Brevet FR3010644A1 — publié le 20150320

La présente invention appartient au domaine des dispositifs de nettoyage. Elle vise en particulier un dispositif de nettoyage de panneaux vitrés et notamment photovoltaïques. Préambule et art antérieur Les années récentes ont vu une multiplication des installations de panneaux photovoltaïques en toitures. Ces panneaux, usuellement protégés de la pluie ou de la grêle par des surfaces vitrées, voient leur rendement diminuer significativement lorsque la surface de protection est progressivement salie. Il est donc nécessaire de nettoyer très régulièrement ces surfaces, nettement plus notamment que des surfaces de verrières. Par ailleurs, ces panneaux photovoltaïques sont relativement fragiles et des solutions de nettoyage classiques par un opérateur se promenant sur la surface ne sont pas envisageables vu le coût de remplacement de panneaux en cas de détérioration. Exposé de l'invention L'invention vise un dispositif de nettoyage de la surface supérieure (selon la direction de la gravité) d'un ensemble d'au moins un panneau principalement plan incliné selon une direction de plus grande pente, ladite surface étant lisse sauf en des lignes de liaison de panneaux, le dispositif comportant au moins un moyen de lavage de la surface du panneau et des moyens de maintenir ces moyens de lavage à une première distance prédéterminée de la surface du panneau, dite "distance de lavage". On entend par "principalement plane" une surface comportant des aspérités dont la dimension perpendiculairement à la surface est faible au regard des autres dimensions de la surface, et inférieure à un seuil prédéterminé, par exemple de l'ordre de un à quelques centimètres. On comprend que le dispositif s'applique en particulier à une surface de toiture comportant un ensemble de panneaux photovoltaïques juxtaposés. Le dispositif de nettoyage comporte des moyens de couplage avec un châssis de support adapté à être disposé au faîtage d'une surface de support de l'ensemble de panneaux, Le dispositif de nettoyage comporte des moyens de déplacement selon une ligne de plus grande pente de la surface à nettoyer. Les moyens de couplage et de déplacement sont avantageusement confondus et comprennent au moins deux sangles parallèles, adaptées à être attachées, d'une part, au châssis de support, et, d'autre part, en leur autre extrémité, à un enrouleur. Il s'agit, dans un cas particulier de réalisation, d'un seul et même enrouleur pour les deux sangles, adapté à provoquer 1"enroulement simultané des deux sangles selon une même vitesse linéaire d'enroulement. Les sangles sont avantageusement de forme plate, pour réduire leur volume lors de leur enroulement, et d'une épaisseur compatible avec le maintien et la traction d'un objet de la masse du chariot de lavage. Dans des modes de réalisation particuliers, éventuellement utilisés en conjonction selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - les sangles sont réalisées en matériau résistant aux conditions d'environnement locales, - l'enrouleur comporte deux plateaux superposés dotés d'un axe commun, sur lesquels viennent se stocker les sangles lors de leur enroulement, - l'enrouleur comporte un moteur électrique entraînant l'axe d'enroulement des sangles, - le moteur électrique et les plateaux d'enroulement des sangles sont disposés sensiblement au milieu de la face supérieure du dispositif de lavage, - le dispositif de guidage comporte deux renvois d'angle, disposés sensiblement aux deux extrémités opposées du dispositif de lavage selon l'axe transversal (perpendiculaire à la ligne de plus grande pente). - les deux sangles sont enroulées par des moteurs différents, comportant des moyens de les piloter séparément. On comprend que, par ce dispositif de guidage, le chariot de lavage peut être déplacé le long de la ligne de plus grande pente de façon parallèle à celle-ci, ce qui ne serait pas possible avec un système de guidage à une seule sangle. De plus, la présence de ces deux sangles fournit une sécurité vis à vis d'un détachement accidentel du chariot de lavage. Dans une variante de réalisation, le dispositif de nettoyage comporte des fils électriques adaptés à lui amener l'énergie électrique, lesdits fils électriques étant intégrés aux sangles.35 Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de nettoyage comporte des moyens de maintenir les moyens de lavage à une seconde distance prédéterminée de la surface du panneau, dite "distance de déplacement", cette distance étant telle que les moyens de lavage (par exemple des brosses) ne frottent pas la surface du panneau. Selon le mode de réalisation préféré, au moins un moyen de lavage est une brosse souple adaptée à laver par frottement la surface du panneau, le dispositif comprenant des moyens d'entraîner ladite brosse en rotation autour d'un axe prédéterminé dit axe transversal Y. La brosse comporte avantageusement un manchon amovible constituant la partie de la brosse qui vient frotter contre la surface du panneau, de manière à permettre son remplacement régulier. Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de maintenir la brosse à une distance de lavage de la surface du panneau sont constitués d'un ensemble de roues dites "roues de réglage de hauteur", de même diamètre et d'axe parallèle à l'axe transversal Y de rotation de la brosse. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif comporte deux brosses rotatives. Cette disposition, notamment combinée au fait que le dispositif comporte avantageusement des moyens de mise en rotation des brosses dans des sens opposés, permet d'éviter de générer une force tangentielle entre le dispositif et le panneau tendant à déplacer le dispositif le long du panneau. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de nettoyage comporte des moyens de déplacement selon une ligne de plus grande pente de la surface à nettoyer, des moyens de détection des limites haute et basse (selon cette ligne de plus grande pente) de la surface à nettoyer et des moyens de commander un déplacement du dispositif de nettoyage d'une largeur prédéterminée, perpendiculairement à cette ligne. L'invention vise sous un second aspect un ensemble de nettoyage comportant un dispositif de nettoyage tel qu'exposé, et un châssis de support, adapté à être disposé au faîtage d'un toit. Dans un mode de réalisation particulier, l'ensemble de nettoyage comporte des moyens de mouvoir ledit châssis de support le long d'une ligne horizontale formée par ce faîtage. Présentation des figures Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui expose les caractéristiques de l'invention au travers d'un exemple non limitatif d'application. La description s'appuie sur les figures annexées qui représentent : Figure 1 : un vue schématique d'un dispositif installé sur une toiture comportant une surface de panneaux photovoltaïques, Figure 2 : une vue en perspective d'un dispositif de lavage, Figure 3 : une vue de dessus d'un même dispositif, Figure 4 : une vue de côté d'un même dispositif. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention Un dispositif de nettoyage 1 de panneaux photovoltaïques selon l'invention est destiné à être utilisé notamment sur des surfaces de panneaux 3 installés sur une toiture 2 de maison ou de bâtiment, notamment agricole, comme illustré sur la figure 1. Comme on le voit sur les figures 2 à 4, le dispositif de nettoyage 1 de panneaux photovoltaïques, ici représenté dans un mode de réalisation non limitatif, comporte en premier lieu un châssis rigide 20. Ce châssis 20 est ici de forme rectangulaire et, par exemple, d'une largeur sensiblement égale à la largeur typique d'un panneau photovoltaïque, c'est-à-dire environ 1.2 m. Il est clair cependant que d'autres formes de châssis ou d'autres dimensions sont envisageables. On définit pour la suite de la description un axe longitudinal X et un axe transversal Y parallèles aux axes principaux du châssis 20. On définit également un axe dit "normal" Z perpendiculaire aux deux précédents. Le dispositif de nettoyage 1 comporte en second lieu une ou plusieurs brosses de nettoyage 21, 22. Dans le présent exemple, le dispositif comporte deux brosses 21, 22, sensiblement cylindriques allongées, parallèles entre elles, et d'axes parallèles à l'axe transversal Y du châssis. Ces brosses 21, 22 sont disposées à égale distance (ici vingt à trente centimètres) de part et d'autre d'un plan de symétrie vertical transversal YZ du châssis 20. On comprend cependant qu'il serait également possible de concevoir un dispositif comportant un nombre de brosses de nettoyage quelconque. Dans une variante de réalisation, les brosses cylindriques horizontales sont remplacées par des brosses rotatives d'axe vertical Z. Une combinaison des deux variantes est également possible. Ces brosses 21, 22, comportent chacune un manchon amovible formant la brosse proprement dite, ledit manchon étant assemblé sur un moyeu. Dans un mode particulier de réalisation, chaque moyeu est entraîné en rotation par un moteur électrique axial de type connu en soi. Les manchons amovibles sont par exemple du type comportant des poils en matière synthétique à terminaison éclatée pour éviter de rayer le verre, avec un diamètre extérieur du manchon d'une quinzaine de centimètres pour une longueur d'un mètre environ. Dans le présent exemple de réalisation, les deux brosses 21, 