Brevet FR2956130A1 — publié le 20110812

Eolienne montée sur un massif d'ancrage. La présente invention est relative aux éoliennes montées sur un massif d'ancrage. Plus particulièrement, l'invention concerne une éolienne comprenant : un mât s'étendant entre une extrémité inférieure et une extrémité supérieure sur une certaine hauteur h supérieure à 20 m, un massif d'ancrage qui est fixé au sol et sur lequel est fixé le mât, une nacelle portée par l'extrémité supérieure du mât, cette nacelle comprenant un rotor portant une hélice. Le document WO-A-2009/152869 décrit une éolienne de 15 ce type. Les massifs d'ancrage des éoliennes de ce type sont généralement des massifs de béton armé coulés dans des puits profonds, par exemple de l'ordre de 15 m, pour pouvoir assurer le contreventement de l'éolienne. Il en 20 résulte que ces massifs sont non seulement d'un prix de revient élevé, mais en outre sont très difficiles et difficiles et coûteux à démanteler en fin de vie de l'éolienne. La présente invention a notamment pour but de 25 pallier ces inconvénients. A cet effet, selon l'invention, une éolienne du genre en question est caractérisée en ce que le massif d'ancrage est une dalle de béton armé s'étendant sensiblement horizontalement et présentant une masse 30 supérieure à 300 tonnes, des dimensions horizontales supérieures à h/10 selon deux directions horizontales perpendiculaires entre elles et une épaisseur comprise entre 1,5 et 3 m. Grâce à ces dispositions, le massif d'ancrage est 35 un ouvrage de surface, plus facile et moins coûteux à 10 réaliser et à démanteler, tout en assurant un contreventement efficace de l'éolienne. Dans divers modes de réalisation de l'éolienne selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - les dimensions horizontales du massif d'ancrage sont supérieures à h/5 selon lesdites deux directions horizontales ; - l'épaisseur du massif d'ancrage est inférieure à 10 2,5 m ; - l'éolienne comporte en outre un châssis de support métallique qui est fixé sur le massif d'ancrage et sur lequel est monté le mât, ledit châssis présentant des dimensions horizontales supérieures à h/10 selon lesdites 15 deux directions horizontales ; - le mât est reliée au châssis par une articulation disposée en une position intermédiaire entre les extrémités inférieure et supérieure du mât, le mât comportant une partie inférieure, située entre 20 l'articulation et l'extrémité inférieure, qui forme contrepoids vis-à-vis de la nacelle et d'une partie supérieure du mât située entre l'articulation et la nacelle, l'éolienne comprenant en outre au moins un actionneur reliant le châssis au mât et adapté pour 25 commander un pivotement dudit mât autour de l'articulation entre une position relevée et une position rabattue ; - ledit actionneur comprend un vérin hydraulique s'étendant sensiblement horizontalement et relié à l'extrémité inférieure du mât ; 30 - le mât est monté pivotant sur deux flasques latéraux par ladite articulation, lesdits flasques latéraux étant fixés sur le châssis et s'étendant verticalement au-dessus dudit châssis, chacun desdits flasques latéraux étant en outre contreventé par une jambe de force qui relie 35 ledit flasque latéral au châssis et qui s'étend selon la première direction à l'opposé du vérin hydraulique à partir dudit flasque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale partielle d'une éolienne selon une forme de réalisation de l'invention, avec son mât en position relevée, - la figure 2 est une vue en perspective du massif d'ancrage de l'éolienne de la figure 1, et - la figure 3 est une vue en perspective du châssis 15 métallique monté sur le massif d'ancrage de la figure 2 pour supporter le mât de l'éolienne. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Comme représenté sur la figure 1, l'invention 20 concerne une éolienne comprenant : un mât de support 1 s'étendant selon un axe longitudinal Zo entre une extrémité inférieure la et une extrémité supérieure lb, ledit axe longitudinal Zo étant parallèle à l'axe vertical d'un référentiel orthogonal (X, 25 Y, Z) dans la position de fonctionnement de l'éolienne, - une nacelle 2 montée pivotante à l'extrémité supérieure du mât de support 1 autour d'un axe vertical Z, un rotor 3 monté rotatif autour d'un axe de rotation R sensiblement horizontal et porté par la nacelle 30 2, le rotor 3 portant une hélice 4 à plusieurs pales 4a adaptée pour faire tourner le rotor en présence de vent en entraînant une génératrice électrique contenue dans la nacelle 2 ou disposée éventuellement vers l'extrémité inférieure du mât (comme enseigné par exemple dans le 35 document WO-A-2009/152869 susmentionné). A titre d'exemple non limitatif, le mât de support 1 peut s'étendre sur une hauteur d'environ 50 à 100 m et sa structure métallique peut par exemple peser d'une cinquantaine de tonnes à une centaine de tonnes (en dehors du contrepoids mentionné ci-dessous), tandis que la nacelle 2 (y compris le rotor 3 et l'hélice 4), peut peser de 50 à 80 tonnes (20 à 60 tonnes sans la génératrice électrique est disposée à l'extrémité inférieure du mât). Le mât de support 1 peut être un mât creux de section par exemple sensiblement circulaire ou autre, ayant une largeur qui peut être de l'ordre de 3 à 4 m dans sa partie inférieure. Le mât 1 est monté pivotant autour d'une articulation 5, par exemple un simple pivot, qui permet un pivotement du mat 1 autour d'un axe horizontal Yo parallèle à la direction Y. Le mat 1 peut ainsi pivoter dans un plan vertical X, Z entre la position relevée représentée sur la figure 1 et une position rabattue (non représentée), comme enseigné dans le document W0-A-2009/152869. L'articulation 5 peut relier le mât 1 par exemple à deux flasques latéraux verticaux 6 qui sont fixés sur un châssis de support métallique 7, lui-même solidaire d'un massif d'ancrage 8 en béton armé, coulé au sol. Le pivotement du mât 1 de l'éolienne autour de l'articulation 5 est commandé par au moins un actionneur, par exemple un vérin hydraulique V1 s'étendant sensiblement horizontalement et reliant le châssis 7 à l'extrémité inférieure la du mât. Ce vérin peut par exemple comporter : un cylindre 10 monté tourillonnant autour d'un axe horizontal Yl parallèle à l'axe Yo, sur un support 11 solidaire du châssis 7, une tige 12 coulissant dans le cylindre 10 et articulée à l'extrémité inférieure la du mât 1. L'extrémité inférieure la du mât peut en outre être dotée d'un contrepoids 13, par exemple tel que décrit dans 35 le document WO-A-2009/152869 susmentionné. Dans l'exemple particulier représenté, la partie inférieure du mât 1 forme un fût 14 éventuellement lesté, qui se prolonge latéralement par un bec 15 dont l'extrémité libre est pourvue d'une articulation 13a autour de laquelle pivote le contrepoids 13 autour d'un axe de rotation Y2 parallèle aux axes Yo, Yl susmentionnés. Le contrepoids 13 peut être commandé en pivotement autour de l'articulation 13a, par un vérin hydraulique supplémentaire (non représenté, mais décrit dans le document WO-A-2009/152869 susmentionné) qui le relie au fût 14. La tige 11 du vérin V1 peut être reliée à ladite articulation 13a en passant sous l'extrémité inférieure la du mât. Le deux flasques latéraux 6 susmentionnés s'étendent verticalement au-dessus du châssis 7 et chacun desdits flasques latéraux est en outre contreventé par une jambe de force 9 qui relie ledit flasque latéral au châssis 7 et qui s'étend à partir dudit flasque en biais vers le bas et selon la direction horizontale X à l'opposé du vérin hydraulique V1. Comme représenté sur la figure 2, le massif d'ancrage 8 est une dalle de béton armé s'étendant sensiblement horizontalement et présentant une longueur L selon la direction X et une largeur 1 selon la direction Y et une épaisseur verticale e. La longueur L et la largeur 1 sont chacune supérieure à h/10, avantageusement supérieures à h/5. Ces deux dimensions peuvent par exemple être comprises entre 12 et 20 m. L'épaisseur e est comprise entre 1,5 et 3 m, avantageusement entre 1,5 et 2,5 m, par exemple de l'ordre de 2m. La surface horizontale du massif d'ancrage 8 est par exemple comprise entre 100 et 300 m2. La masse du massif d'ancrage 7 est supérieure à 300 t, par exemple comprise entre 300 t et 600 t. Le massif d'ancrage 8 est coulé dans une fouille au sol, de façon à affleurer la surface du sol. La surface supérieure du massif d'ancrage 8 peut comporter des platines de support 16 qui servent d'appuis pour le châssis 7, et qui sont traversés par des goujons 17 ancrés dans le massif d'ancrage 8. Ces goujons 17 servent à fixer le châssis 7 par boulonnage. Comme représenté sur la figure 3, le