Brevet FR2443591A1 — publié le 19800704

La présente invention concerne une pale mixte pour hélice d'aérogénérateur. On utilise déjà couramment des pales d'hélice d'aérogénérateur en alliage d'aluminium filé, obtenues par exemple au moyen d'une filière, et à partir d'une pâte de l'alliage considéré. Leur résistance à la corrosion et a l'érosion ainsi que leur prix sont tout à fait acceptables, et la précision avec laquelle elles sont fabriquées est très bonne. Ce dernier avantage est même d'une grande importance puisque les pales d'aérogénérateur doivent avoir, à leur extrémité, de bonnes caractéristiques aérodynamiques et un bon équilibrage mécanique. Toutefois, et bien que leur légèreté, comme cela est souli gné cl--dessus, ne soit pas un handicap pour la rigidité et la résistance de leur extrémité utile,même dans le cas de faible corde relative, de telles pales présentent néammoins un inconvénient, à savoir leur résistance insuffisante au niveau de leur emplanture. On pallie aujourd'hui cet inconvénient des pales en alliage d'aluminium en recourant à certains artifices. C'est ainsi qu'on a proposé de les haubaner. On a aussi proposé de les encastrer dans des pièces évolutives, ou encore, en ne considérant que leur partie utile, de les assembler à de telles pièces évolutives. Mais il s'agit là de solutions lourdes. La présente invention vise donc à procurer des pales à partir d'un alliage d'aluminium., dont la zone d'emplanture, puisse effectivement supporter les contraintes auxquelles les pales d'aérogénérateur sont, dans cette zone-? généralement soumises. A cet effet, la présente invention concerne une pale-- mixte d'hélice d'aérogénérateur, comprenant une armature métallique formant au moins la partie aérodynamique utile de la pale et une emplanture à section volutive caractérisée par le fait que l'armature métallique est enveloppée au niveau de son emplanture par une succession de couches d'un matériau de renforcement disposées les unes à la suite des autres le long de l'armature, la longueur autour de l'armature de ces couches successives augmentant régulièrement vers l'extrémité d'emplanture de l'armature, opposée à son extrémité utile. Grâce à l'invention, l'emplanture à section évolutive de la pale est obtenue très simplement, sans assemblage difficile en véritable encastrement. Dans une forme de réalisation préférée de la pale de l'invention, l'armature métallique est donc en alliage d'aluminium, et le matériau de renforcement de l'emplanture, dans ce cas, est avantageusement un stratifié verre-résine. Selon l'invention, on forme de préférence les différentes couches successives de l'emplanture à partir d'une feuille par exemple trapézoidale, dont la grande base s'étend le long de l'armature depuis son extrémité d'emplanture, opposée à sl'ex- trémité utile de la pale. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux formes de réalisation de la pale de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue schématique de profil d'une première forme de réalisation de la pale de l'invention, avec son emplanture; - la figure 2 est une vue schématique de profil de la pale de la figure 1, avant la réalisation de son emplanture, la pale posée sur sa feuille de renforcement d'emplanture - la figure 3 est une vue schématique de profil d'une deuxième forme de réalisation de la pale de l'invention, avec son emplanture, comprenant une pièce à section évolutive, et - la figure 4 est une vue schématique de profil de la pale de la figure 3, avant la réalisation de son emplanture, la pale posée sur sa feuille de renforcement d'emplanture, avec la pièce évolutive. Les figures 1 et 2 représentent une pale 1 d'hélice d'aérogénérateur classique. Elle comporte une armature métallique 2, en l'occurrence en alliage d'aluminium filé. Cette armature 2, qui s'étend sur toute la longueur de la pale, présente une partie aérodynamique utile 3 et une partie d'emplanture 4. La partie d'emplanture 4 de l'armature 2 est enveloppée par une feuille tra pézoXdale rectangle 5 d'un matériau de renforcement, en l'occurrence un stratifié verre-résine s'adaptant bien à un alliage d'aluminium. L'enroulement de la feuille 5 autour de la partie 4 de l'armature 2 s'effectue de la manière suivante. On dispose, selon la figure 2, l'armature 2 le long de la grande base 6 de la feuille 5, l'extrémité d'emplanture 7 de l'armature 2 au niveau du côté 8 de la feuille 5, et on enroule la feuille 5 pour obtenir l'emplan- ture à section évolutive 9 illustrée sur la figure 1.On obtient ainsi, autour de la partie d'emplanture 4 de l'armature 2 une succession de couches 10, 10', 10', ... de stratifié verre-résine, disposées les unes à la suite des autres le long de la partie 4 de l'armature 2, la longueur de ces