Acier patinable

LA PLACE AU SOLEIL DE L’ACIER PATINABLE

Éléments de supports en acier patinable pour panneaux photovoltaïques Les centrales solaires photovoltaïques (PV) foisonnent tout autour du globe et produisent en abondance une énergie nouvelle. Constituées de panneaux solaires, elles deviennent rapidement la technologie des énergies renouvelables la plus reconnaissable. Un panneau solaire comprend en général une couche de silicium cristallin de qualité solaire protégée par une couche de verre, le tout solidarisé par un cadre en alliage. Bien que le nickel ne joue pas de rôle direct dans la captation de l’énergie solaire par les panneaux photovoltaïques, sa présence peut être importante pour leur fonctionnement de manière indirecte, dans les structures porteuses orientant les panneaux vers le soleil afi n de capter ses rayons de manière optimale.

Pour les matériaux composant les supports de panneaux solaires, les qualités essentielles sont la ténacité et la résistance aux contraintes et à la corrosion. Ils doivent être assez durables pour atteindre la trentaine d‘années de vie prévue pour le panneau, et ce avec un coût d’entretien minime et sans nuire à l’environnement.

Les supports de panneaux PV sont depuis longtemps en aluminium, en acier galvanisé à chaud ou, parfois, en acier inoxydable ; mais ces derniers temps, on assiste en Chine à un usage de plus en plus fréquent de l’acier patinable, souvent appelé acier COR-TEN® .

Le pour et le contre des diff érents matériaux

En Chine, environ 50 % des supports de panneaux PV sont en acier zingué à chaud et 40 % sont en aluminium. Ils sont pour une plus faible part en acier inoxydable ou en plastique renforcé de fi bre de verre. La résistance à la traction de l’aluminium est inférieure à celle de l’acier galvanisé à chaud et son coût est élevé, mais il offre une bonne résistance à la corrosion, quoique celle-ci nécessite aussi d’être renforcée par un traitement de surface. Il s’utilise normalement dans les panneaux PV résidentiels, prévus pour des charges au vent peu élevées et pour un entretien minime.

Les aciers galvanisés résistent mieux aux contraintes et s’utilisent surtout là où les charges au vent sont élevées. La galvanisation à chaud s’impose pour améliorer leur résistance à la corrosion, mais ils nécessitent un entretien régulier et posent des problèmes pour l’environnement.

L’acier inoxydable convient aussi pour les supports de panneaux PV et sa résistance aux contraintes et à la corrosion dépasse nettement celle des autres matériaux, mais son coût plus élevé limite son adoption.

Ces derniers temps, l’acier patinable s’utilise dans plusieurs grandes centrales photovoltaïques en Chine et promet de s’employer en d’autres lieux. Il s’agit d’un acier à haute résistance mécanique allié de chrome, de cuivre et de nickel qui produit une couche d’oxyde superfi cielle résistant à l’écaillage (perte de métal par effritement de rouille). Il résiste mieux à la corrosion atmosphérique que les aciers au carbone courants et ne nécessite pas de revêtement protecteur tel que peinture ou zingage. L’acier patinable a l’avantage d’être moins cher que l’aluminium et l’acier galvanisé et de ne nécessiter presque aucun entretien par rapport à ces derniers. Une nouvelle norme chinoise portant sur les supports de panneaux photovoltaïques (NB/T 10642-2021) inclut expressément l’acier patinable parmi les matériaux recommandés pour ces derniers. Même si la teneur en nickel de ce matériau est peu élevée (0,1 % à 0,65 % environ), la quantité totale requise peut être considérable vu le nombre de panneaux solaires à installer dans les décennies à venir. Cet ajout de nickel relativement faible est essentiel au gain de résistance à la corrosion qui rend l’acier patinable intéressant pour les supports de panneaux photovoltaïques.

Les avantages de l’acier patinable sont de plus en plus reconnus tout au long de la chaîne de valeur et les aciéries, cabinets d’ingénierie et instituts d’esthétique industrielle en font de plus en plus la promotion.

Selon le volet du 14e plan quinquennal chinois portant sur les stratégies de promotion des énergies propres visant à réaliser les objectifs de neutralité carbone et de pic d’émissions de carbone, les nouveaux matériaux et les innovations techniques sont encouragés. L’emploi des aciers patinables dans les supports de panneaux photovoltaïques s’avère un moyen technique effi cace. Et comme l’empreinte carbone des bâtiments et de leur construction constitue une grande priorité pour la Chine, l’acier patinable et le nickel ont un rôle à jouer. Les supports se composent de piles d’ancrage au sol, jambes, colonnes, poutrelles, profi lés, étriers et autres éléments de fi xation.