châssis 7 peut être constitué par un assemblage de poutrelles d'acier, comprenant par exemple : - une partie centrale 18, disposée sous le fût 14 du mât et servant à bloquer le contrepoids 13 dans la position relevée du mât, comme décrit dans le document WOA-2009/152869, une partie arrière 19 servant à fixer le support 11 du vérin V1, - deux longerons arrière 20 s'étendant selon la 15 direction X et reliant la partie centrale 18 à la partie arrière 19, - deux longerons avant 21 s'étendant selon la direction X à l'opposé de la partie arrière 19 depuis la partie centrale 18, ces longerons avant 21 étant disposés 20 de part et d'autre de la partie centrale 18 et étant reliés à cette partie centrale par des entretoises 22, chacun de ces longerons avant 21 comportant en outre, vers son extrémité avant, un support 23 pour une des jambes de force 9, 25 et deux longerons latéraux 24 qui encadrent les extrémités arrière des longerons avant 21 et sont reliées à ces extrémités arrière chacun par deux entretoises 25. Lesdits longerons latéraux 24 forment avec les extrémités arrière des longerons avant 21 et les 30 entretoises 25, des structures de support rectangulaires qui supportent chacune un flasque latéral 6. Lesdites structures de support peuvent avantageusement réticulées, par exemple chacun au moyen d'au moins une poutrelle 26 formant une structure triangulaire avec un longeron latéral 35 24 et une entretoise 25. 7 Le châssis peut présenter une longueur L' selon la direction X et une largeur 1' selon la direction Y, et chacune de ces dimensions peut être par exemple supérieure à h/10. REVENDICATIONS1. Eolienne comprenant : - un mât (1) s'étendant entre une extrémité 5 inférieure (la) et une extrémité supérieure (lb) sur une certaine hauteur h supérieure à 20 m, - un massif d'ancrage (8) qui est fixé au sol et sur lequel est fixé le mât (1), - une nacelle (2) portée par l'extrémité 10 supérieure du mât, cette nacelle comprenant un rotor (3) portant une hélice (4), caractérisée en ce que le massif d'ancrage (8) est une dalle de béton armé s'étendant sensiblement horizontalement et présentant une masse supérieure à 300 tonnes, des 15 dimensions horizontales (1, L) supérieures à h/10 selon deux directions horizontales (X, Y) perpendiculaires entre elles et une épaisseur (e) comprise entre 1,5 et 3 m. 2. Eolienne selon la revendication 1, dans laquelle les dimensions horizontales (1, L) du massif d'ancrage sont 20 supérieures à h/5 selon lesdites deux directions horizontales (X, Y). 3. Eolienne selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle l'épaisseur (e) du massif d'ancrage (8) est inférieure à 2,5 m. 25 4. Eolienne selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre un châssis de support métallique (6) qui est fixé sur le massif d'ancrage (8) et sur lequel est monté le mât (1), ledit châssis présentant des dimensions horizontales (1', L') 30 supérieures à h/10 selon lesdites deux directions horizontales (X, Y). 5. Eolienne selon la revendication 4, dans laquelle le mât (1) est reliée au châssis (8) par une articulation (5) disposée en une position intermédiaire entre les 35 extrémités inférieure (la) et supérieure (lb) du mât, lemât comportant une partie inférieure, située entre l'articulation et l'extrémité inférieure (la), qui forme contrepoids vis-à-vis de la nacelle (2) et d'une partie supérieure du mât située entre l'articulation (5) et la nacelle (2), l'éolienne comprenant en outre au moins un actionneur (Vl) reliant le châssis au mât (1) et adapté pour commander un pivotement dudit mât autour de l'articulation (5) entre une position relevée et une position rabattue. 6. Eolienne selon la revendication 5, dans laquelle ledit actionneur comprend un vérin hydraulique (Vl) s'étendant sensiblement horizontalement et relié à l'extrémité inférieure (la) du mât. 7. Eolienne selon la revendication 6, dans laquelle le mât est monté pivotant sur deux flasques latéraux (6) par ladite articulation (5), lesdits flasques latéraux étant fixés sur le châssis (7) et s'étendant verticalement au-dessus dudit châssis, chacun desdits flasques latéraux étant en outre contreventé par une jambe de force (9) qui relie ledit flasque latéral au châssis (7) et qui s'étend selon la première direction (X) à l'opposé du vérin hydraulique (Vl) à partir dudit flasque.