La maintenance automatisée des éoliennes présente des avantages
Les pales des éoliennes sont exposées à des conditions environnementales difficiles tout au long de leur vie, ce qui entraîne des défauts tels que des fissures, des délaminations, des dommages dus aux chocs, des décollements et l’érosion du bord d’attaque. L’un des principaux défis réside dans le fait que bon nombre de ces défauts se développent sous la surface de la pale et ne peuvent être détectés de manière fiable par des inspections visuelles classiques ou des relevés effectués à l’aide de drones. «La maintenance est également une activité à forte intensité de main-d’œuvre, coûteuse et qui nécessite souvent que les techniciens travaillent en hauteur», explique Nuno Rego, membre du projet Romain(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) au sein du groupe EDP au Portugal(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Les temps d’arrêt liés aux réparations peuvent entraîner des pertes de production importantes et une augmentation des coûts d’exploitation pour les propriétaires de parcs éoliens.»
Une inspection robotisée des pales d’éoliennes
L’objectif global du projet Romain, financé par l’UE, était de concevoir et de valider un système de maintenance robotisé capable d’inspecter et de réparer les pales d’éoliennes directement sur le terrain. Pour y parvenir, il a réuni des experts en robotique, en exploitation d’éoliennes, en contrôles non destructifs, en intelligence artificielle (IA) et en technologies de réparation des composites. «Les travaux se sont déroulés en plusieurs étapes», explique Nuno Rego. «Tout d’abord, nous avons mis en place une plateforme robotisée capable de grimper et de se positionner sur les pales des éoliennes. Nous avons également mis au point un système d’inspection de pointe permettant de détecter les défauts cachés.» L’équipe du projet a ensuite développé des algorithmes d’IA pour automatiser l’identification des défauts et l’interprétation des données d’inspection, et a conçu des technologies de réparation robotisées. Celles-ci comprenaient l’application automatisée de patchs et des concepts avancés de réparation par soudage. «Nous avons intégré les principaux sous-systèmes au sein d’une plateforme robotique de maintenance unique», ajoute Nuno Rego. «Ces derniers ont été testés dans des laboratoires et des installations d’essai au sein des locaux d’Aerones à Riga, en Lettonie, où un environnement d’essai dédié aux pales a été créé.»
Détecter et réparer les défauts cachés sous la surface
Des essais sur le terrain ont ensuite été menés afin de valider l’ensemble du processus, de l’inspection à la réparation, dans des conditions d’exploitation réelles. Ils ont eu lieu dans les parcs éoliens de La Cabaña et d’El Gramal, en Espagne, exploités par EDP Renewables. Ces essais ont démontré la capacité du robot à accéder aux pales des éoliennes, à les inspecter et à identifier des défauts localisés à l’aide d’une analyse basée sur l’IA. Des réparations par patchs ont été menées à bien sur des éoliennes en service. «L’un des résultats particulièrement importants a été l’utilisation réussie de la shearographie (une technique de mesure par laser) pour détecter des défauts cachés sous la surface qui n’étaient pas visibles avec les méthodes d’inspection conventionnelles», note Nuno Rego. «Ces défauts ont ensuite été confirmés lors d’inspections de suivi réalisées plusieurs mois plus tard.»
Une exploitation réussie dans des parcs éoliens
Romain a démontré que la maintenance robotisée des pales est techniquement réalisable et peut être mise en œuvre avec succès dans des parcs éoliens en service. Les prochaines étapes consistent à améliorer les performances de détection des défauts basées sur l’IA ainsi que la vitesse de traitement, et à perfectionner le système de réparation afin qu’il puisse prendre en charge un plus large éventail de types de défauts. «Nous souhaitons également intégrer d’autres activités de maintenance, telles que la préparation et la finition des surfaces», explique Nuno Rego. «En attendant, nous continuerons à valider la technologie auprès des exploitants de parcs éoliens et à explorer les opportunités commerciales par l’intermédiaire de nos partenaires du projet, notamment Aerones, Tecnalia, Front Technologies et EDP.» En effet, l’équipe du projet estime que cette innovation présente un fort potentiel pour le secteur. Une analyse technico-économique a montré que la maintenance robotisée permet de réduire les coûts d’exploitation, d’augmenter le nombre de réparations effectuées au cours d’une campagne de maintenance, et de limiter les retards liés aux conditions météorologiques. Le projet Romain espère ainsi soutenir la croissance future du secteur des énergies renouvelables en Europe.
