Brevet FR3159553A1 — publié le 20250829

L’invention concerne un procédé et un dispositif d’application d’une feuille de fond adhésive sur la face arrière d’un panneau photovoltaïque. La feuille de fond est un élément critique de la fiabilité d’un panneau photovoltaïque. Constituée de matériaux thermoplastiques, elle assure l’étanchéité et l’isolement des composants électriques du panneau. Etant soumise au rayonnement solaire le jour et à l’humidité la nuit, elle a tendance à se fissurer et à poudrer. Après quelques années, elle perd sa caractéristique d’étanchéité, laissant entrer l’humidité à l’intérieur du panneau et provoquant des défauts électriques et thermiques qui peuvent être irréversibles. Afin de réparer cette étanchéité, le nouveau procédé consiste à déplacer longitudinalement le panneau (1) entre la surface d’un tambour (2) équipé d’une nouvelle feuille de fond adhésive (3) et un rouleau presseur (6) qui assure à la fois le l’entrainement du panneau (1) et l’application de la feuille de fond (3). La surface du tambour (2) utilisée est délimitée par une première encoche fixe (4) dans laquelle le profilé transversal avant est inséré et une deuxième encoche (5) réglable sur un arc (dL), fonction de la différence de longueur (L) des panneaux, et dans laquelle le profilé transversal arrière vient s’engager. Le procédé et le dispositif trouvent leur application principale dans la réparation sur site des panneaux photovoltaïques des centrales de production. Figure pour l’abrégé : FIG 1 Procédé et dispositif d’application d’une feuille de fond adhésive sur la face arrière d’un panneau photovoltaïque La présente invention concerne un procédé et un dispositif d’application d’une feuille de fond adhésive sur la face arrière d’un panneau photovoltaïque. La feuille de fond est un élément critique de la fiabilité d’un panneau photovoltaïque. Constituée de matériaux thermoplastiques, elle assure l’étanchéité et l’isolement des composants électriques du panneau. Etant soumise au rayonnement solaire le jour et à l’humidité la nuit, elle a tendance à se dégrader par décomposition et poudrage du matériau, puis à se fissurer. Après quelques années, elle perd ses caractéristiques d’étanchéité et d’isolation, laissant entrer l’humidité à l’intérieur du panneau et provoquant des défauts électriques et thermiques qui peuvent être irréversibles. Les centrales photovoltaïques de production peuvent comporter plus d’un million de panneaux qui normalement sont prévus pour durer 25 ans. Mais, pour des raisons de coût et de compétitivité, certains fabricants de panneaux utilisent des composants de qualité insuffisante qui entraînent une dégradation prématurée des performances de ces panneaux. On estime globalement à 16 % le nombre de panneaux total utilisés dans les centrales qui présentent des feuilles de fond fissurées et qui risquent à court terme des défauts irréversibles. Cela concerne principalement les feuilles de fond réalisées en polyamide mais pas seulement. Les producteurs, n’ayant pas, jusqu’à présent, la possibilité de réparer ces panneaux défectueux, sont obligés de les démonter, de les déposer dans des centres de recyclage et d’en installer de nouveaux. Cela a un coût pour le producteur d’énergie, la collectivité et l’environnement. Il existe pourtant certaines méthodes de réparation mais actuellement, sans doute pour des raisons techniques et économiques, aucune ne s’est imposée. Certaines font appel à des patchs adhésifs collés sur les parties endommagées. Mais en général, les fissures de la feuille de fond sont étendues à toute la surface du panneau. D’autres font appel à une enduction partielle ou totale de silicone liquide. D’autres enfin, comme celle proposée dans le brevet EP4040509A1 proposent de recouvrir la feuille de fond endommagée d’une nouvelle feuille au moyen d’un procédé complexe mettant en œuvre une table de découpe pour mettre préalablement au format la nouvelle feuille de fond, puis un tambour qui est descendu et déplacé au-dessus de la table pour mettre en place le dit format par aspiration, puis qui est relevé pour laisser passer le panneau amené à l’envers sur la table, puis qui est redescendu pour être appliqué et déplacé sur le fond du panneau. La méthode de réparation utilisée consiste aussi à recouvrir la feuille de fond défectueuse d’une nouvelle feuille de fond adhésive de qualité afin de retrouver une étanchéité durable et une espérance de vie de 25 ans. On va expliquer ci-dessous pourquoi le problème technique est difficile, comment il a été résolu et on appréciera la simplicité des solutions trouvées et leurs caractéristiques nouvelles et