22 sont disposées à égale distance du châssis selon l'axe normal Z. Le dispositif de nettoyage 1 comporte en troisième lieu un ensemble de roues 23 dites "roues de réglage de hauteur", ici d'un diamètre d'environ dix centimètres, destinées au positionnement en hauteur des brosses au dessus du plan à nettoyer. Ces roues 23 présentent un axe de rotation parallèle à l'axe transversal Y, et sont disposées sous le châssis 20 à une hauteur telle que, lorsque les roues 23 sont en contact avec la surface des panneaux photovoltaïques 3 à laver, les brosses 21, 22 voient leurs manchons partiellement mais non complètement écrasés contre ladite surface. Ceci permet l'application par les brosses 21, 22 d'une pression prédéterminée sur les panneaux 3 à nettoyer, cette pression étant adaptée à un lavage correct desdits panneaux 3. Dans le présent exemple de réalisation, ces roues 23 sont disposées en deux groupes de quatre roues, aux deux bords du châssis 20 selon l'axe transversal Y. Le dispositif de nettoyage 1 comporte en quatrième lieu, également solidarisés au châssis 20, deux groupes de deux roulettes de déplacement 24. Ces roulettes de déplacement 24 présentent un axe de rotation parallèle à l'axe longitudinal Z (c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe de rotation des roues de réglage de hauteur 23). Chacune de ces roulettes de déplacement 24 est solidarisée à un dispositif d'escamotage. En position escamotée, les roulettes de déplacement viennent se placer sensiblement au niveau du châssis 20, c'est-à-dire qu'elles ne gênent pas l'appui des brosses 21, 22 sur la surface à nettoyer. Au contraire, en position déployée, les roulettes de déplacement 24 viennent se placer de telle sorte qu'elles sont en contact avec la surface de panneaux 3 à nettoyer, et empêchent le contact des brosses 21, 22 avec ladite surface. Dans cette position déployée, les roulettes de déplacement 24 permettent un déplacement du dispositif de nettoyage 1 selon l'axe transversal Y. Le dispositif de nettoyage 1 est retenu le long de la pente du toit par deux sangles 4a, 4b, reliées en leur partie supérieure à un châssis de support 5, et en leur partie inférieure à un enrouleur 25. Les sangles 4a, 4b sont utilisées pour mouvoir le dispositif de nettoyage 1 le long d'une direction longitudinale X1 parallèle à la ligne de plus grande pente de la toiture 2. Les sangles 4a, 4b sont ici de forme plate, par exemple de largeur de un ou deux centimètres, et d'une épaisseur compatible avec le maintien et la traction d'un objet de la masse du dispositif de nettoyage 1. Les sangles 4a, 4b sont réalisées en matériau résistant aux conditions d'environnement locales, c'est à dire notamment aux précipitations, aux rayons solaires et aux produits de lavage utilisés par le chariot. L'enrouleur 25 comporte ici deux plateaux (voir figure 2) superposés dotés d'un axe commun, sur lesquels viennent se stocker les sangles 4a, 4b lors de leur enroulement. L'enrouleur 25 comporte un moteur électrique 26 (voir figure 4) entraînant l'axe d'enroulement des sangles 4a, 4b. Le moteur électrique 26 est choisi de puissance suffisante pour déplacer le dispositif de nettoyage 1 entre les limites basses et hautes des panneaux solaires 3 à nettoyer. Il est de type connu en soi. Dans le présent exemple de réalisation, le moteur électrique 26 et les plateaux d'enroulement des sangles 4a, 4b sont disposés sensiblement au milieu de la face supérieure du dispositif de nettoyage 1. Comme on le voit sur la figure 2, le dispositif de guidage comporte également deux renvois d'angle 27a, 27b (voir figures 2 et 3), disposés sensiblement aux deux extrémités longitudinales du dispositif de lavage. De la sorte, les sangles 4a, 4b sont espacées le plus possible selon cet axe transversal Y, ce qui facilite le guidage du dispositif de nettoyage 1. On comprend que, par ce dispositif de guidage, le dispositif de nettoyage 1 peut être déplacé le long de la ligne de plus grande pente de façon parallèle à celle-ci, ce qui ne serait pas possible avec un système de guidage à une seule sangle. Dans une variante de réalisation, les deux sangles 4a, 4b sont enroulées par des moteurs différents, comportant des moyens de les piloter séparément. Dans ce cas, il est possible, en enroulant une des sangles plus rapidement que l'autre, de provoquer une inclinaison du dispositif de nettoyage 1 par rapport à la ligne de plus grande pente, de manière à déplacer celui-ci latéralement pour venir nettoyer une bande de panneaux parallèle à une bande précédemment nettoyée. De plus, la présence de ces deux sangles 4a, 4b fournit une sécurité vis à vis d'un détachement accidentel du dispositif de nettoyage 1. Dans