Brevet FR3092628A1 — publié le 20200814

Description Titre de l'invention : Procédé de protection d'éléments d'éolienne [0001] La présente invention concerne un procédé de protection d'éléments d'une éolienne, notamment le mât d'une éolienne qui supporte des pales et un générateur ou aérogénérateur. [0002] La présente invention concerne aussi un dispositif pouvant être mis en oeuvre par le procédé précèdent pour protéger des éléments d'éolienne par des moyens de protection, notamment pour protéger le mât. [0003] La présente invention concerne enfin les moyens de protection permettant, lors de leur mise en oeuvre, de protéger les éléments d'éolienne, notamment le mât. [0004] Par mât on désigne généralement la tour ou le pylône disposé verticalement, de forme tubulaire, dont une extrémité basse est rattachée au sol et dont l'autre extrémité est poursuivie par l'éolienne. [0005] Le mât est un élément essentiel de l'éolienne. [0006] Il doit être suffisamment grand pour que les pales se situent en dehors des per- turbations dues au sol et aux obstacles environnants, le vent y étant plus fort et plus régulier, et pour que les pales ne touchent pas le sol. [0007] Une éolienne étant le siège de vibrations, le mât est soumis à un grand nombre d'oscillations. Sa fréquence propre doit être de plus différente des fréquences de vibrations du générateur et des pales. [0008] Du fait de sa taille et ses dimensions, le mât doit nécessiter peu d'entretien, car les accès sont réduits ou malaisés. En effet, il renferme des câbles qui assurent la liaison au réseau de distribution, et les parois internes doivent être lisses. [0009] Le mât doit de plus être robuste pour résister à des surcharges dues par exemple au givre ou à des contraintes dues à un fonctionnement anormal des pales et. du générateur. Il doit aussi supporter des conditions climatiques éprouvantes, telles que des variations de température, des bourrasques, ou le vieillissement du fait d'une longue exposition aux rayons du soleil. [0010] Enfin, le mât doit présenter une forme étudiée pour limiter la traînée dans l'air. En effet, le passage d'une hélice dans la zone d'écoulement perturbée par le mât provoque une fatigue supplémentaire exercée sur les pales et des vibrations préjudiciables au bon fonctionnement du générateur. [0011] De manière connue, le mât est formé d'une succession de tronçons tubulaires en acier emmanchés les uns après les autres pour former un long tube. Un mât de forme tubulaire est résistant tout en restant léger. Pour améliorer la durabilité du mât, il est connu de peindre les tronçons avec des peintures résistant aux attaques climatiques. [0012] De manière connue, chaque tronçon d'un diamètre donné comporte une extrémité 2 présentant un décroché périphérique poursuivi par une partie d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre de l'autre extrémité du tronçon suivant dans lequel il est configure pour être inséré. Cela permet d'améliorer la cohésion mécanique. Les deux extrémités de tronçons sont alors boulonnées entre elles. Du fait de cette réalisation du décroché, il demeure à l'interface ou à la jonction des deux tronçons une réservation périphérique. Cette réservation périphérique est sujette à de fortes sollicitations mécaniques lorsque le mât oscille. De plus, lors de l'assemblage des tronçons du mât, il arrive que la peinture soit endommagée. Un effet de corrosion cavitairc peut alors débuter dans cette réservation, cc qui peut fragiliser le niât. [0013] Remplir de mastic après assemblage des deux tronçons cette réservation est ardu et incertain, et nécessite une main d'oeuvre coûteuse. De plus, du fait des oscillations du niât et des dilatations cycliques dudit niât du fait de variations de température, sans compter les épreuves climatiques, le mastic vient à durcir et ne protège plus de la corrosion cavitairc. Enfin, une vérification rapide, lors des maintenances, de l'état du mastic est compliquée. [0014] Peindre cette