Senvion, Contrôle au cœur des éoliennes

10 novembre 2015, l’arbre de transmission d’une éolienne du champ de Ménil-la-Horgne, 12dans la Meuse, casse en pleine nuit. Le rotor et les trois pales s’écrasent au pied du mât. Pour WPD Windmanager et Senvion, l’exploitant et le constructeur des machines, deux priorités s’imposent : comprendre ce qui s’est passé et s’assurer que ce type d’avarie ne se reproduira pas sur les 6 autres éoliennes du champ… et potentiellement sur près de 400 installées partout dans le monde ! Confiée au Cetim, une analyse de défaillance du composant brisé ne tarde pas à dévoiler la cause du sinistre : des inclusions de résidus du moule réfractaire utilisé pour sa fabrication ont entraîné une fragilité au cœur de l’arbre. Senvion et le Cetim se lancent alors dans le codéveloppement d’une méthode de contrôle permettant de détecter et de dimensionner ce type de défaut dans les arbres des autres machines. Avec une difficulté majeure : pas question de démonter, les mesures doivent être réalisées in situ, à 85 mètres au-dessus du sol. Défi relevé ! Ensemble, ils mettent au point un contrôle par ultrasons multiéléments qui délivre des « vues 3D » de chaque arbre. Ce travail d’imagerie ultrasonore permet ensuite d’évaluer la nocivité d’un éventuel défaut et de décider de la poursuite de l’exploitation, du remplacement de la pièce ou du suivi de la machine. À Ménil-la-Horgne, les contrôles réalisés ont permis d’autoriser la reprise de l’activité du champ en octobre 2016, moyennant un suivi régulier de certaines machines. Optimisé et automatisé, le système développé est actuellement utilisé pour le contrôle systématique de parcs installés en France, en Belgique, en Allemagne, en Italie, en Hongrie, et bientôt, peut-être, dans d’autres pays du monde.

Source : Cetim, Cetim Rapport annuel 2016, page 43

Surveillance en service des éoliennes

Les éoliennes au banc d’essai.

20 % de l’énergie consommée devrait provenir des énergies renouvelables d’ici à 2020. Selon les projections du Grenelle de l’environnement, la moitié de cette énergie devrait être fournie par l’éolien. Autant dire que la fiabilité des équipements constitue un enjeu majeur. Qui plus est, la moindre casse ou défaillance génère des coûts très importants. Un fait qui s’explique par les conditions particulières d’exploitation (chaîne cinématique complexe pour la surveillance, conditions de fonctionnement aléatoires et sévères en termes de température ou d’accessibilité, faible rigidité de l’ensemble, etc.). Le Cetim a donc décidé de développer des outils permettant de surveiller en temps réel l’état de santé d’une machine tournante afin d’assurer une maintenance prévisionnelle de ce type d’équipement. En s’appuyant sur les développements des grands projets mécatroniques* (Adeolys, Kastrion, Supreme), il s’agit de définir les moyens permettant de prévoir la durée de vie résiduelle des équipements en prenant en compte le cumul de charge et l’environnement vibratoire. Les défauts et dysfonctionnements seront ainsi détectés au plus tôt… et l’information devra ensuite être fusionnée avec l’estimation de la durée de vie. Pour parvenir à ce résultat, le Cetim a conçu et réalisé un banc d’essai qui reproduit la chaîne cinématique d’une éolienne à l’échelle 1/100e  en termes de puissance et qui fonctionne à vitesse variable. Ce banc comporte un moteur à chaque extrémité. L’un sert à simuler le vent qui entraîne l’hélice, l’autre représente la génératrice.

*Le banc d’essai est ainsi déjà utilisé pour mener à bien trois projets.

  1. Adeolys. Projet destiné aux essais d’endurance.
  2. Kastrion. Programme axé sur la validation d’un nouveau système de surveillance.
  3. Supreme. Action destinée à la création de nouveaux outils de maintenance prédictive.

Pour plus d’information rendez-vous sur le site du Cetim où contactez le service Question-Réponse