Projets d'instrumentation
Objectifs
- Disposer d’instrumentations sur ouvrages réels
- Mettre en place une base de données de mesures partagée
Projet d’instrumentation de la fondation d’une éolienne (Valorem) à Saint Hilaire de Chaléons
MOSIWIND: MOnitoring of Structural Integrity of an onshore WIND turbine’s slab foundation and tower
Nature du projet : instrumentation de la dalle de fondation et du mât d’une éolienne terrestre pour la surveillance de sa santé structurale
Dates / Durée : début juillet 2015
Soutenu par la société VALOREM qui met à disposition l’une de ses éoliennes et par ses filiales qui assurent l'assistance technique sur le projet. Projet commun entre différents partenaires ligériens.
Contexte et enjeux
Aujourd’hui, une large part des éoliennes en service ont entre 10 et 20 ans. Les gestionnaires des parcs éoliens réfléchissent dès à présent à prolonger leur durée de vie au-delà de celle pour laquelle elles ont dimensionnées (entre 20 et 25 ans). Pour des raisons de sécurité évidentes, ils devront démontrer grâce à des inspections et des données opérationnelles que la probabilité annuelle de défaillance des composants structurels (moyeu, pales, nacelle, mat, fondation) est encore acceptable, compte tenu de l’historique de l’éolienne (chargements extrêmes, endommagements, maintenance …). Or ces éléments, et en particulier la fondation, ne sont pas facilement accessibles. C’est pourquoi, la mise en place d’une instrumentation dès la fabrication de l’éolienne doit permettre de disposer de données opérationnelles en continu pendant toute la durée de vie de l’éolienne.
Objectifs de l’expérimentation
C’est dans ce contexte et avec les enjeux décrits précédemment qu’un projet d’instrumentation d’une éolienne terrestre (MOSIWIND) a récemment été lancé en région Pays de la Loire. Il vise à expérimenter sur le long terme, en conditions réelles et sous sollicitations ambiantes des capteurs et des méthodes d’analyses pour la surveillance de l’état de santé structurale de la fondation (socle en béton : 20m de diamètre, 3,85m de hauteur maximale, 450m3 de béton, 48T de ferraillage) et du mat (78m) d‘une éolienne terrestre de 2MW. MOSIWIND permet également aux laboratoires membres du Gis Lirgec de disposer d’un « benchmark » accessible pour monter en compétence sur l'instrumentation et le monitoring en continu de futures structures offshores.
Description de l’instrumentation
La fondation est instrumentée par différents types de capteurs qui ont été fixés sur le ferraillage du socle en béton avant coulage. Il s’agit d’une part de capteurs commerciaux - capteurs à fibre optiques (extensomètres et fibres optiques « continues »), thermocouples et accéléromètres – et d’autre part d’un capteur innovant de mesure 3D de déformation (capteur « Sentinel », brevet BFF120364GC, 2013) développé par le laboratoire GeM. Le mat est quant à lui instrumenté par des accéléromètres placés à différentes hauteurs. Avec ces différents capteurs, nous souhaitons appliquer et tester des méthodes vibratoires (algorithmes de traitement d’analyse modale développés par l’équipe I4S - équipe commune entre le laboratoire SII de l’Ifsttar et l’Inria) combinées à des techniques de mesures de déformation par fibres optiques (mesures réparties par fibre optiques, extensomètres) pour le suivi de l’intégrité de la structure et la détection et la localisation d’endommagements. Ainsi, les données collectées serviront d’une part à suivre les évolutions de comportement dynamique de la structure pour vérifier qu’ils restent dans les limites fixées lors de la conception et d’autre part à détecter d’éventuels endommagements pouvant être critiques pour la sécurité de la structure.
Déroulement du projet
MOSIWIND a démarré en septembre 2015 par la pose des capteurs dans la fondation. Ensuite, au premier semestre 2016, l’éolienne a été montée et mise en service. La mise en place des instruments de mesures, l’instrumentation du mat et le début du monitoring est prévu en octobre/novembre 2016.
Collaborations et financement
MOSIWIND est un projet commun entre le laboratoire SII (Structure et Instrumentation Intégrée) de l’IFSTTAR, le laboratoire GeM (Université de Nantes, ECN et CNRS) et le CSTB. Il est soutenu la société VALOREM qui met à disposition l’une de ses éoliennes et par ses filiales qui assurent l'assistance technique sur le projet. MOSIWIND est financé par le GIS LiRGeC dans le cadre de l’action MAG2C (Mesures Essais Auscultation pour le Génie Civil et la Construction).
Projet instrumentation Pont Eric Tabarly
IFSTTAR laboratoires SII/I4S
- Méthodes vibratoires et thermiques
- Expérimenter sur un ouvrage d’art réel les outils et méthodes,
- Qualifier les appareils en condition réelle sur le long terme,
- Appliquer différents algorithmes de traitement vibratoire et thermique,
- Valider les outils de surveillance et de détection automatique
- Disposer d’un «benchmark» accessible
- Expérimenter les méthodes de couplage vibratoire/thermique
- Robuste aux changements de température
- Structure «simple» permettant la reconstruction thermique