interface ou cette jonction une fois les tronçons assemblés présente les mêmes inconvénients. [0015] Il est aussi connu de souder les deux tronçons ensemble avec un matériau d'apport, de manière à combler cette réservation et remplacer le boulonnage des deux tronçons ensemble. [0016] Dans ce cas, une bande de soudure périphérique est formée sur la jonction ou l'interface des deux tronçons, qui est elle aussi sujette à la corrosion. On doit alors repeindre cette bande de soudure pour la protéger, ce qui présente tout ou partie des inconvénients précités. [0017] Pour finir, le fait d'effectuer un soudage occasionne un vieillissement ou une dé- gradation de la peinture recouvrant les tronçons à proximité de la réservation, ce qui augmente le risque de corrosion de l'acier. [0018] C'est donc dans une volonté d'assurer une protection du mât, notamment au niveau de ses interfaces ou jonctions inter-tronçons, qui soit simple à mettre en oeuvre, performante, et rapide à vérifier, que l'on a imaginé un procédé de protection permettant d'appliquer des moyens de protection spécifiques et adaptés à cette interface ou jonction. De plus, un équipement permettant de mettre en oeuvre facilement des moyens de protection par ce procédé a été imaginé, de même que des moyens de protection spécifiques et adaptés. [0019] La présente invention se veut ainsi de remédier aux inconvénients des solutions existantes, et de proposer une solution alternative. [0020] A cet effet, l'invention concerne un procédé de protection d'éléments d'éolienne, notamment de tronçons tubulaires d'un mât. Avantageusement, ce procédé comporte 3 les étapes suivantes : - on nettoie des tronçons tubulaires d'un mât emhoités l'un dans l'autre, notamment la jonction d'emboitcment desdits tronçons l'un dans l'autre et des zones situées sur les tronçons de part et d'autre de ladite jonction d'emhoitement, - on approvisionne un dispositif d'application de moyens de protection en moyens de protection, - on recouvre au moins la jonction d'emboitemcnt par des moyens de protection configurés pour protéger de la corrosion les tronçons au moins au niveau de la jonction d'emboitement. [0021] Cela permet de protéger de la corrosion les tronçons d'une éolienne, et surtout les jonctions inter-tronçons. [0022] Selon une étape additionnelle de cc procédé, on recouvre la jonction d'emboitement et les zones situées de part et d'autre de ladite jonction d'emboitement par les moyens de protection. [0023] Cela permet d'améliorer la protection apportée, en évitant que de l'humidité ne passe par les côtés des moyens de protection. [0024] Selon une autre étape additionnelle de ce procédé, on recouvre la jonction d'emboitement et les zones situées de part et d'autre de ladite jonction d'emboitement sur au moins 5 centimètres de part et d'autre de la jonction d'emhoitement. [0025] Selon encore une autre étape additionnelle de cc procédé, on utilise des moyens de protection se présentant sous la forme d'une bande adhésive sensible à la pression sur au moins une face. [0026] De tels moyens de protection permettent une application intuitive et aisée. On peut vérifier visuellement la protection et on s'assure ainsi du bon recouvrement de la jonction et des zones proches. [0027] Selon enfin une autre étape additionnelle de ce procédé, on applique la au moins une face adhésive contre les tronçons et/ou la jonction d'emboitement, et l'on exerce une pression d'au moins 400 grarnmes/cm2 de la face adhésive contre les tronçons et/ou la jonction d'emboitement. [0028] Cela permet d'assurer une bonne adhérence. [0029] L'invention concerne également des moyens de protection pour la mise en oeuvre du procédé précité, comportant une ou plusieurs des étapes additionnelles précitées, lesdits moyens de protection consistant en une bande adhésive sensible à la pression sur au moins une face. [0030] Selon une caractéristique additionnelle, ces moyens de protection sont imperméables à l'eau. [0031] Selon une autre