Système de montage au sol pour panneaux solaires en acier au carbone - Acier en forme de C incurvé vers l'intérieur

La panne en acier à section en C incurvée vers l'intérieur est un élément porteur essentiel des systèmes de support photovoltaïques au sol. Appartenant à la catégorie des aciers à parois minces formés à froid, sa section transversale en forme de C présente des bords incurvés vers l'intérieur et des nervures de renfort, d'où son appellation de « panne photovoltaïque en C ». Ce produit est généralement fabriqué à partir de tôles ou de bandes d'acier laminées à chaud Q235B ou Q345B, transformées par une unité de formage à froid en continu, puis soumises à un traitement de surface par galvanisation à chaud ou par galvanisation zinc-aluminium-magnésium, selon les exigences de protection contre la corrosion.

En tant que structure de support longitudinale du champ photovoltaïque, elle relie les fondations sur pieux ou pieux hélicoïdaux aux modules photovoltaïques supérieurs, transmettant au sol les charges extérieures telles que le vent et la neige. C'est un élément clé garantissant la sécurité et la stabilité structurelles de la centrale.

Composants du produit

Avantage

▪ Haute résistance structurelle et faible consommation d'acier :

La conception unique du profilé renforcé à bords roulés améliore considérablement la résistance à la flexion, à la torsion et au flambement des composants. Comparée aux profilés en C ou aux profilés ouverts classiques, elle permet d'économiser environ 20 à 30 % d'acier tout en conservant la même résistance, réduisant ainsi le coût du système de support.

▪ Excellente résistance à la corrosion :

Les applications courantes utilisent la galvanisation à chaud (grammage du revêtement : 275 à 600 g/m²) ou des procédés de revêtement zinc-aluminium-magnésium (ZAM) plus avancés. Le revêtement zinc-aluminium-magnésium présente des propriétés d’auto-réparation des coupures, une résistance aux rayures, à l’ammoniac et à la corrosion par les embruns marins, répondant ainsi aux exigences de durée de vie de plus de 25 ans des centrales photovoltaïques.

▪ Installation facile et grande adaptabilité :

Grâce à des connecteurs, des écrous à ressort et des boulons spécifiques, une fixation entièrement boulonnée est possible, éliminant ainsi le besoin de soudure sur site. Les trous de fixation allongés (ou oblongs) à l'arrière permettent un réglage précis de la longueur afin de compenser les irrégularités du terrain et les erreurs d'installation.

▪ Transport et empilage faciles :

Les profilés en acier peuvent être empilés, occupant un minimum d'espace ; la longueur standard de 6 mètres facilite le transport par camions ordinaires, et une découpe appropriée peut réduire le traitement secondaire sur site.

Paramètres

Scénarios applicables

▶ Centrales électriques au sol centralisées de grande envergure :

Utilisés comme pannes porteuses principales et contreventements diagonaux dans les zones ouvertes telles que les terrains plats, les prairies, les déserts et le Gobi, formant des systèmes de support à une ou deux colonnes.

▶ Systèmes photovoltaïques au sol commerciaux et résidentiels :

Utilisés comme colonnes, poutres diagonales et entretoises horizontales dans des projets au sol de petite à moyenne envergure, tels que les zones industrielles, les terrains ruraux en friche et autour des serres agricoles.

▶ Toitures plates en béton (avec supports supplémentaires) :

Utilisés en conjonction avec des fondations lestées, sous forme de pannes inclinées ou plates supportant des modules photovoltaïques.

▶ Systèmes hybrides aquaculture-solaire et agriculture-solaire :

Utilisé comme profilé porteur principal lorsque la hauteur sous plafond est importante, il résiste efficacement aux charges de vent et à la corrosion due à des environnements humides à long terme (nécessite un revêtement galvanisé en aluminium-magnésium ou un traitement anticorrosion renforcé).

▶ Terrain montagneux et en pente :

Adaptable aux pentes de terrain de 5 à 15° en ajustant la différence de hauteur entre les colonnes avant et arrière et en utilisant les trous de liaison allongés en acier en forme de C laminé vers l'intérieur.

