Les défauts des pales de rotor trahis par la chaleur

Posté le 20 March 2009
Tags: Actualités solaire

Pour savoir si la pale de rotor d’une éolienne est encore intacte, ou si elle présente d’infimes bulles d’air, qui s’amplifient et pourraient finalement conduire à une rupture, la thermographie infrarouge détecte rapidement et à faible coût les défauts des matériaux.

Au premier coup d’oeil, la pale de rotor semble impeccable. Cependant, l’expert sait que des considérations extérieures ne peuvent suffire. Il époussette la surface et écoute. Un ton plein, profond indique que le composite est homogène, alors qu’un ton plat et creux signale une instabilité dans le matériau. Certes, en passant simplement la main sur la surface, l’expert peut détecter des clivages ou cavités à proximité de la surface, jusqu’à une certaine taille, mais même un examinateur expérimenté ne peut pas, de cette manière, détecter toutes les erreurs camouflées.

Les pales de rotor sont constituées de matériaux stratifiés, en particulier de fibres optiques tressées : pour constituer une pale de rotor de 60 mètres de long, des centaines de tresses de fibres doivent être déposées et aplanies dans un moule, puis être imprégnées sous vide avec une résine spéciale. De petites irrégularités peuvent ainsi conduire à la formation de bulles d’air ou autres défauts. Lorsque la pale de rotor est exposée aux sollicitations quotidiennes, ces défauts conduisent souvent à des tensions mécaniques dans le matériau. Par conséquent, le composite peut se déchirer, et les pales de rotor craquer de façon prématurée.

Les chercheurs de l’Institut Fraunhofer Wilhelm-Klauditz (WKI) de Brunswick ont réussi à mettre en évidence de tels défauts : “La thermographie infrarouge est bien adaptée pour pallier ce problème, car elle est rapide, relativement peu coûteuse et n’endommage pas le matériau“, selon Dr. Hiltrud Brocke, chef de projet au WKI.

“La surface est chauffée brièvement avec une source rayonnante infrarouge. Une caméra spéciale montre comment le front de chaleur se propage dans le matériau. Si le front rencontre une bulle d’air ou un clivage, il ne peut plus circuler, car la chaleur se propage plus difficilement dans l’air que dans un composite solide“.

Les chercheurs peuvent ainsi examiner l’intérieur du matériau jusqu’à quelques centimètres de profondeur. “Etant donné que le dispositif, constitué d’une source rayonnante infrarouge, d’une caméra et d’une unité centrale de traitement, est mobile, nous pouvons effectuer des mesures pendant la fabrication des pales, à la fin du transport et également sur des éoliennes déjà installées“, ajoute le Dr. Brocke. Au salon technologique de Hanovre (Hannover Messe) qui aura lieu du 20 au 24 avril 2009, les chercheurs montreront leurs techniques sur un morceau de pale de rotor, dans lequel ils auront inséré quelques défauts typiques.