caractéristique additionnelle, ces moyens de protection sont im- perméables à la vapeur d'eau. [0032] Selon une autre caractéristique additionnelle, ces moyens de protection sont configurés pour présenter une force de pelage d'un tronçon de mât d'éolienne ou d'une jonction de deux tronçons embolies de mât d'éolienne embolies l'un dans l'autre de plus de 2,5 N/cm 22 heures après application sur le(s)dit(s) tronçon(s) préalablement nettoyé(s). [0033] Cela permet d'assurer un bon maintien de la bande adhésive sur le mât dans le temps. [0034] Avantageusement, les moyens de protection sont configurés pour présenter une force de pelage de plus de 3,5 N/cm 22 heures après collage des moyens de protection sur eux-mêmes. [0035] Cela permet d'assurer un bon maintien de la bande adhésive sur elle-même dans le cas d'un recouvrement de la bande sur elle-même autour du mât. [0036] Avantageusement encore, les moyens de protection présentent un facteur de transmission lumineux supérieur à 80% et un trouble inférieur à 5% selon la méthode ASTM D1003. [0037] Cela permet de limiter l'impact esthétique de la bande sur l'éolienne. [0038] Avantageusement aussi, les moyens de protection sont configurés pour présenter un facteur de transmission lumineux supérieur à 80% et un trouble inférieur à 5% selon la méthode ASTM D1003 après avoir été soumis 700 heures à une machine de vieillissement climatique selon la norme 150 4892. [0039] Cela permet de limiter l'impact esthétique de la bande sur l'éolienne. Cela permet aussi de vérifier visuellement l'absence de points de corrosion sous les moyens de protection. [0040] L'invention concerne de plus un dispositif d'application de moyens de protection, permettant la mise en oeuvre du procédé de protection d'éléments d'éolienne tel que décrit précédemment, ledit dispositif d'application de moyens de protection comportant un dévidoir à adhésif configuré pour dérouler des moyens de protection décrits précédemment. [0041] Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, ce dispositif d'application de moyens de protection comporte des moyens de compression des moyens de protection contre un substrat lors de leur application sur ledit substrat. [0042] Cela permet de simplifier l'application de la bande sur le mât. Cela permet aussi de déposer efficacement la bande adhésive en appuyant dessus avec un seul outil. [0043] Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, ce dispositif d'application de moyens de protection comporte des moyens de guidage du dévidoir. [0044] D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la des- cription qui va suivre se rapportant à des modes de réalisation qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. [0045] La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins joints en annexe et dans lesquels : [0046] [fig.1] est une vue schématisée et en perspective d'une partie d'un mât d'une éolienne ; [0047] [fig.2] est une vue schématisée, partielle et en coupe, d'une jonction à remboitement de deux tronçons constitutifs du mât de la figure 1 ; [0048] [fig.3] est une vue schématisée, partielle et en coupe, d'une jonction à remboitement de deux tronçons constitutifs du mât de la figure 1, ladite jonction ayant été comblée par un métal d'apport de soudage des tronçons entre eux ; [0049] [fig.4] est une vue schématisée, partielle, d'un dispositif d'application de moyens de protection d'une partie de l'éolienne ; [0050] [fig.5] est une vue schématisée d'un rouleau de bande adhésive selon l'invention. [0051] La présente invention concerne le domaine de la protection d'éléments constitutifs d'une éolienne. [0052] Une éolienne comporte un niât 1, comme représenté sur la figure 1. Ce mât 1 comporte au moins deux tronçons 2, 3 emboités l'un dans l'autre au niveau d'une jonction d'emboitement 4. Ces tronçons 2, 3 sont ici de forme générale tubulaire et cylindrique. Ils comportent une paroi périphérique délimitant un espace intérieur INT et un espace extérieur