La France s’est engagée à multiplier par 10 sa capacité photovoltaïque d’ici 2050. Mais, face à la pénurie de main-d’œuvre, comment relever ce défi tout en garantissant un fonctionnement optimal et durable des panneaux solaires ? Précis, rapide et efficace, le robot autonome serait-il la solution ? En prenant en charge les tâches répétitives et laborieuses, il permet aux opérateurs de se concentrer sur des missions à plus forte valeur ajoutée. KparK Énergies explore comment l’IA et les nouvelles technologies peuvent accélérer le développement des fermes solaires.
Pourquoi utiliser des robots dans les fermes solaires ?
Dans un contexte de forte croissance du marché photovoltaïque, les robots autonomes s’imposent comme des solutions efficaces pour accélérer l’installation des infrastructures solaires et faciliter l’entretien des centrales existantes. Grâce à leurs nombreux atouts, ils pourraient lever les principaux freins à la réalisation des projets actuels.
Pallier le manque de personnel
Les progrès en intelligence artificielle (IA) et dans les smart grids (réseaux intelligents) rendent possible l’automatisation des tâches les plus complexes et chronophages. L’idée n’est en revanche pas de supprimer des emplois, mais bel et bien de créer des postes plus qualifiés. Selon les experts, le solaire devrait générer près de 60 000 emplois en France d’ici 2027.
Raccourcir les délais et diminuer les coûts de construction
Capables de fonctionner 24 h/24, les robots autonomes multiplient la productivité par 3 à 5 par rapport aux opérateurs humains. Ils améliorent également la sécurité sur les chantiers. En finalité, les fermes solaires se construisent plus vite, et à moindre coût !
Optimiser l’implantation et le rendement du solaire
La précision quasi chirurgicale des robots assure une installation impeccable des panneaux solaires. De surcroît, leur orientation et leur inclinaison optimales permettent de maximiser la production d’électricité photovoltaïque.
Automatiser le nettoyage des panneaux solaires
L’accumulation de saleté sur les panneaux photovoltaïques, surtout dans des environnements poussiéreux comme les déserts, peut réduire leur efficacité jusqu’à 30 %. L’usage des robots de nettoyage dans les fermes solaires a déjà fait ses preuves, et est devenu courant aujourd’hui.
Assurer la maintenance prédictive
Équipés de capteurs et d’IA, les robots surveillent en permanence les centrales solaires, détectant les anomalies avant qu’elles n’affectent la production. De même, ils anticipent la commande de certaines pièces d’usure, comme l’onduleur, afin de limiter les interruptions de fonctionnement.
Réduire l’impact environnemental
Alimentés par des énergies renouvelables, souvent rechargés sur place par les panneaux photovoltaïques, les robots entretiennent les fermes solaires et leur espace vert sans recours à des méthodes polluantes. Ils participent ainsi activement à la préservation de l’environnement.
Répondre aux enjeux de la transition énergétique et du Pacte Solaire
Face à l’urgence climatique et aux objectifs ambitieux du Pacte Solaire, les robots autonomes deviennent des partenaires essentiels. En accélérant l’installation et en optimisant la gestion des fermes photovoltaïques, ils apportent un soutien précieux pour aider la France à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050.
Robot autonome : la solution high-tech pour les fermes solaires
De nombreuses solutions robotiques ont déjà été déployées ou sont en cours de développement pour répondre aux besoins croissants du secteur photovoltaïque. Ces technologies couvrent un large éventail d’applications, allant de la préparation des terrains à l’installation des panneaux, en passant par le nettoyage régulier et la maintenance prédictive.
Robots pour l’installation des panneaux solaires
En moyenne, la construction de fermes solaires prend environ 8 à 18 mois, selon les projets. C’est un processus coûteux qui mobilise beaucoup d’ouvriers sur le terrain. Or, l’utilisation de robots autonomes permet d’amoindrir de près de moitié les délais et coûts associés.
Maximo : un robot à la pointe de la technologie
Le robot Maximo de AES Corporation installe les panneaux solaires sur des rails avec une exactitude millimétrique. Grâce à ses capteurs intelligents, sa vision artificielle et son système de reconstruction d’images à base d’IA générative, il ajuste en temps réel le positionnement des modules, même dans des conditions météorologiques difficiles. En outre, son système d’apprentissage continu lui permet d’améliorer ses performances au fil du temps, en ajustant ses méthodes et ses trajectoires. Selon les estimations réalisées aux États-Unis, Maximo pourrait installer 15 000 panneaux solaires par heure, pour un poids total d’environ 225 000 tonnes.
RPD 35 : robot autonome de battage de pieux sécurisé
Le robot RPD 35 de la société Built Robotics est une excavatrice autonome spécialement conçue pour le battage des pieux, une opération souvent à risque sur les chantiers. Il peut transporter l’équivalent de 200 poutres de 3,5 à 5 m de long et en installer une toutes les 73 secondes, sans intervention humaine. Pour garantir la sécurité du chantier, le RPD 35 est équipé de 8 systèmes de protection :
- Un dispositif d’arrêt d’urgence qui immobilise le robot en cas d’anomalie ;
- Un géorepérage qui limite son fonctionnement à une zone prédéfinie ;
- Des capteurs de détection des piétons pour éviter les collisions ;
- Le système « Guardian » qui permet une surveillance et un contrôle à distance du robot.
Terafab : une plateforme d’installation solaire automatisée
Le système Terafab, développé par Terabase Energy, combine une plateforme numérique avancée avec des robots capables de soulever, transporter et installer les panneaux solaires de manière précise et automatisée. Terafab intègre également des outils numériques pour gérer et surveiller la construction des fermes solaires en temps réel. Ce système a non seulement éliminé les levages manuels de structures lourdes, mais a également amélioré la productivité des équipes de 25 %.