inventives. Le problème technique à résoudre présente plusieurs difficultés majeures. La première difficulté est que les profilés périphériques du cadre rectangulaire qui assure la rigidité du panneau, sont saillants en profondeur comme en largeur par rapport au format rectangulaire plan du panneau à traiter. Cela rend impossible l’application de la feuille de fond au moyen d’un procédé conventionnel d’application. En effet la nouvelle feuille de fond adhésive doit pouvoir être appliquée jusqu’à l’intérieur même des profilés qui pour la plupart présentent une forme en U avec une aile inférieure qui barre le passage de la nouvelle feuille de fond. On voit bien que le problème est plus difficile à résoudre que celui de l’application initiale qui a été faite sur un panneau plan avant que les profilés saillants du cadre ne soient posés et collés. La deuxième difficulté est que le dispositif d’application doit pouvoir être ajusté en fonction des dimensions et de la disposition des composants du panneau qui sont extrêmement variées. Les panneaux de production sont formés d’un assemblage de cellules qui ont une taille pouvant varier de 156 x 156 mm (cellules type M1) à 166 x 166 mm (cellules type M6), le nombre de ces cellules peut varier de 60 (6 en largeur et 10 en longueur) à 72 (6 en largeur et 12 en longueur). Les boites de jonction utilisées sont saillantes par rapport au fond du panneau et de dimensions et de dispositions variées. Enfin les profilés d’aluminium utilisés sont différents en hauteur comme en largeur. Le nouveau procédé objet de l’invention consiste à déplacer longitudinalement et à l’endroit le panneau sur un tambour équipé d’une feuille de fond adhésive installée entre deux encoches transversales et réglables, au moyen d’un rouleau presseur qui assure à la fois l’entraînement du panneau par friction et l’application de la feuille de fond. Les encoches transversales et réglables à la surface du tambour sont la solution au caractère saillant des profilés transversaux et aux longueurs différentes des panneaux à traiter. La largeur du tambour doit être évidemment inférieure à la largeur intérieure du cadre pour pouvoir passer entre les profilés longitudinaux mais elle doit aussi être supérieure à une certaine valeur pour résoudre le problème de l’insertion automatique des bords de la feuille de fond sous chacune des ailes des profilés longitudinaux. Cette valeur est calculée en fonction de la largeur du panneau et des dimensions des profilés. Si la face latérale du tambour est trop proche de l’aile du profilé, la feuille de fond risque de se froisser au cours de l’insertion et si la face latérale du tambour est trop éloignée, la feuille de fond ne pourra pas s’insérer automatiquement sous l’aile du profilé et une intervention manuelle ultérieure sera alors nécessaire. On comprendra mieux l’invention et ses variantes de réalisation à la vue des dessins annexés : La FIG. 1 représente une vue générale du procédé d’application La FIG. 2 représente la géométrie d’insertion latérale de la marge La FIG. 3 représente une vue générale du dispositif d’application La FIG. 4 représente une vue du dispositif de réglage de la deuxième encoche La FIG. 5 représente une variante du dispositif de réglage de la deuxième encoche La FIG. 6 représente le développé de la feuille de fond sur la virole La FIG. 7 représente une vue de détail de la première encoche équipée du rail La FIG. 8 représente une vue de détail de la deuxième encoche équipée du rail La FIG. 9 représente des dispositions particulières du dispositif, pour en améliorer l’ergonomie. La FIG. 1 représente une vue générale du procédé objet de l’invention. Le procédé consiste à déplacer longitudinalement et à l’endroit le panneau (1) avec sa boite de jonction et ses câbles, sur un tambour (2) équipé d’une feuille de fond adhésive (3) installée entre deux encoches (4) et (5) transversales, au moyen d’un rouleau presseur (6) qui assure à la fois l’entraînement du panneau (1) par friction et l’application de la feuille de fond (3). La surface du tambour (2) utilisée pour l’application est délimitée par la première encoche (4) qui comporte un adaptateur de forme fonction du profilé transversal avant qui y est inséré et par la deuxième encoche (5) qui est réglable sur un arc (dL) fonction de la différence de longueur (L) des panneaux à traiter. La FIG. 2 représente la géométrie d’insertion latérale de la marge de largeur (m) sous l’action de pressage du tambour (2). Si on considère un panneau (1) de largeur (Wp) et un tambour (2) de largeur (Wt), on voit bien sur la figure que la condition d’insertion de la marge est que