EXT aux tronçons 2, 3, comme illustré sur les figures 2 et 3. [0053] L'emboitement d'une extrémité d'un premier tronçon 2 dans une extrémité d'un deuxième tronçon 3 est rendu possible par le fait que le premier tronçon 2 d'un diamètre donné comporte une extrémité 20 présentant un décroché périphérique 21 poursuivi par une partie tubulaire 22 d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre d'une extrémité 30 du deuxième tronçon 3 dans lequel il est configuré pour être inséré. Les deux extrémités 20, 30 de tronçons 2, 3 sont alors maintenues ensemble par boulonnage. Du fait de l'assemblage des deux tronçons 2, 3 entre eux, il reste une réservation périphérique à la jonction entre les deux tronçons 2, 3, comme illustré figure 2. [0054] Selon un mode d'assemblage alternatif particulier, comme représenté schéma- tiquement figure 3, les deux extrémités 20, 30 de tronçons 2, 3 sont alors maintenues ensemble par soudage, avec apport de matière. Un bourrelet périphérique recouvre alors la réservation périphérique. [0055] Les tronçons 2, 3 sont ici peints. [0056] Afin de procéder à la protection du mât 1, on nettoie les tronçons 2, 3, notamment à la jonction d'emboitement 4 (lesdits tronçons 2, 3 l'un dans l'autre. [0057] Par nettoyage on veut dire un dégraissage, un décapage, un dépoussiérage, un ponçage fin ou toute autre action facilitant un collage ultérieur sur cette partie nettoyée. [0058] On peut aussi nettoyer des zones 5, 6 situées sur les tronçons 2, 3 de part et d'autre de la jonction d'emboitement 4, sur une largeur de zone d'au moins 5 centimètres. 6 [0059] On prend ensuite un dispositif d'application de moyens de protection 7, ici un dévidoir 7, que l'on alimente en moyens de protection 8, en l'occurrence ici de la bande adhésive 8, notamment comportant un adhésif sensible à la pression sur une face 80. [0060] On recouvre ensuite la jonction d'emboitement 4 de bande adhésive 8, de manière à recouvrir la réservation périphérique, la face 80 de la bande adhésive 8 face aux tronçons 2, 3 et à la jonction d'emhoitement 4. On peut aussi recouvrir de bande adhésive 8 l'une ou l'autre ou les deux zones 5, 6 situées sur les tronçons 2, 3 de part et d'autre de la jonction d'emhoitement 4. Ce recouvrement peut se faire sur une largeur d'au moins 5 centimètres de la jonction d'emboitement 4. [0061] La bande adhésive 8 utilisée peut être imperméable à l'eau, à l'humidité et à la vapeur d'eau. En fait, par le terme de « imperméable à la vapeur d'eau » on désigne un taux de perméabilité à la vapeur d'eau inférieur à 5 grammes par mètre carré par 24 heures. [0062] Le recouvrement des tronçons 2, 3 au niveau de la jonction d'emboitement 4 et/ou des zones 5, 6 situées de part et d'autre de la jonction d'emboitement 4 par une bande adhésive 8 permet de les protéger localement de la corrosion. [0063] Dans le cas du mode d'assemblage alternatif par soudage avec apport de matière, on peut poncer le bourrelet de soudage formé au niveau de la jonction d'emhoitement 4 jusqu'à le rendre plat, préalablement à son recouvrement par une bande adhésive 8. [0064] On peut aussi recouvrir le bourrelet de bande adhésive 8 sans ponçage préalable. A ce moment, on recouvre aussi les zones 5, 6 situées de part et d'autre de la jonction d'emboitement 4 pour s'assurer que le bourrelet soit protégé par la bande adhésive 8 de la corrosion. [0065] Afin de s'assurer du bon maintien de la bande adhésive 8 sur le mât 1, notamment si l'adhésif de la bande adhésive 8 est un adhésif sensible à la pression, on exerce une pression d'au moins 400 grarnmes/cm2 de la face adhésive 80 de la bande adhésive 8 contre les tronçons 2, 3 et/ou la jonction d'emboitement 4. [0066] La bande adhésive 8 utilisée peut comporter une bande principale 81 en matière plastique, tel qu'en poly(téréphtalate d'éthylène) appelé communément par son acronyme anglais PET, ou en poly(chlorure de vinyle) appelé communément par son acronyme anglais PVC. Cette bande adhésive peut