositif de dépôt d'une couche par submersion du composant. Les mêmes éléments portent les mêmes références sur les deux figures. Dans l'exemple de mise en oeuvre selon la figure 1, un réservoir cubique 12 ménagé en profondeur dans une fondation 10 contient la substance liquide de revêtement 14 qui est maintenue à température constante au moyen d'un circuit de chauffage réglé, qui n'est pas représenté, de manière à régler sa viscosité dynamique à la valeur voulue, éventuellement après addition de solvants convenables. Il faut que la substance de revetement soit intimement mélangée pour qu'elle ait la viscosité régulière qui est nécessaire. Des vérins hydrauliques 20 orientés verticalement et également disposés dans un soubassement de la fondation sont disposés sur les côtés opposés du réservoir 12, ces vérins comportant un piston dont la tige 22 peut être extraite verticalement vers le haut. Un pont 24 qui recouvre le réservoir 12 est fixé de manière amovible à l'extrémité supérieure des tiges de piston 22 et les composants 26 devant etre revetus et ayant la forme d'absorbeurs de chaleur, dont la surface 28 est orientée verticalement, sont fixés à ce pont. La dimension de la surface d'absorption de chaleur d'un absorbeur de ce type est comprise entre environ 1 et 3 m2. Les composants 26 sont fixés au moyen de supports 30 de manière à en exclure les mouvements parasites. L'ouverture du réservoir 12 est recouverte d'une hotte opaque 32 dont les dimensions intérieures et la hauteur sont calculées de manière à ne pas gêner les déplacements verticaux du pont 24. Une ouverture 34 ménagée à la partie supérieure de la cloison latérale verticale de la hotte 32 permet l'évacuation et l'admission d'air dans son volume interne, un écran 36 étant placé à distance au-devant de cette ouverture de manière que les courants d'air de l'environnement ne puissent pas se propager à l'intérieur de la hotte 32. L'extrémité inférieure des vérins 20 est raccordée par une canalisation 38 à une pompe 40 qui peut prélever le liquide hydraulique sur un réservoir 42 pour le diriger sur les vérins 20. Le débit de refoulement de la pompe 40 est réglable, éventuellement à l'aide d'une vanne de reflux 44, afin de permettre de régler la vitesse de déplacement vertical des tiges 22 de piston. Lors des opérations préparatoires de revêtement, les composants 26, dont la surface 28 est orientée verticalement, sont fixés au moyen des supports 30 au pont 24 après que la hotte 32 a été enlevée. La distance séparant les composants les uns des autres doit être calculée de manière qu'ils ne se gênent pas les uns les autres, c'est-à-dire que cette distance doit être supérieure à l'épaisseur de la couche limite de Prandtl de la substance de revêtement liquide lors du mouvement vertical des composants. Le pont 24 peut éventuellement être libéré des tiges 22 de piston pour la fixation des composants 26 et, après cette fixation, il peut être fixé avec ces derniers sur les tiges 22 de piston. Il est nécessaire à cette fin d'extraire les tiges 22 de piston des vérins hydrauliques 20 pour les mettre à la position représentée sur la figure 1. Ensuite, la hotte 32 doit être placée sur l'ouverture du réservoir 12 et disposée à recouvrement sur les composants, il faut arrêter la pompe 40 et ouvrir la vanne de reflux 44 de manière à faire descendre les pistons des vérins 20 avec leurs tiges et les composants 26 pour les immerger dans la substance liquide 14 de revêtement. La vitesse de descente peut être adoptée librement. La substance de revetement 14 peut éventuellement être remuée à ce moment au moyen d'un agitateur afin de dégager les bulles d'air des surfaces 28. A la fin de cette opération et après contrôle de la viscosité de-la substance de revêtement 14 et après que celle-ci s'est stabilisée, la pompe 40 est mise en service et son débit de refoulement est réglé de manière que les tiges 22 de piston montent à la vitesse régulière voulue de dégagement et donc de manière que les composants 26 soient extraits verticalement vers le haut de la substance liquide de revêtement 14.Les composants 26 peuvent éventuellement demeurer encore un certain temps sous la hotte 32 après avoir été totalement extraits du bain, jusqu'à ce que la substance de revêtement se soit suffisamment séchée pour que l'épaisseur de la couche de cette dernière ne puisse plus être modifiée par des influences extérieures perturbatrices. Mais il est aussi possible d'effectuer ce séchage de la subtance de revêtement dans une autre enceinte protégée dans laquelle le pont 24 peut être amené avec les composants 26 en évitant les influences perturbatrices. Pour éviter que la substance liquide de revêtement pénètre de manière néfaste dans des cavités telles que des canaux destinés à un fluide caloporteur s'écoulant sur l'absorbeur de chaleur, il faut les fermer au moyen d'obturateurs. Il est aussi possible de recouvrir par exemple au moyen de feuilles les parties du composant qui ne doivent pas être enduites. Au lieu de fixer les composants au moyen de supports 30, il est aussi possible de les placer dans des dispositifs de support du genre de paniers et de retenir leurs bords dans des rainures. La figure 2 représente à titre d'exemple une variante de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le fond d'un réservoir cylindrique 46 orienté verticalement consiste en un piston 48 