A des hauteurs vertigineuses : Scan 3D d’une pale d’éolienne

La maintenance des éoliennes et des parcs éoliens en général est un grand défi. Normalement, les éoliennes sont conçues pour fonctionner sur une durée de 20 ans. Au cours de ces 20 années, elles sont soumises à toutes sortes de conditions météorologiques et à de lourdes charges, mais grâce à la technologie d’acquisition moderne et aux modèles numériques avancés, ces conditions peuvent être traitées et même être transformées en une augmentation de la production d’énergie annuelle.

Pour optimiser la production tout au long de leur durée de vie, leurs conditions de fonctionnement doivent être comprises en détail et elles doivent être régulièrement entretenues sur cette base. L’objectif est de contrôler l’usure et d’empêcher la génération de vibrations inattendues et/ou de points faibles qui pourraient compromettre l’intégrité de la structure et des composants de la turbine, tout en maximisant la production d’énergie.

La société espagnole Nabla Wind Power fait partie du groupe Nabla Wind Hub, un fournisseur de services indépendant qui propose des solutions uniques et multitechnologiques pour la prolongation de la durée de vie des parcs éoliens, l’amélioration des performances et l’optimisation de la maintenance.

La numérisation dans des conditions difficiles

En 2020, Nabla Wind Power a été sollicité pour étendre les pales du rotor d’une éolienne afin d’augmenter de 10 % les performances de l’installation existante. Pour ce faire, les derniers mètres d’une pale du rotor ont dû être numérisés afin que l’extension de la pale puisse ensuite être conçue. Dans une première tentative, des scanners laser terrestres ont été utilisés pour la numérisation. Mais Nabla avait besoin de mesures beaucoup plus précises et a donc commencé à chercher une solution alternative pour finalement demander à Creaform Services de l’aider.

Préparation de la numérisation : Grimpeur industriel collant les cibles sur la pale

Le meilleur scanner 3D portable adapté à cette tâche était le HandySCAN 3D | BLACK. Grâce à sa fonction de référencement dynamique, il peut numériser dans des conditions difficiles avec une grande précision. Les vibrations n’affectent pas les résultats et l’incertitude des mesures est bien inférieure au millimètre. Étant donné que la mesure devait être prise directement sur l’éolienne, un ingénieur d’application de Creaform a formé deux grimpeurs industriels de la société Asaken et leur a appris à utiliser le HandySCAN 3D. Ensuite, les grimpeurs sont montés au sommet de l’éolienne à 130 mètres, ont dû sortir de la plateforme et descendre en rappel à 65 mètres au-dessus du sol.

La première chose à faire était de coller des cibles sur les 7 derniers mètres de l’une des pales du rotor. Ces cibles sont utilisées comme points de référence par le HandySCAN 3D. Ensuite, la numérisation a commencé. Pendant que l’un des grimpeurs industriels portait l’ordinateur portable, l’autre manipulait le scanner. Pendant ce temps, l’ingénieur d’application de Creaform contrôlait la numérisation depuis le sol via Teamviewer. À cette hauteur, le vent est toujours un problème et, à plusieurs reprises, c’est devenu tellement venteux que le travail a dû être arrêté en raison de vents violents. De plus, certains problèmes techniques intrinsèques de l’éolienne ont perturbé le processus de numérisation : par exemple, le rotor s’est bloqué et n’a pas pu être amené en position verticale. Mais finalement, la numérisation a été effectuée avec succès.

Le logiciel d’acquisition utilisé était VXmodel, un module de VXelements. Le fichier .stl généré a ensuite été transféré dans CATIA pour la rétro-ingénierie.

Scan dans VXelements avec visualisation du maillage

CAO de la pale du rotor inversée dans CATIA

Le chef des opérations de Nabla, Eder Murga, était très satisfait des résultats : « La gestion des services fournis était très professionnelle, de la part de Creaform et d’Asaken. Malgré les conditions difficiles et les nombreuses interruptions dues au vent violent, toutes les personnes impliquées ont affronté les changements de conditions de façon très flexible et, en fin de compte, nous avons réussi à obtenir des résultats parfaits. Un système de mesure portatif et autoréférencé comme le HandySCAN 3D est le seul moyen d’effectuer une telle mesure dans un environnement difficile.