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Productions de grandes tours éoliennes à moindre coût

Des scientifiques financés par l'UE ont développé une technologie plus efficiente pour une production plus rapide et meilleure de brides de jointement des sections de tours de turbines éoliennes. La voie proposée offre des économies significatives de presque 17 %.
Productions de grandes tours éoliennes à moindre coût
Les brides, produites par un petit nombre de constructeurs dans le monde, sont forgées, ce qui prend du temps et coûte cher. Les produire d'une autre manière nécessite de nouvelles techniques et une meilleure compréhension du processus.

Le projet RINGMAN («Offshore wind turbine towers – A quicker, cheaper flange supply route»), financé par l'UE, a été lancé pour trouver une autre méthode de fabrication à l'aide de tôles métalliques laminées à froid. Il fallait pour cela disposer d'un nouveau canon et système de soudure à électrons, ainsi que de nouvelles normes de qualité et sécurité pour les flasques fabriqués.

Les chercheurs ont d'abord esquissé une directive pour les brides forgées, puis développé des modèles pour mieux comprendre les contraintes et les performances de fatigue des brides avant de commencer à les fabriquer. Ils les ont utilisés pour définir un seuil de qualité pour la taille des défauts dans les brides fabriquées.

Les partenaires de RINGMAN ont utilisé un processus de soudure par faisceau d'électrons (EB) à pression réduite pour raccorder les extrémités des anneaux roulés à section rectangulaire en acier carbone-manganèse. L'équipement EB requis pour des soudures épaisses de brides rapides et fiables a produit une puissance de faisceau de 60 kW. Il ne nécessitait pas de matériel de remplissage et a réalisé des soudures de 130 mm en une seule passe à une vitesse de travail de 100 mm/min.

Le projet a développé une procédure de traitement thermique post-soudage pour restaurer la microstructure du matériau et obtenir une microstructure à grain fin non discernable dans le matériau de base. Pour détecter la taille des défauts dans les différentes zones de la bride, les chercheurs ont utilisé une combinaison de détection de défauts de surface et de méthodes d’essais à ultrasons.

Le composant de la bride de démonstration a été examiné pour déterminer la qualité de la soudure. La technologie de soudure EB, le traitement thermique post-soudage et l'élément de bride usiné répondaient tous aux exigences du rapport de critères d’acceptation.

Le processus de fabrication mis au point par RINGMAN devrait réduire le coût des brides pour éoliennes. Il devrait aussi renforcer la compétitivité européenne sur le marché mondial des éoliennes.

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Mots-clés

Tour de turbine éolienne, brides, tôle métallique laminée, faisceau d'électrons