Joints en NBR, CR et VMQ pour générateurs, transformateurs et onduleurs photovoltaïques

La transition du secteur de l'énergie vers un réseau diversifié et résilient repose sur un écosystème complexe d’équipements de production et de conversion, allant des immenses barrages hydroélectriques aux installations solaires photovoltaïques distribuées sur les toits. Chaque équipement pose des défis environnementaux et opérationnels spécifiques aux joints d’étanchéité qui protègent ses systèmes critiques. Contrairement aux machines lourdes, l’accent est ici souvent mis sur l’étanchéité environnementale à long terme, les propriétés diélectriques et la résistance aux cycles thermiques sur des décennies de service.

Générateurs (éolien et hydraulique) :

· Générateurs d'éoliennes : Situés dans les nacelles, très haut au-dessus du sol, ils sont soumis à des variations extrêmes de température, à de la condensation et à des vibrations. Des joints d'étanchéité sont utilisés dans les systèmes de lubrification de la boîte de vitesses et du palier principal, ainsi que dans les raccordements du système de refroidissement. Le NBR est le matériau standard pour les systèmes de lubrification à huile. Pour les joints d’étanchéité des enveloppes de nacelle devant résister aux rayons UV, à l’ozone et aux cycles thermiques, l’éthylène-propylène (EPDM) ou le chloroprène (CR) constituent des choix supérieurs en raison de leur excellente résistance aux intempéries, bien que le VMQ (silicone) soit également utilisé pour sa large plage de températures.

· Générateurs hydroélectriques : Souvent installés dans des environnements humides et frais. Les systèmes d’huile des paliers axiaux et des paliers de guidage utilisent des joints en NBR. Pour les joints exposés aux projections d’eau ou à une forte humidité dans la salle des machines, le CR offre une meilleure résistance à la dégradation induite par l’humidité que le NBR.

Transformateurs :

Ce sont les sentinelles silencieuses du réseau électrique. Les exigences en matière d’étanchéité varient selon le composant :

· Jointures du réservoir principal : Historiquement en liège-caoutchouc, les conceptions modernes utilisent souvent des jointures moulées à base d’EPDM, appréciées pour leur excellente résistance au tassement à long terme ainsi que leur tenue à l’huile de transformateur et aux intempéries.

· Isolateurs, réservoir conservateur et joints de robinetterie : Le NBR est couramment utilisé en raison de sa compatibilité avec l’huile minérale pour transformateurs. Pour les isolateurs exposés aux intempéries, un joint torique en CR peut être spécifié afin d’assurer une résistance accrue à l’ozone.

· Transformateurs de distribution abaisseurs : Très répandus dans les quartiers résidentiels, ces appareils exigent des joints fiables et nécessitant peu d’entretien. Des joints toriques standardisés en NBR sont généralement employés pour les unités immergées dans l’huile, tandis que les transformateurs secs peuvent utiliser des jointures en VMQ pour l’étanchéité de l’enceinte.

Onduleurs photovoltaïques (PV) :

Cœur de toute installation solaire, les onduleurs convertissent le courant continu (CC) produit par les panneaux en courant alternatif (CA) destiné au réseau électrique. Les défis liés à l’étanchéité sont centrés sur les composants électroniques :

· Protection environnementale : Les enceintes d’onduleurs doivent respecter un indice de protection (IP), généralement IP65. Cela exige des jointures capables d’assurer une étanchéité contre la poussière et les jets d’eau.

· Gestion thermique : Les onduleurs génèrent une chaleur importante. Les matériaux d’étanchéité ne doivent pas se dégrader ni perdre leur force d’étanchéité lorsqu’ils sont exposés à une chaleur continue provenant des dissipateurs thermiques et des composants, ce qui peut faire monter la température de l’air interne à 60–70 °C. Je suis désolé.

· Longévité : Les centrales solaires constituent un investissement de 20 ans ou plus.

  Le VMQ (silicone) est le matériau prédominant pour les joints d’étanchéité des onduleurs photovoltaïques. Il s’y distingue notamment pour les raisons suivantes :

1. Sa plage de température d’utilisation (−60 °°C à +225 °C) °C) permet aisément de supporter à la fois la chaleur interne et les conditions extérieures extrêmes, qu’il s’agisse de déserts ou de régions arctiques.

2. Il présente une excellente résistance au tassement sous compression, ce qui signifie que le joint conserve sa force d’étanchéité pendant des décennies sans nécessiter de reserrage.

3. Il est intrinsèquement ignifuge et offre de bonnes propriétés diélectriques.

Les considérations géographiques influencent fortement le choix final :

· États-Unis : La diversité climatique, allant du froid de l’Alaska à la chaleur de l’Arizona, exige des matériaux capables de fonctionner dans des conditions extrêmes. Pour les composants extérieurs des transformateurs, on utilise couramment de l’EPDM ou du CR stabilisés aux UV ; pour les onduleurs solaires du Sud-Ouest, le VMQ de haute qualité est privilégié.

· Inde : Températures ambiantes élevées, pluies de mousson et pollution. Les transformateurs et les groupes électrogènes nécessitent des joints présentant une résistance robuste à l’ozone et au vieillissement thermique. Le CR et le NBR spécialement formulé sont largement utilisés.

· Philippines : Climat maritime tropical caractérisé par une forte humidité, des embruns salins et des typhons. La résistance à la corrosion est primordiale. Les joints en CR sont privilégiés pour les équipements électriques extérieurs, et les fixations en acier inoxydable sont souvent associées à des joints élastomères afin d’éviter la corrosion galvanique.

La stratégie d’étanchéité pour les actifs énergétiques repose donc sur une approche fondée sur le cycle de vie, mettant l’accent sur des matériaux capables d’assurer des décennies de service fiable avec un minimum d’interventions de maintenance, protégeant ainsi des équipements valant plusieurs millions de dollars contre les effets insidieux de l’environnement.