une variante de réalisation, l'énergie électrique est amenée au dispositif de nettoyage 1 par des fils électriques attachés le long des sangles ou intégrés à celles-ci. Le châssis de support 5 est de type connu en soi de l'homme du métier. Il n'est donc pas décrit plus avant ici. Dans le mode de réalisation décrit ici à titre d'exemple non limitatif, le châssis de support 5 est mobile le long d'un rail 6 disposé parallèlement au faîte de la toiture. De la sorte, le dispositif de nettoyage 1 peut être déplacé selon une direction transversale Y1, c'est à dire perpendiculairement à la ligne de pente de la toiture 2. Dans le présent exemple de réalisation, le dispositif comporte également des moyens de commande du dispositif (arrosage, brossage, déplacement), utilisant une transmission filaire ou radio. Le dispositif comporte en outre ici des capteurs de fin de cycle adaptés à permettre au dispositif de nettoyage 1 de détecter qu'il arrive en fin haute ou basse de surface à nettoyer après un déplacement selon une direction parallèle à la ligne de plus grande pente. Lors d'une détection de fin de cycle, le dispositif de nettoyage 1 est déplacé latéralement (axe Y1) d'une largeur voisine de la largeur des brosses 21, 22, le châssis de support 5 étant mobile le long d'un rail 6 disposé parallèlement au faîte de la toiture. Une inversion du sens de déplacement du dispositif de nettoyage 1 est alors commandée. De même, le dispositif comporte avantageusement des moyens de détecter qu'il arrive en bord latéral de l'ensemble de panneaux 3, et donc en fin de cycle de nettoyage. On comprend que le dispositif de nettoyage effectue de la sorte un nettoyage par bandes parallèles parcourues successivement. REVENDICATIONS1. Dispositif de nettoyage (1) de la surface supérieure (3) d'un ensemble d'au moins un panneau principalement plan incliné selon une direction Y1 de plus grande pente, ladite surface étant lisse sauf en des lignes de liaison de panneaux, caractérisé en ce que le dispositif comporte : - au moins un moyen de lavage (21, 22) de la surface du panneau (3), et des moyens de maintenir les moyens de lavage à une première distance prédéterminée de la surface du panneau, dite "distance de lavage", - des moyens de couplage avec un châssis de support (5) adapté à être disposé au faîtage d'une surface de support de l'ensemble de panneaux, - des moyens de déplacement selon une ligne de plus grande pente de la surface à nettoyer, lesdits moyens de couplage et de déplacement étant confondus et comprenant au moins deux sangles (4a, 4b) parallèles, adaptées à être attachées chacune, d'une part, au châssis de support (5), et, d'autre part, en leur autre extrémité, à un enrouleur (25) solidarisé au dispositif de nettoyage (1). 2. Dispositif de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un seul enrouleur (25), adapté à provoquer 1"enroulement simultané des deux sangles (4a, 4b) selon une même vitesse linéaire d'enroulement. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les sangles (4a, 4b) sont de forme plate, et réalisées en matériau résistant aux conditions d'environnement locales, 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que l'enrouleur (25) comporte deux plateaux superposés dotés d'un axe commun, sur lesquels viennent se stocker les sangles (4a, 4b) lors de leur enroulement. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'enrouleur comporte un moteur électrique (26) entraînant l'axe d'enroulement des sangles (4a, 4b). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le moteur électrique (26) et les plateaux d'enroulement des sangles (4a, 4b) sont disposés sensiblement au milieu de la face supérieure du dispositif de nettoyage (1). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de guidage comporte deux renvois d'angle (27a, 27b), disposés sensiblement aux deux extrémités longitudinales du dispositif de nettoyage (1), de manière à ce que les sangles (4a, 4b) soient espacées le plus possible selon cet axe transversal Y. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux sangles (4a, 4b) sont enroulées par des moteurs électriques différents, et en ce qu'il comporte des moyens de les piloter séparément. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des fils électriques adaptés à lui amener l'énergie électrique, lesdits fils électriques étant intégrés aux sangles (4a, 4b). 10. Ensemble de nettoyage comportant un dispositif de nettoyage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, et un châssis de support (5), adapté à être disposé au faîtage d'un toit. 11. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mouvoir le châssis de support (5) le long d'une ligne horizontale.