couches successives augmentant régulièrement vers l'extrémité d'emplanture 7, opposée à l'extrémité Il de la partie utile de la pale 1, la longueur de la première couche 10 étant égale à celle du côté 8 de la feuille 5. On obtient ainsi une zone d'emplanture dont la section augmente vers l'extrémité 7 de la pale, cette épaisseur croissante de stratifié verre-résine conférant à l'emplanture de pale une résistance convenable pour supporter les contraintes mécaniques voulues, sans avoir eu à recouvrir la partie utile 3 de--la pale 2 d'un revêtement destiné à en augmenter la résistance. L'emplanture de l'invention ressemble à une partie d'arma tureencastrée dans une pièce à section évolutive, l'opération d'encastrement étant toutefois remplacée, dans le cadre de l'invention, par un simple bobinage. La forme de réalisation 20 de la pale de l'invention représentée sur les figures 3 et 4, sur lesquelles les mêmes références désignent les mêmes éléments que sur les figures 1 et 2, est analogue à celle des figures i et 2, aux différences près que l'emplanture i comporte une partie 4 de l'armature 2 et-une pièce à section évolutive 12, par exemple une partie du pied associé à la pale, et que la feuille 13 de renforcement, en stratifié verrerésine, quoique trapézoidale, n'est plus un simple trapèze rectangle. L'augmentation progressive de la section de l'emplanture, autour de la partie 4 de l'armature 2, est réalisée, dans ce cas, avec la partie triangulaire 14 de la feuille 13, présentant un côté 18. Les couches successives disposées autour de l'armature 2 ont une longueur augmentant jusqu'à la longueur de la diagonale 15 de la feuille 13, disposée, au début du bobinage, perpendiculai- rement à l'armature 2, au niveau de son extrémité 7. On notera que la diagonale 15 du trapèze 13 est confondue avec un côté du triangle 14. L'emplanture a une section constante autour du pied de pale 12, grâce à la valeur décroissante depuis l'extrémité 22 du pied 12 adjacente à l'armature 2, de la longueur des couches de stratifié disposées autour du pied 2, et réalisées avec la deu xième partie triangulaire 16 de la feuille 13 présentant un côté 19. La longueur de ces dernières couches décroît depuis la longueur de la diagonale 15 perpendiculaire aux côtés 18 et 19. On remarque donc que la partie 16 de la feuille 13 vient occuper l'espace complémentaire du pied de pale 12 formé sur la base 17 de ce pied de pale. La base 18 de la feuille 13 a une longueur égale à la hauteur de la partie d'emplanture 4 de l'armature 2, le long de laquelle elle stétend, et la base 19 a une longueur égale b la hauteur du pied de pale 12, le long duquel elle s'é- tend. Dans cette forme de réalisation, l'armature 2 de la pale et son pied de pale 12 sont assemblés d'une façon très simple par bobinage d'un stratifié verre-résine, qui vient simultanément renforcerila résistance de 1 'emplanture ainsi réalisée. REVENDICATIONS 1.- Pale mixte d'hélice d'aérogénérateur, comprenant une armature métallique formant au moins la partie aérodynamique utile de la pale, et une emplanture à section évolutive, caractérisée par le fait que l'armature métallique est enveloppée au niveau de son emplanture par une succession de couches d'un matériau de renforcement disposées les unes à la suite des autres le long de l'armature, la longueur autour de l'armature de ces couches successives augmentant régulièrement vers l'extrémité d'emplanture de armature, opposée à son extrémité utile. 2.- Pale selon la revendication 1, dans laquelle lesdites couches d'un matériau de renforcement sont obtenues à partir d'une feuille trapézoldale enroulée autour de l'armature. 3.- Pale selon la revendication 2, dans laquelle ladite armature s'étend sur toute la longueur de la pale, et ladite feuille est un trapèze rectangle dont la grande base s'étend le long de l'armature depuis son extrémité d'emplanture. 4.- Pale selon la revendication 2, dans laquelle ladite armature est assemblée, par son extrémité d'emplanture, à une pièce dont la section augmente régulièrement depuis son extrémité adjacente à l'armature, l'une des bases de ladite feuille trapézol- dale s'étendant le long de armature, l'autre base s'étendant et le long de ladite pièce e adite pièce étant enveloppée par une succession de couches dudit matériau de renforcement disposées les unes à la suite des autres le long de la pièce, la longueur, autour de la pièce, de ces dernières couches successives diminuant régulièrement depuis l'extrémité de la pièce adjacente à l'armature. 5.- Pale selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite armature est en alliage d'aluminium filé. 6.- Pale selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit matériau de renforcement est un stratifié verre-résine.