Type de sol applicable

Le système de support en acier en forme de C à enroulement vers l'intérieur convient à presque tous les types de sols, car sa charge est transmise par la fondation. Pour la construction de fondations, les types de sols suivants sont idéaux :

• Argile et argile limoneuse : capacité portante élevée, moins sujette à l’effondrement des forages, convient aux pieux forés ou préfabriqués.
• Sable et sable graveleux : bon drainage, convient aux pieux hélicoïdaux, construction rapide et perturbation minimale.
• Remblai compacté : Pour les fondations artificielles ou les anciens sites industriels, on peut utiliser des pieux préfabriqués ou des pieux forés micro-trous.
• Lœss et sol rouge (non compressible) : des pieux forés classiques suffisent ; aucun traitement spécial n’est requis pour le support en acier en forme de C.

Limites géologiques à prendre en compte

Bien que les supports en acier en forme de C ne soient pas en contact direct avec les couches profondes du sol, les conditions géologiques suivantes peuvent affecter le choix et le coût des fondations, limitant indirectement leur applicabilité économique :

▶ Couches de sol rocheux ou graveleux :

Si la roche modérément altérée ou le gravier grossier affleurent à 0,5 m de profondeur, le battage de pieux spiralés est impossible, et le forage et l'injection de coulis deviennent complexes et coûteux. Dans ce cas, il faut envisager des fondations sur contrepoids en béton (fondations filantes ou indépendantes), ce qui augmentera toutefois le volume de terrassement et la quantité de béton nécessaire.

▶ Sol meuble et sol limoneux :

Ces dispositifs ont une capacité de charge extrêmement faible (<60 kPa) et sont sujets au tassement. Des pieux préfabriqués plus longs ou des pieux injectés plus profonds sont nécessaires, ce qui entraîne une augmentation significative des coûts des fondations sur pieux et peut réduire les avantages des supports en acier légers en forme de C.

▶ Loess compressible :

Un tassement supplémentaire important se produit au contact de l'eau. Des mesures d'étanchéité ou de traitement des fondations (telles qu'une couche de chaule ou un trempage préalable) sont nécessaires ; sinon, un tassement inégal des fondations de support déformera l'acier en forme de C, provoquant des microfissures dans les modules photovoltaïques.

▶ Sols sensibles au gel (limon, argile limoneuse) :

Dans les régions froides, le soulèvement dû au gel peut entraîner la formation de pieux. Il est donc impératif d'enfouir les fondations sur pieux sous la ligne de gel et d'augmenter la marge de tolérance à la jonction entre l'armature en C et la tête du pieu.

▶ Niveau élevé de la nappe phréatique ou couches de sables mouvants :

Lors du forage, l'effondrement du puits et l'infiltration de sables mouvants sont probables, ce qui affecte la qualité des pieux coulés en place. Des pieux spiralés en acier ou des pieux préfabriqués battus peuvent être utilisés, mais les joints de connexion en acier en forme de C nécessitent une protection anticorrosion spéciale.

Résumé

L'acier en forme de C à courbure intérieure, grâce à son rapport résistance/poids élevé, son excellente résistance à la corrosion et sa grande flexibilité d'installation, est devenu le profilé structurel secondaire et primaire le plus couramment utilisé dans les systèmes de support photovoltaïques au sol. Sa conception en section transversale cintrée à froid et laminée à bords roulés permet un équilibre optimal entre réduction de la consommation d'acier et capacité portante, le rendant adapté à la plupart des applications, des plaines aux montagnes, et des sols ordinaires aux environnements légèrement corrosifs.

 

Recommandations clés pour le choix des profilés : Dès les premières étapes d’un projet, il convient de déterminer la section transversale et l’épaisseur des parois des profilés en C par des calculs de structure prenant en compte les charges locales de vent et de neige. Ensuite, un revêtement adapté doit être sélectionné en fonction du niveau de corrosivité du sol (la galvanisation à chaud convient généralement à la plupart des sites intérieurs ; un revêtement zinc-aluminium-magnésium est recommandé pour les sites situés à moins de 5 km du littoral ou dans les zones fortement industrialisées). Enfin, pour des conditions géologiques particulières telles que la roche, les sols meubles et le lœss compressible, des études de fondation spécifiques sont nécessaires ; il est déconseillé de se fier uniquement aux joints universels des profilés en C.

 

 

La tendance future est la combinaison d'acier à haute résistance (tel que Q420 et Q460) et de revêtements ultra-résistants à la corrosion (plaques pré-revêtues de zinc-aluminium-magnésium), qui vise à réduire encore le poids total de la structure de support et le coût total du cycle de vie, tout en améliorant la capacité de la centrale électrique à faire face aux conditions météorologiques extrêmes.

 

Référence du projet Solar First

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Points de connaissances connexes

(1)Acier laminé à froid en forme de C : six points clés à connaître