Le Cetim, centre d'expertise mécanique français labellisé Carnot, a mis en place un nouveau banc d'essai reproduisant la chaîne cinématique d'une éolienne à l'échelle 1/100e en termes de puissance et fonctionnant à vitesse variable. L'objectif de ce banc est de développer des outils de maintenance prédictive pour les éoliennes.
Sur ce marché en plein développement, la fiabilité des équipements constitue un enjeu majeur. En effet, du fait des conditions particulières d'exploitation (chaîne cinématique complexe pour la surveillance, conditions de fonctionnement aléatoires et sévères en termes de température ou d’accessibilité, faible rigidité de l'ensemble, etc.), toute casse ou défaillance génère en effet des coûts très importants.
Afin d’assurer une maintenance prévisionnelle de ce type d’équipement, le Cetim a développé des outils permettant de surveiller en temps réel l’état de santé d’une machine tournante, l'objectif étant de prévoir la durée de vie résiduelle des équipements en prenant en compte le cumul de charge et l’environnement vibratoire. Il s’agit de détecter au plus tôt les défauts par l’analyse des signaux de vibrations et d'émission acoustique, puis de fusionner l’information avec l’estimation de la durée de vie.
Le banc d’essai conçu par le Cetim reproduit la chaîne cinématique d'une éolienne à l'échelle 1/100e en termes de puissance, qui fonctionne à vitesse variable avec un moteur à chaque extrémité. L'un sert à simuler le vent qui entraîne l'hélice, l'autre représente la génératrice. Entre les deux moteurs, on trouve le palier principal avec un roulement qui reprend les efforts axiaux et radiaux dus aux sollicitations du vent sur les pales et au poids propre de l'hélice. Le dispositif comporte un multiplicateur de rapport 1/100 à deux étages avec un train épicycloïdal et un train à arbres parallèles.
Les essais menés sur le banc visent à dégrader les éléments mécaniques tels que les roulements, les arbres de transmission, le multiplicateur. Et ce afin de mieux connaître la durée de vie résiduelle de ces composants, et progresser dans la détection vibratoire et par émission acoustique des défauts. Le banc va ainsi permettre de définir l’instrumentation adaptée à un environnement sévère, de développer des méthodes de traitement du signal robustes pour détecter des défauts en conditions réelles de fonctionnement à vitesse variable, et enfin de fusionner les données issues des différents capteurs pour les intégrer dans un système de surveillance de l’équipement afin de le rendre autonome et intelligent.
Des essais sont d'ores et déjà réalisés sur ce banc dans le cadre des projets Adeolys, Kastrion et Supreme.
