DÉFI DU CLIENT
Le CENER (Centro Nacional de Energías Renovables), également connu sous le nom de Centre national des énergies renouvelables d’Espagne, est spécialisé dans la recherche appliquée et le développement de plusieurs initiatives, dont le développement de la technologie de l’énergie éolienne. Son département de l’énergie éolienne mène des recherches indépendantes afin d’améliorer la fiabilité et l’efficacité globales des turbines éoliennes, et collabore avec certaines des entreprises les plus influentes du secteur mondial de l’énergie éolienne, en pleine croissance.
Les acteurs de l’industrie viennent au CENER parce qu’il possède certaines des infrastructures technologiques les plus avancées au monde. La pièce maîtresse du programme éolien du CENER est son laboratoire d’essais de turbines éoliennes (LEA). C’est une installation unique en son genre par sa taille physique (30 000 mètres carrés), la puissance des équipements qu’elle est capable de tester et la variété des services technologiques qu’elle offre.
Situé à Sangüesa, une petite ville à 40 km de Pampelune, le LEA comprend cinq laboratoires d’essais avancés, dont un consacré aux essais structurels à pleine échelle de pales de rotor allant jusqu’à 100 mètres de long. Le chef du laboratoire d’essai des lames est Asier Oiz Vázquez, qui travaille au CENER depuis la création du centre en 2002, et dans le groupe d’essai des lames depuis 2006.
« Les préoccupations principales de nos clients sont la validation des modèles et la caractérisation des performances des pales de rotor conformément aux normes internationales », a déclaré Oiz. « Ils veulent être sûrs que les tests que nous effectuons fourniront les résultats de haute qualité dont ils ont besoin pour valider la conception de la lame ou obtenir la certification. Dans les deux cas, ils ont besoin d’un service exceptionnel. Ils s’attendent également à ce que nous ayons les meilleurs systèmes de test. C’est notre plus grand défi. »
SOLUTIONS MTS
Pour répondre aux exigences de ses clients en matière de résultats de haute qualité, le laboratoire d’essais de pales du CENER s’appuie sur deux solutions de MTS. Ensemble, ces solutions d’essais de pales d’éoliennes permettent à l’équipe du CENER de réaliser des essais statiques et de fatigue sur des pales de rotor et des poutres (cadres) en grandeur réelle, jusqu’à 100 mètres dans le cas des essais statiques, et jusqu’à 75 mètres dans le cas des essais de fatigue.
Les propriétés physiques sont mesurées pour déterminer les propriétés essentielles de la pale telles que sa masse, la position de son centre de gravité, sa longueur, ses fréquences naturelles, son amortissement, ses formes de mode, sa rigidité et sa distribution des masses.
Des essais statiques sont menés pour charger la pale dans sa condition de charge de conception la plus sévère. La lame est instrumentée de manière à obtenir la courbe de déformation appliquée, la distribution des déformations, la déformation du banc d’essai et la distribution du moment de flexion. Des treuils électriques sont utilisés pour obtenir un chargement précis et coordonné en plusieurs points de traction le long d’une lame.
Les tests de fatigue effectués au CENER prennent en charge les tests accélérés multipoints et multiaxiaux des pales dans les orientations des volets et des bords. La solution d’essai de fatigue MTS applique une charge cyclique automatisée aux pales à la fréquence de résonance pour exciter la pale et obtenir le taux de déformation souhaité. Pour ce faire, il utilise des systèmes IREX (Inertial Resonance Excitation) compacts et économes en énergie, développés à l’origine par MTS et le National Renewable Energy Laboratory (NREL) des États-Unis. Chaque système IREX intègre deux actionneurs hydrauliques MTS à double extrémité, résistants à la fatigue, des roulements latéraux linéaires, un support de tuyau et des masses réglables.
« Toutes nos solutions venant de MTS fonctionnent parfaitement », a déclaré Oiz. « Le système IREX en particulier est très stable. Nous ne l’avons jamais vu tomber en panne. Nous sommes également très satisfaits, car cela permet au CENER d’économiser de l’énergie lors des essais de fatigue, qui peuvent être extrêmement énergivores. »
AVANTAGES CLIENTS
Avec l’aide des solutions de tests MTS, le laboratoire d’essais de pales du CENER permet à ses clients d’effectuer l’intégralité des essais structurels statiques et de fatigue à pleine échelle requis pour la certification à la norme internationale IEC TS 61400-23. Le laboratoire est accrédité par l’ENAC, l’organisme national d’accréditation espagnol, dans le cadre de la norme IEC TS 61400-23.
« Notre laboratoire est relativement récent et possède toutes les dernières technologies, y compris les solutions d’essai de pales d’éoliennes de MTS », a déclaré Oiz. « Lorsque les clients voient que nous disposons de la technologie MTS, ils se sentent à l’aise. Ce nom leur donne l’assurance que l’équipement d’essai fonctionnera de manière fiable. Nous avons réalisé de nombreux essais avec les systèmes MTS, ce qui rend nos clients plus confiants. »
La confiance des clients dans la précision et la fiabilité des solutions de test de MTS et l’engagement continu de MTS à résoudre les problèmes ont conduit à une solide relation de travail entre les deux organisations.
« D’après mon expérience, MTS propose toujours une solution à nos besoins », a confié Oiz. « Dès le début, MTS a voulu comprendre en détail le type d’essais que nous allions réaliser afin de pouvoir développer une solution qui réponde à nos besoins particuliers. Cela continue aujourd’hui. Lorsque CENER a besoin de quelque chose, MTS travaille dur pour répondre à notre demande. Et MTS fournit un excellent service. »
Aujourd’hui, le CENER et MTS continuent de paver la route des essais de pales d’éoliennes en explorant de nouvelles technologies pour simuler plus précisément les environnements d’exploitation réels de structures de pales toujours plus longues.
Selon Oiz, « Des pales plus longues, plus élastiques et les tests de fatigue biaxiale seront les défis des essais de pales d’éoliennes de demain, et MTS semble l’avoir très bien compris. »
