Tube sous vide

Tube sous vide
Capteur solaire thermique à tubes sous vide

Un tube sous vide est un type de tube utilisé dans les capteurs solaires thermiques. Souvent présentée comme avant-gardiste, cette technologie, développée initialement par l'université de Sydney en Australie[1] à partir de 1975 fut industrialisée initialement au Japon puis son développement s'en trouva fortement amplifié par une externalisation de la production vers la Chine.

Les capteurs à tubes sous vide, de par les faibles pertes, permettent des températures élevées de stagnation. Cette température est atteinte lorsque l'énergie captée par le capteur n'est pas utilisée (Champ solaire exposé en plein Soleil sans récupération de l'énergie). Pour les applications de solaire thermique, les tubes sous vide ont été les premiers à atteindre des températures de stagnation supérieures à 200°C. Apanage commercial par excellence, cette température n'est ordinairement jamais atteinte (ou très rarement) dans un système correctement dimensionné. La qualité des isolants minéraux, l'emploi d'absorbeurs sélectifs de qualité et de verres à très haute transparence (faible teneur en fer et traitements anti-reflets) ont permis aux capteurs plans d'atteindre maintenant ces mêmes niveaux de température.

Ainsi, bien que présentée en Europe il y a quelques années comme révolutionnaire, la technologie des capteurs à tubes sous vide aura trouvé, en seulement une dizaine d'années, sa limite technique. Des études ont démontré la faiblesse conceptuelle de ces équipements[2].

Il est maintenant admis qu'un capteur solaire plan produit, à superficies hors tout (brute) identiques, bien plus d'énergie qu'un capteur solaire thermique à tubes sous vide, avec des contraintes d'exploitations inférieures.

Technologies

Extrémités de tubes de type "Dewar"

Il existe 2 types de tubes sous vide:

  • Double tubes sous vide: ce sont 2 tubes de borosilicate (pyrex) soudés aux extrémités (fusion entre 1400°C et 1600°C, travail vers 800°C environ[3]). Fonctionnant sur le système du Vase de Dewar: un vide partiel (1.E10-5 PA) est créé entre les 2 tubes et un témoin en baryum permet d'en vérifier son maintien.
  • Tubes sous vide: il est constitué d’un simple tube sous vide dans lequel est fixé un absorbeur thermique plat; le coût de fabrication est moindre mais la durée de vie est moins longue que pour la technologie précédente (perte du vide par la différence de comportement verre/métal), la dilatation thermique entre les matériaux pouvant être de 2 et 5 fois.

La porosité relative du verre ne permettant pas de garantir la conservation du faible niveau des pertes thermiques (la durée de vie des tubes est donnée de 5 à 15 ans par les fabricants), ils devront donc être changés régulièrement durant la vie du champ solaire installé. Ceux-ci doivent être traités en unités spécialisées et non jetés en déchèterie (toxicité chez l'humain et éco-toxicité importantes[4])

Notes et références


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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Tube sous vide de Wikipédia en français (auteurs)

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