déplaçable verticalement. A cette fin, un vérin hydraulique 50, dont la tige 52 de piston porte contre le piston 48, est disposé audessous de ce dernier. Une pompe 40 raccordée au vérin par une canalisation 38 et destinée à produire les déplacements verticaux du piston 48 est réalisée et fonctionne de manière identique aux éléments correspondants décrits en regard de la figure 1. L'enveloppe du réservoir 48 est équipée d'un circuit de chauffage non représenté qui maintient la substance de revêtement 14 que contient ce réservoir à température constante. Les composants 56 devant être revêtus et dont la surface est orientée verticalement sont fixés dans un élément 54 en forme de panier , par exemple dans des rainures de retenue. Après que l'élément 54 a été suspendu à l'intérieur du réservoir 46, il est recouvert avec ce réservoir à l'aide d'un couvercle 60 qui peut comporter éventuellement une ouverture d'évacuation et d'admission d'air. Il faut qu'à ce moment le piston 48 soit suffisamment abaissé pour que la substance de revêtement 14 se trouvant dans le réservoir soit à un niveau inférieur à celui des composants suspendus 56. Pour effectuer l'enduction des composants 56, il faut faire monter le piston 48 à l'aide du vérin 50 de manière à submerger les composants à l'aide de la substance 14. Il faut ensuite faire descendre le piston 48 à une vitesse telle que les composants émergent de la substance de revêtement 14 à la vitesse voulue de dégagement. Les conditions additionnelles ainsi que les mesures préparatoires sont les mêmes dans ce cas que dans l'exemple de mise en oeuvre selon la figure 1. Le dépôt de la substance de revêtement de la manière décrite ci-dessus par submersion du composant, puis abaissement du niveau du liquide convient essentiellement au revêtement de petits composants dont la surface est par exemple inférieure à 0,3 m2. Des surfaces d'absorbeurs de chaleur qui sont sélectives aux radiations solaires ont reçu une couche de revêtement par le procédé décrit. Les absorbeurs de chaleur utilisés pour les essais comportaient une couche de nickel noir sur une plaque de base formée d'une feuille de nickel fortement réfléchissante. Les couches ont été déposées avec une vitesse de dégagement des composants de 2 à 3 mm à la minute à l'aide d'une solution cyclisée de poly-cis-1,4isoprène dans du xylène, la solution ayant une viscosité dynamique de 4.10'6 m2/s à 280C ; ces couches n'ont pratiquement pas modifié le pouvoir d'absorption de l'absorbeur de chaleur et ont donné un pouvoir émissif global a 4 0,1. Ces caractéristiques ont été mesurées par un essai de corrosion selon la norme DIN 50017. Un autre absorbeur de chaleur, qui portait à la surface une couche de chrome noir, a été également enduit à l'aide de la substance de revêtement mentionnée ci-dessus. Le pouvoir d'absorption a a été dans ce cas à peine modifié, il est demeuré sensiblement constant à une valeur de 0,92 à 0,94 et le pouvoir émissif global & était égal à 0,13. Le pouvoir d'absorption a contrôlé par un essai de corrosion selon la norme DIN 50018 à l'aide de 5000 ppm de SO2 était de 0,91 avec un pouvoir émissif global 0,2. REVENDICATIONS 1. Procédé de dépôt d'une couche mince d'une substance de revêtement, qui contient en particulier au moins un polymère, à la surface d'absorption du rayonnement d'un composant destiné à capter le rayonnement solaire, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à mettre le composant (26, 56) en contact au moins par sa surface (28) dans un bain avec la substance de revêtement liquide (14) maintenue à une viscosité constante, la surface (28) étant orientée sensiblement verticalement, puis à le dégager lentement et progressivement de la substance de revêtement liquide (14) en l'extrayant verticalement de ce dernier et en protégeant la surface contre les courants parasites de l'air ambiant et en éliminant les mouvements parasites du composant, par exemple les mouvements pendulaires, la vitesse à laquelle le composant est dégagé du bain étant au maximum égale et de préférence inférieure à la vitesse d'écoulement de la substance de revêtement en excès à ladite surface (28). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à immerger le composant (26) dans la substance liquide de revêtement (14) et à l'en extraire vers le haut pour en dégager la surface (28) (figure 1). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à submerger le composant (56) à l'aide de la substance liquide de revêtement et à faire descendre le niveau de cette substance pour dégager la surface (28) (figure 2). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la viscosité dynamique de la substance liquide de revêtement est réglée à une valeur comprise entre 2 et 6, de préférence entre 3,5.10 6 et 4,5.10-6 m2/s. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir à une valeur constante la vitesse à laquelle le composant est dégagé du bain. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la vitesse à laquelle le composant est dégagé du bain est réglée à une valeur comprise entre 0,5 et 4, de préférence entre 2 et 3 mm à la minute. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à porter le composant (26, 56) et de préférence aussi les supports (30) ou le panier (54) au moins approximativement à la température de la substance liquide de revêtement (14) avant sa mise en contact avec cette dernière.