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Reliable optimal use of materials for wind turbine rotor blades (OPTIMAT BLADES)

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Aubes de moteurs éoliens plus grandes et plus résistantes

La construction d'aubes de moteurs éoliens requiert un esprit pratique pouvant envisager les petites structures; en effet, de minuscules fissures peuvent s'accentuer avec le temps et finalement causer des défaillances dans l'aube. Le Risoe National Laboratory (le laboratoire national Risoe) a mis au point des outils de modélisation validés afin de parer à cette éventualité.

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La demande concernant les grands moteurs éoliens ne cesse d'augmenter et risque probablement de s'accentuer dans la mesure où les États membres de l'UE tentent de se conformer aux objectifs rigoureux concernant les émissions de dioxyde de carbone. Les fabricants d'aubes se tournent vers les matériaux avancés à base de polymères afin de réduire le poids de l'aube tout en conservant la force nécessaire pour supporter les chargements accrus lui étant imposés. Le cinquième programme-cadre a financé les activités de recherche dans ce domaine au titre du projet OPTIMAT BLADES. Le laboratoire national Risoe (RNL), l'un des partenaires du projet OPTIMAT BLADES très impliqué dans la recherche en matière de sources énergétiques alternatives, a examiné les problèmes de fatigue et de défaillance des composants. Les travaux du RNL se sont basés sur l'utilisation de la méthode des éléments finis (FEM pour Finite Element Methods) et les simulations Monte Carlo afin de modéliser les tensions et les déformations à de très petites échelles. Ces techniques ont permis de calculer la variable interne étatique (ISV pour Internal State Variable) théorique. À l'inverse, les mesures de l'ISV ont été réalisées dans un laboratoire pour divers mécanismes impliqués dans les dégradations (par exemple, la fracture progressive de la fibre). L'interprétation et la comparaison de l'ISV modélisée et mesurée ont été utilisées pour perfectionner l'approche de modélisation de la mécanique à petite échelle. Le RNL a déposé sa demande concernant la protection des droits d'auteur pour ces activités de recherche dans le cadre du projet OPTIMAT BLADES. Cette recherche pourra être utilisée par les fabricants d'aubes en vue de résoudre les défauts de conception et les limitations du matériel durant la phase de prototypage.

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