être entre 100 et 150 micromètres d'épaisseur, pour lui apporter une souplesse tout en lui assurant une résistance satisfaisante au déchirement. De la même façon, la bande adhésive 8 présente des caractéristiques d'étirement longitudinales et transversales lui permettant d'accompagner la dilatation et la rétractation du mât 1 en cas de hausse ou baisse de température. [0067] Cette bande principale 81 est imperméable à l'eau. Avantageusement, elle est im- perméable à la vapeur d'eau. 7 [0068] La face adhésive 80 peut être recouverte d'un adhésif acrylique sensible à la pression. [0069] La bande adhésive 8 est également configurée pour nécessiter une force de pelage de plus de 2,5 N/cm une fois sa face adhésive 80 collée contre un tronçon 2, 3 du niât 1 d'éolienne, ou collée contre une jonction 4 de deux tronçons 2, 3 emboités de mât 1. Cette valeur minimale de force de pelage est obtenue après application selon le procédé de protection décrit ci-avant, notamment après nettoyage du ou des tronçons 2, 3, recouvrement du/des tronçon(s) 2, 3, pression d'au moins 400 grammes/cm2, 22 heures après application sur le(s)dit(s) tronçon(s) 2, 3. [0070] De la même manière, la bande adhésive 8 est configure° pour présenter une force de pelage de plus de 3,5 N/cm une fois sa face adhésive 80 collée sur l'une ou l'autre face de ladite bande adhésive 8. Cette valeur de force de pelage est obtenue, après application de la face adhésive 80 sur l'une ou l'autre face de la même bande adhésive 8, avec une pression d'au moins 400 grammes/cm2, et un temps d'attente de 22 heures après collage. [0071] La bande adhésive 8 présente un degré de transparence satisfaisant, défini par un facteur de transmission lumineux supérieur à 80% et un haze - appelé aussi trouble ou turbidité - inférieur à 5% selon la méthode ASTM D1003. [0072] En fait, la bande adhésive 8 conserve ce degré de transparence, même après avoir été soumise 700 heures au Weather O Meter - appelé aussi machine de vieillissement climatique - selon la norme ISO 4892. [0073] La mise en oeuvre du procédé de protection décrit ci-avant se fait par l'utilisation d'un dévidoir 7, formant un dispositif d'application de moyens de protection 7. Ce dévidoir 7, comme visible sur la figure 4, permet de dérouler la bande adhésive 8 autour du mât 1. [0074] En fait, ce dévidoir 7 comporte de manière connue une structure 70 supportant un premier arbre 71 pivotant autour d'un premier axe virtuel, sur lequel est placé un rouleau de bande adhésive 8. [0075] Ce dévidoir 7 peut comporter aussi un deuxième arbre 72 rattaché à la structure 70 et pivotant autour d'un deuxième axe virtuel parallèle au premier axe virtuel. [0076] Ce deuxième arbre 72 est en un matériau plastique souple tel qu'un polyuréthane et est configure pour comprimer la bande adhésive 8 contre le substrat sur lequel elle est appliquée lors de son déroulement. Ce deuxième arbre 72 forme des moyens de compression 72 des moyens de protection, en l'occurrence la bande adhésive 8, contre un substrat lors de leur application sur ledit substrat. [0077] Le dévidoir 7 peut comporter en outre un troisième arbre 73 rattaché à la structure 70 et pivotant autour d'un troisième axe virtuel parallèle au premier et deuxième axes virtuels. Un disque de guidage 74 est issu radialement de ce troisième arbre 73, ce 8 disque 74 présente une forme complémentaire à la réservation périphérique de la jonction des tronçons 2, 3, formant des moyens de guidage 74 du dévidoir 7. En insérant ce disque 74 dans la réservation périphérique, on guide simplement le dévidoir 7 lors du recouvrement de la jonction d'emboitement 4 par la bande adhésive 8. [0078] Quand la réservation périphérique est comblée par un apport de soudure, on utilise un troisième arbre 73 sans disque de guidage 74, le guidage se faisant alors par l'appui du deuxième arbre 72 et troisième arbre 73 contre le bourrelet de soudure poncé ou non. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7]