sa largeur (m) soit inférieure à la distance oblique (d) entre l’arrête du tambour et l’extrémité de l’aile du profilé. Soit m ≤ d, ou m² ≤ a² + p² avec (a) distance de l’extrémité de l’aile à la face latérale du tambour et (p) profondeur d’insertion du tambour par rapport à la face de l’aile. Or m = a + l – r avec (l) largeur de l’aile et (r) retrait de la marge en fonction de l’épaisseur du profilé et de son joint de colle. Si l’on remplace dans la première expression (m) par sa valeur tirée de la deuxième expression, on trouve a ≤ (p² - (l - r)²) / 2(l – r). ou Wt ≥ Wp – 2l - 2a , soit : Wt ≥ Wp – 2l – (p² - (l - r)²) / (l – r) Par exemple pour un panneau de largeur Wp = 1000 mm et un profilé aluminium de hauteur totale 40 mm avec une aile (l) de 20 mm et une profondeur (p) de 30 mm, si le retrait (r ) souhaité est de 15 mm, alors Wt doit être compris entre 785 mm et 960 mm. La FIG. 3 représente une vue générale du dispositif de mise en œuvre du procédé, ici représenté rouleau (6) relevé en attente de l’introduction du panneau (1). Le châssis (7) porte deux glissières (8) longitudinales et réglables en fonction de la largeur (Wp) du panneau (1). Il porte le tambour (2) équipé de ses deux encoches (4) et (5). La première encoche (4) est fixe et équipée d’un adaptateur de forme pour l’insertion précise du profilé transversal avant du panneau (1). La deuxième encoche (5) est réglable pour recevoir à la fin de l’application de la feuille de fond (3), le profilé transversal arrière du panneau (1) de longueur variable (L). Le rouleau presseur (6) monté sur un bras articulé (9), est relevé pour permettre l’introduction du profilé avant du panneau, abaissé lors du pressage de la feuille de fond (3) puis relevé de nouveau à la fin de l’application pour permettre de dégager le profilé arrière de son encoche (5). Le châssis porte enfin la bobine (10) de feuille de fond (3) et son compas de freinage. Les glissières longitudinales (8) sont réglables au moyen de lumières (trous oblongs de réglage) transversales dont la course est la moitié de la différence entre la largeur du panneau maxi et celle du panneau mini considérés. En théorie, pour un tambour de largeur (Wt) donnée, cette différence ne peut être supérieure aux conditions d’insertion calculées plus haut. La hauteur de l’axe (11) du tambour (2) est réglable au moyen d’une vis dont la course correspond à la différence de hauteur (p) des profilés utilisés sur les panneaux. D’une façon préférentielle, un doigt d’indexage escamotable (12) est prévu pour immobiliser le tambour au début, en cours ou en fin de rotation, par exemple pour faciliter la mise en place de la feuille de fond (3) ou l’insertion ou le dégagement des profilés du panneau (1). D’une façon préférentielle l’effort de pressage nécessaire d’environ 1 daN par centimètre est assuré par le poids propre du rouleau (6) et celui de son bras d’articulation (9). D’une façon préférentielle l’effort d’entraînement est assuré par une manivelle et l’adhérence par des bracelets caoutchouc montés dans des gorges du rouleau (6). La FIG. 4 représente une vue du dispositif support de l’encoche (5). L’encoche (5) est découpée, en fonction de la longueur (L) du panneau à traiter, sur un secteur interchangeable (13) monté sur la flasque (14) du tambour (2). Le tambour (2) est équipé d’une portion de virole fixe (15) tandis que le secteur interchangeable est équipé d’une portion complémentaire de virole (16) dans laquelle est réalisé le dégagement (17) de la boite de jonction, lui aussi particulier au modèle de panneau à traiter. Il y a donc un secteur interchangeable (13) équipé de sa virole complémentaire (17) pour chaque modèle de panneau. La FIG. 5 représente une variante du dispositif de réglage de l’encoche (5). Ici le secteur interchangeable (13) peut être déplacé de façon continue le long des lumières usinées sur la flasque (14) du tambour (2). Le résultat est qu’il n’y a qu’un seul secteur pour tous les modèles de panneaux. Sur la FIG. 5 , il est représenté à titre d’exemple un débattement possible de 90° du secteur qui correspond à un déplacement (dL) de 565 mm à la périphérie du tambour de diamètre 720 mm. C’est plus que la différence (dL) de longueur (L) entre les panneaux de 60 et de 72 cellules. Pour accompagner ce déplacement la jonction entre la virole complémentaire (16) et la virole fixe (15), à la place d’être droite comme sur le dispositif de la FIG. 4 , peut être avantageusement en forme de V de façon à ce qu’il y ait continuité lors du passage du rouleau presseur (6). On vient de voir les dispositions qui permettent d’appliquer une feuille de fond (3) sur un