À l’écoute des défauts et des failles dans la transmission des éoliennes
La transmission est le moteur d’une éolienne, il contient la boîte de vitesses et le générateur, soit les composants nécessaires à la conversion de la rotation des pales (couple) en électricité. Bien que les vibrations soient normales dans la plupart des machines rotatives, des niveaux excessifs peuvent endommager les composants et sont généralement un indicateur précoce de défaillance de la machine. Le projet CMDrive(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a développé un système de surveillance des éoliennes sophistiqué permettant de réduire considérablement la durée d’immobilisation requise pour la maintenance préventive. «ACMWind est le premier système de surveillance non intrusif disponible sur le marché qui utilise un capteur acoustique pour détecter rapidement les défauts dans les composants de la transmission des éoliennes», note la coordinatrice du projet Natalia Fernandes. Ce système fiable et compact avertit les opérateurs des éoliennes des dommages potentiels avant qu’ils ne soient trop importants et qu’ils ne nécessitent une immobilisation prolongée des turbines.
Un système sensible au son
ACMWind inclut un microphone qui écoute et mémorise les modèles de bruit générés par les machines. Ce capteur acoustique est capable de détecter le son émis par les différents composants de la transmission, y compris le roulement principal, la boîte de vitesses et le générateur. Les vibrations de tous les composants rotatifs dans la nacelle sont détectées via le bruit généré dans l’air environnant. Un outil de traitement du signal permet de différencier le son d’une pièce défectueuse. Le logiciel reconnaît automatiquement la signature de l’état de la structure de chaque composant surveillé en analysant la fréquence et le délai des réponses acoustiques. Les opérateurs peuvent également utiliser l’historique quantitatif de l’intégrité structurelle des composants de la machine pour estimer le temps restant jusqu’à la panne. Les essais de terrain menés dans deux pays ont démontré avec succès la capacité de ACMWind à identifier plusieurs modes de défaillance dans le spectre de fréquence. En particulier, ACMWind a détecté les signatures de fréquence de vibration de quatre accéléromètres installés sur le roulement principal, la boîte de vitesses et le générateur des éoliennes avec un seul microphone installé dans la nacelle.
Bon marché, non intrusif et facile à installer
Les propriétaires de parcs éoliens investissent de plus en plus dans des solutions pour éviter les pannes plutôt que de maintenir l’éolienne en service jusqu’à la panne. L’analyse des vibrations, les émissions acoustiques ou les analyses de résidus d’huile sont parmi les solutions généralement mises en œuvre pour détecter les défauts des composants des éoliennes. Et Natalia Fernandes de continuer: «Les systèmes de surveillance de l’état structurel actuellement disponibles sur le marché sont intrusifs et présentent donc des difficultés lors de leur processus d’installation. De telles modifications affectent en outre la garantie initiale des composants de la transmission.» Les systèmes de surveillance de l’état structurel sont souvent calibrés en fonction des machines du fabricant et ne peuvent donc pas être adaptés aux exigences spécifiques des éoliennes de chaque opérateur. Ils déclenchent en outre souvent des fausses alarmes ou ne préviennent les opérateurs que lorsque le composant est très proche d’une panne irrémédiable. «ACMWind est un système innovant révolutionnant la manière dont la surveillance des éoliennes est effectuée, on passe en effet d’un processus intrusif à un processus sans contact», explique Natalia Fernandes. Le coût du produit est largement inférieur au coût des systèmes commerciaux en raison du microphone employé qui est peu coûteux par rapport aux accéléromètres largement utilisés sur le marché. Ce dispositif novateur est conforme aux normes de l’Agence européenne pour la sécurité et la santé au travail(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) destinées à garantir une exploitation et une maintenance plus efficaces, et à augmenter la probabilité de détection des défauts des éoliennes. Son installation est également assez simple et facile car elle requiert moins de composants.
