Méthode de détection sans contact des effets de l’érosion éolienne sur un verre sodocalcique
Samy Brazane1, Olivier
Riou1, Fabien Delaleux1, Laurent Ibos1, Jean-Felix Durastanti1
⋆ : samy.brazane@u-pec.fr
1 Univ Paris Est
Creteil, CERTES, F-77567 Lieusaint, France
Mots clés : Thermographie infrarouge, émissivité
apparente, érosion éolienne du verre, détection de l’érosion par
émissivité apparente.
Résumé :
En exploitation, les systèmes à énergie renouvelable sont soumis à
des conditions climatiques variables occasionnant de nombreuses
dégradations de leurs performances dans le temps. Parmi ces
dégradations, l’érosion éolienne baisse l’efficacité énergétique de ces
systèmes en modifiant ses propriétés dans le visible (absorbance,
transmittance et réflectance). Un contrôle in situ des surfaces est
possible, mais reste de proximité (observations visuelles, spectromètre
portable, ...). On conçoit la difficulté d’un contrôle étendu dans le
cas de centrales photovoltaïques ou de concentrateurs solaires
constitués de plusieurs milliers d’unités (panneaux, miroirs).
Du fait de son faible coût, le verre est systématiquement utilisé dans
les systèmes solaires comme support ou protection. Notre travail vise à
quantifier la détectabilité de la dégradation par érosion éolienne au
moyen de son émissivité apparente.
L’émissivité apparente est raccordée à l’émissivité spectrale des
surfaces. Elle est obtenue sans contact au moyen d’une caméra thermique
dans des conditions standards de thermographie. Bénéficiant des
capacités d’imagerie infrarouge, il est possible de cartographier
l’émissivité apparente de surfaces étendues et donc d’en imager les
anomalies de surface incluant l’impact de l’érosion éolienne.
Dans ce but, des échantillons de verre sodocalcique ont été érodés, en
utilisant une sableuse avec variation de l’intensité, des angles
d’incidence et du temps de sablage. Une première étape consiste à
déterminer le taux d’érosion pour chaque échantillon en utilisant une
méthode d’imagerie basée sur le contraste noir et blanc. Des images
d’échantillons ont été prises sous un microscope. Un logiciel de
traitement d’image détermine le pourcentage d’érosion. Une seconde étape
consiste à étudier la transmission du verre. Dans ce but, un dispositif
a été assemblé en utilisant un pyranomètre encagé permettant de
quantifier la transmittance du verre érodé. La troisième étape, consiste
à caractériser les échantillons par émissivité apparente ϵΔλ, en
utilisant le banc expérimental développé par le CERTES. Cet indicateur
est obtenu sans contact dans des conditions de contrôle strict des
températures d’influence.
Nous constatons que l’émissivité apparente est un indicateur sensible à
l’érosion et sa valeur croit en fonction de la surface érodée. Le seuil
de détection d’érosion par émissivité apparente est d’environ 20 % de
surface érodée, par comparaison à une détection optique, il est de 50 %.
Nous concluons que l’émissivité apparente est un indicateur de
dégradation potentiellement plus performant que les méthodes
optiques.
doi : https://doi.org/10.25855/SFT2022-061
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