panneau (1) de dimensions variables. Dans ce qui suit on va découvrir les dispositions qui permettent de mettre au format la feuille de fond (3) et cela directement sur le tambour (2). Pour cela, deux rails (18) et (19) sont temporairement montés au niveau de la première encoche (4) et de la deuxième encoche (5) pour positionner, mettre en place et couper la feuille de fond (3) à la longueur (L-2r) correspondant à la longueur (L) du panneau. Un pochoir de découpe (20) correspondant au dégagement (17) nécessaire au passage de la boite de jonction est monté sur la virole complémentaire (16). La FIG. 6 représente la feuille de fond (3) développée sur la virole du tambour (2), avec les moyens utilisés pour la mettre au format. La feuille de fond (3) provenant de la bobine (10) est mise en place sur la virole en ajustant les coins de son extrémité au niveau des butées (21) réglées en fonction de sa largeur et centrées sur le rail (19). La feuille de fond (3) est maintenue par deux patchs adhésifs double-face (22) solidaires de la virole complémentaire (16). La découpe du dégagement (17) de la boite de jonction peut être réalisée ensuite au moyen d’un cutter opéré le long du pochoir de découpe interchangeable (20). Le tambour (2) est ensuite tourné à la main pour continuer la mise en place de la feuille de fond (3) jusqu‘à l’encoche (4). La feuille de fond (3) est maintenue par deux autres patchs adhésifs double-face (22). Le rail (18) comporte une fente (23) destinée à guider un cutter pour la coupe de la feuille de fond (3). Les moyens décrits ci-dessus ont permis de mettre au format la feuille de fond directement sur le tambour. Maintenant, de façon connue, le film de protection de l’adhésif peut être enlevé à la main. La FIG. 7 représente une vue de détail de la première encoche (4) équipée du rail (18) comportant la fente de coupe (23) de la feuille de fond (3) représentée coupée à la longueur (L-2r). Le rail (18) peut être monté temporairement dans l’encoche (4) au moyen d’un dispositif de verrouillage à bille (24) solidaire du rail (18). L’adaptateur de forme (25) décrit précédemment y est également représenté. La FIG. 8 représente une vue de détail de la deuxième encoche (5) équipée du rail (19). Contrairement au rail (18), il ne comporte pas de rainure de coupe mais des butées de positionnement réglables (21). Ceci permet de supprimer une opération de coupe. Par contre il est équipé d’un dispositif d’articulation (25) et de serrage (26) pour venir appliquer un pochoir de découpe (27) supérieur contre le pochoir de découpe inférieur (20). L’avantage est de bien serrer la feuille de fond afin qu’elle ne glisse pas sous l’effort de coupe et surtout de visualiser le déplacement du cutter le long du pochoir. La FIG. 9 représente des dispositions particulières du dispositif pour en améliorer l’ergonomie. La première disposition est que le châssis est entièrement ouvert sur le côté ou intervient l’opérateur (28) pour faciliter la mise en place des rails, pour reprendre l’extrémité (29) de la feuille de fond (3) stockée sur la bobine (10), pour ajuster son extrémité (29) au niveau de l’encoche (5), pour la fixer au niveau des patchs (22) et pour découper le passage (17) de la boite de jonction et enfin pour tourner à la main le tambour afin de mettre en place la feuille de fond (3) jusqu‘au niveau de l’encoche (4) et enfin de couper la feuille de fond sur le rail (18) monté temporairement dans l’encoche (4). La deuxième disposition est d’installer un avaleur de mou (30) pour tendre la feuille de fond (3) pendant sa coupe sur le rail (18) et pour avaler automatiquement son extrémité (29) à la suite de la coupe. Cette disposition permet à l’extrémité (29) de la feuille de fond (3) de ne pas tomber comme sur la FIG. 3 , mais de rester au niveau de la main de l’opérateur lors du traitement du panneau suivant. L’avaleur de mou (30) est un simple tube pesant (31) guidé à ses extrémités sur deux tiges verticales (32), au moyen de larges trous. L’avantage de ce montage compliant est qu’il permet une mise en place précise de la feuille de fond (3) sur le tambour (2), même en cas de défaut de parallélisme entre les axes de la bobine (10) et du tambour (2) ou de défaut de cylindricité de la bobine (10). Le procédé et le dispositif, objets de l’invention, trouvent leur application principale dans la réparation sur site des panneaux photovoltaïques des centrales de production. Ils peuvent aussi trouver leur utilisation dans l’application de feuilles adhésives sur des panneaux plans présentant aussi un cadre formé de profilés saillants. Procédé d’application d’une feuille de fond adhésive (3) sous un panneau photovoltaïque (1) de format rectangulaire de largeur (Wp) et de longueur (L), comprenant des profilés périphériques transversaux et longitudinaux saillants en hauteur (p) comme en largeur (l), caractérisé en ce que le panneau (1) est déplacé longitudinalement et à l’endroit sur un tambour (2) équipé d’une feuille de fond adhésive (3) installée entre deux encoches (4) et (5) transversales, au moyen d’un rouleau presseur (6) qui assure à la fois l’entraînement du panneau (1) par friction et l’application de la feuille de fond (3). Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la première encoche (4) comporte un adaptateur de forme (25) fonction du profilé transversal avant qui y est inséré et que la deuxième encoche (5) est réglable sur un arc (dL) fonction de la différence de longueur L des panneaux à traiter, Procédé suivant la revendication 1 et 2 dans lequel le bord de la feuille de fond (3) est appliqué avec un retrait (r ) sous l’aile du profilé de largeur (l) caractérisé en ce que la largeur (Wt) du tambour (2) est supérieure à la valeur Wp – 2l – (p² - (l - r)²) / (l – r) et inférieure de façon connue à la valeur Wp-2l. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé suivant les revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu’il comprend : - Un châssis (7) portant deux glissières longitudinales (8) pour recevoir le panneau. - Un tambour (2) équipé d’une encoche (4) fixe et d’une encoche (5) réglable. - Un rouleau presseur (6) monté sur un bras articulé (9). - Et un support (10) pour la bobine sur laquelle est stockée la feuille de fond (3). Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que les glissières longitudinales (8) sont réglables au moyen de lumières transversales dont la course maximum est, pour un tambour (2) de largeur donnée (Wt), la moitié de la valeur (p² - (l - r)²) / (l – r). Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que l’axe (11) du tambour (2) est réglable sur une course correspondant à la différence de hauteur (p) des profilés utilisés sur les panneaux. Dispositif suivant les revendications 4 et 6 caractérisé en ce que le tambour (2) peut être indexé en fin de course par un doigt d’indexage escamotable (12). Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que l’encoche (5) réglable en fonction de la longueur (L) du panneau est découpée dans un secteur amovible et interchangeable (13) monté sur la flasque (14) du tambour (2). Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que l’encoche (5) réglable en fonction de la longueur (L) du panneau est découpée dans un secteur (13) qui peut être déplacé de façon continue le long des lumières réalisées dans la flasque (14) du tambour (2). Dispositif suivant l’une des revendications 4, 8 et 9 caractérisé en ce que le tambour (2) est équipé d’une portion de virole fixe (15) montée sur les flasques (14) du tambour et d’une portion de virole complémentaire (16) montée sur le secteur interchangeable ou réglable (13). Dispositif suivant la revendication 10 caractérisé en ce que la portion de virole complémentaire (16) porte le dégagement (17) nécessaire au passage de la boite de jonction et des câbles du panneau. Dispositif suivant la revendication 10 caractérisé en ce que la jonction entre la virole fixe (15) et la virole complémentaire (16) est en forme de V. Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que l’effort de pressage est assuré par le poids propre du rouleau (6) et celui de son bras d’articulation (9). Dispositif suivant les revendications 4 et 13 caractérisé en ce que le rouleau presseur (6) est entrainé en rotation par une manivelle. Dispositif suivant l’une des revendications 4, 13 et 14 caractérisé en ce que l’adhérence entre le rouleau presseur (6) et le panneau (1) est réalisée par l’intermédiaire de bracelets caoutchouc montés dans des gorges du rouleau. Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que l’encoche fixe (4) peut être équipée temporairement d’un rail de coupe (18) équipé d’une fente de découpe (23). Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que l’encoche réglable (5) peut être équipée temporairement d’un rail de positionnement (19) équipé de butées réglables (21). Dispositif suivant la revendication 17 caractérisé en ce que le rail de positionnement (19) est équipé d’un pochoir de découpe articulé (27) venant serrer la feuille de fond (3) contre le pochoir de découpe interchangeable (20) qui porte le dégagement (17) de la boite de jonction. Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu’un avaleur de mou (30) est disposé sur le châssis (7) entre la bobine (10) et le tambour (2).