Contexte
Ces dernières décennies ont été marquées par la baisse du coût actualisé de l’énergie (LCOE) produite à partir de l’éolien. Cette baisse est majoritairement due à la réduction du coût de fabrication des turbines éoliennes. Cependant, pour asseoir cette tendance à la baisse du LCOE, les contraintes liées à l’entretien des turbines éoliennes installées, actuellement ou ultérieurement, doivent être également maîtrisées afin de réduire les coûts d’exploitation, notamment pour l’éolien offshore où les coûts de maintenance sont nettement supérieurs à ceux engagés dans le cadre des opérations sur le marché onshore.
Pour réduite ces coûts de maintenance, le contrôle santé structurel intégré, ou Structural Health Monitoring (SHM) est l’une des voies explorées. En effet, son but est de remplacer la maintenance dite « classique », qui peut être périodique ou systématique, par une maintenance dite « conditionnelle » ou « prédictive », plus efficace et moins coûteuse. Cette nouvelle approche nécessite d’intégrer, à la structure à contrôler, des dispositifs d’instrumentation permettant de suivre son état de santé et de pouvoir détecter à tout moment l’apparition d’endommagements.
L’objectif du projet RIVERS est d’étudier la faisabilité d’une solution de suivi de l’état de santé de la structure composite d’une pale d’éolienne offshore de grande dimension, basée sur la technique de Digital Image Correlation (DIC). Plus particulièrement RIVERS va travailler sur i) le développement d’un système de mesure optique pensé pour s’intégrer à la pale de manière permanente et ii) l’élaboration d’un algorithme de traitement des images permettant de détecter l’apparition des défauts.
La figure ci-dessus présente la zone de mesure sur une pale d’éolienne et le banc d’essai expérimental ainsi que les appareils d’imagerie. La pale en composites de dimension industrielle a été montée sur un large socle en béton servant à la soutenir en porte-à-faux pour un chargement en statique et en fatigue.
Le projet RIVERS est financé par Nantes Métropole dans le cadre de l’Appel à projet WEAMEC « Petits Matériels ».
Ruptures scientifiques et innovation
- Développement d’une solution de monitoring basée sur la technique D.I.C.
- Développement d’une structure de positionnement robotisée de la caméra
- Génération automatique de messages d’alertes
Impact technique et économique attendu
Les résultats du projet doivent permettre à l’industriel d’optimiser et ainsi de réduire les coûts de ses opérations de maintenance en se basant sur les alertes reçues plutôt qu’une maintenance préventive périodique. La technologie développée doit pouvoir être utilisée dans d’autres secteurs industriels.
Dates clés du projet
- Juin 2019 - Lancement du projet
- Septembre 2019 - Définition des défauts à suivre
- Janvier 2020 - Mise au point sur maquette du système de détection
- Septembre 2020 - Résultats d’essais à échelle représentative
- Septembre 2021 - Optimisation du traitement de données
- Octobre 2021 - Fin du projet
Démonstrateur
La solution de monitoring développée dans le cadre du projet sera évaluée lors des essais prévus sur une pale réelle.
Perspectives
Les compétences acquises au cours de ce projet permettront à l’IRT Jules Verne d’offrir des solutions SHM complètes à d’autres secteurs industriels en adaptant cette solution à d’autres contextes et besoins spécifiques.