En 2023, Terafab a été déployé dans le cadre du projet de la ferme solaire White Wing Ranch en Arizona. Ce projet, réalisé en collaboration avec Leeward Renewable Energy et l’entrepreneur RES, a permis d’installer 17 MW de capacité solaire sur un site prévu pour atteindre 225 MW.
Robots pour le nettoyage des panneaux photovoltaïques
Le nettoyage régulier des panneaux photovoltaïques des fermes solaires est indispensable pour préserver leur performance et allonger leur durée de vie. Mais, ce travail est laborieux compte tenu de la surface à nettoyer. Là encore, des solutions robotiques ont été inventées pour résoudre ce problème.
Spider : le robot-araignée de nettoyage sans eau
Le robot Spider de Serbot AG est spécifiquement conçu pour les installations solaires de plus de 250 kWc, en toiture, difficiles d’accès ou situées dans des environnements poussiéreux. Grâce à son système de déplacement par ventouses, le Spider peut grimper verticalement et se déplacer sur la surface des panneaux sans glisser. Équipé de brosses rotatives, il élimine efficacement la saleté et la poussière. Sa force : il est connecté à une mini-station météo et se déclenche automatiquement lorsqu’il pleut, afin de ne pas consommer d’eau du réseau. Le Spider impressionne également par sa capacité de nettoyage d’environ 550 m2/h.
Solarcleano : le robot modulaire pour le nettoyage des panneaux
Le robot SolarCleano, développé par la société luxembourgeoise du même nom, est un système modulaire et télécommandé. Léger et facile à assembler, il peut nettoyer jusqu’à 4 000 m²/h, ce qui le rend idéal pour les installations solaires de grande taille. Ses chenilles ajustables lui permettent de s’adapter à diverses inclinaisons et surfaces, offrant ainsi une grande flexibilité. Sa brosse rotative puissante assure un nettoyage en profondeur, tout en limitant l’usure des panneaux.
Candé : le robot de nettoyage modulaire
Le robot Candé, de PV Wash, se distingue par son approche écologique pour le nettoyage des panneaux solaires. Il récupère en effet l’eau de pluie qu’il filtre et déminéralise, évitant ainsi le recours à des produits chimiques. Le robot est alimenté par un système de recharge solaire, ce qui réduit encore son impact environnemental. Après chaque nettoyage, le Candé fournit un rapport détaillé sur l’état des panneaux et des recommandations pour maintenir un rendement énergétique optimal.
Robots d’inspection pour anticiper les pannes
Les robots d’inspection remplacent peu à peu l’utilisation des drones de surveillance qui gravitent autour des fermes solaires. Grâce à leur technologie avancée, ils collectent des données plus précises et fiables. Ils limitent également les interruptions de production pour cause de dépannage.
SolarScano : le robot qui voit tout !
Le robot SolarScano, de la société Soligest, est basé sur la technologie de SolarCleano. Ce robot peut scanner jusqu’à 900 m²/h de panneaux photovoltaïques. Doté de caméras à haute résolution, à la place des brosses, il capture jusqu’à 140 clichés par m² avec une précision de 0,5 mm. Il repère ainsi les moindres défauts, tels que des fissures ou des signes de vieillissement prématuré, sans nécessiter le démontage des panneaux.
Ces images sont ensuite analysées par un algorithme d’intelligence artificielle, qui reconstitue une mosaïque détaillée pour chaque panneau et identifie les anomalies potentielles, comme la corrosion des busbars ou la fissuration des cellules cristallines.
Antecursor II : un robot multifonction, garant de la sécurité
Le robot Antecursor II, développé par Arborea Intellbird, remplit les mêmes fonctions que le robot SolarScano, mais embarque en plus un système de débroussaillage autonome et silencieux. Il taille la végétation autour des panneaux pour supprimer les ombres et les risques d’incendie. Connecté au réseau satellitaire Starlink, ce robot peut être surveillé et contrôlé à distance et en temps réel. De plus, il fonctionne entièrement à l’électricité renouvelable, avec une autonomie de plus de 30 h.
Robots multifonctions pour l’entretien des sols
Les robots d’entretien ressemblent à s’y méprendre à une tondeuse à gazon autonome. Ils gèrent la végétation autour des installations, préviennent les incendies et améliorent l’efficacité des panneaux solaires. Ils protègent également les sols contre la désertification et maintiennent un espace de biodiversité pour les insectes et les animaux.
Moutonroïde : le robot nettoyeur autonome
Le Moutonroïde de Vitirover est un robot conçu pour l’entretien des sols dans les vignobles, vergers, les fermes photovoltaïques et agrivoltaïques. Alimenté en énergie solaire, ce robot tond l’herbe sans endommager le sol ni utiliser de produits chimiques. Grâce à sa légèreté et à son système de navigation par GPS, il peut évoluer sur des terrains complexes avec une grande précision, y compris sur des pentes allant jusqu’à 15 %. Il coupe l’herbe à moins de 1 cm de tout obstacle, sans endommager les infrastructures, sans risque de collision et sans projections de pierres.
Chaque robot peut couvrir environ 2 hectares de terrain et travaille en essaims, contrôlés par des « bergers virtuels », des techniciens qui surveillent leur progression et interviennent à distance si nécessaire.
L’avenir des robots autonomes dans les fermes solaires est enthousiasmant. Ces technologies garantiront une gestion durable du solaire photovoltaïque tout en diminuant les coûts pour les exploitants. Leur déploiement à grande échelle est-il envisageable ? Cette réponse, nous l’aurons certainement d’ici quelques années !
