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Timestamp: 2018-11-14 22:53:48+00:00
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FR2827015A1 - Wind offshore and construction PROCESS - Google Patents
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FR2827015A1
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FR0108977A
FR2827015B1 (en )
Jean Paul Gregoire
Edmond Coche
Christophe Portenseigne
Bouygues Offshore SA
The invention concerns wind turbines installed on an offshore site, particularly at sea, support structures forming part of the wind turbines, and methods for making and installing said wind turbines. The technical field of the invention is the manufacture, transport and installation of wind turbines producing electric power, more particularly offshore and in large numbers, to form fields of wind turbines. The inventive wind turbine (1) comprises a wind-driven motor (4b, 4c) and a telescopic extensible support or mast supporting the motor, and a gravity base (2) supporting the support or mast.
Eolienne offshore et son procédé de construction Offshore wind turbine and its construction method
La présente invention est relative aux éoliennes installées au large des côtes, en particulier en mer, aux structures de support faisant partie de ces éoliennes, et aux procédés de fabrication et d'installation de ces éoliennes. The present invention relates to wind turbines offshore, in particular at sea, supporting structures forming part of the turbines and to manufacturing processes and installation of these turbines.
Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication, du transport et de l'installation d'éoliennes de production d'énergie électrique, plus particulièrement d'éoliennes offshore de très grande capacité, destinées à être installées en mer, plus particulièrement au large des côtes et en grand nombre, pour former des champs d'éoliennes. The technical field of the invention is that the manufacturing, transportation and installation of wind turbines for producing electrical energy, especially offshore wind, large capacity, to be installed at sea, particularly offshore and in large numbers to form wind farms.
Alors que des moteurs à vent terrestres sont construits depuis plusieurs siècles, la construction d'éoliennes en mer est beaucoup plus récente. While terrestrial wind motors are built for several centuries, the construction of offshore wind is much more recent.
Une éolienne moderne, tant terrestre que marine, comporte généralement un moteur à plusieurs pales et à axe horizontal, ainsi qu'un générateur électrique accouplé au moteur, qui sont fixés à l'extrémité supérieure d'un support allongé verticalement tel qu'un mât ou pylône. A modern wind turbine, both land and sea, generally comprises a motor and a plurality of blades with a horizontal axis, and an electrical generator coupled to the motor, which are attached to the upper end of a vertically elongate support such as a mast or pylon.
Dans le but de diminuer le coût de l'énergie éolienne et d'augmenter le rendement des générateurs, on fabrique des générateurs de plus en plus puissants que l'on installe de façon groupée pour former un champ ou ferme éolien (ne). In order to reduce the cost of wind energy and increase the efficiency of the generators, it manufactures generators more powerful which is installed as a group to form a field or wind farm (do).
L'augmentation de la puissance d'un générateur éolien s'accompagne notamment d'une augmentation de sa masse ainsi que de la hauteur de la structure le supportant. Increasing the power of a wind generator is accompanied including an increase in its mass and the height of the supporting structure.
L'invention s'applique particulièrement, c'est-à-dire non limitativement, aux éoliennes comportant un générateur dont la puissance est située dans une plage allant de 100kw à 10 Mw ; The invention is particularly applicable, that is to say not limited to wind turbines having a generator whose power is in a range of from 10 to 100kw Mw; la masse d'un tel générateur peut atteindre ou dépasser 100 ou 200 tonnes ; the mass of such a generator may reach or exceed 100 or 200 tons; la longueur d'un pylône supportant ce générateur peut être de l'ordre de 50 à 100 mètres, et la masse du pylône peut être située dans une plage allant de 100 à 500 tonnes ; the length of a tower supporting the generator may be of the order of 50 to 100 meters, and the mass of the mast may be in a range from 100 to 500 tons; on comprend donc que la construction de telles éoliennes présente des difficultés. it is thus clear that the construction of such wind turbines is difficult.
La construction d'éoliennes à terre est en général effectuée à l'aide de moyens de levage conventionnels de type grue, le pylône étant mis en place sur une fondation, la génératrice étant installée ensuite au sommet du pylône. The construction of onshore wind is generally carried out using conventional lifting means crane type, the pylon being set up on a foundation, the generator being then installed on top of the pylon. L'installation d'éoliennes terrestres de forte capacité nécessite des grues possédant des flèches de grande longueur, ainsi qu'une capacité de levage considérable. The installation of onshore wind capacity requires strong cranes possessing very long arrows and a massive lifting capacity. De telles grues sont difficiles à déplacer et à installer, et nécessitent, pour respecter les gabarits routiers, d'être démontées en plusieurs éléments. Such cranes are difficult to move and install, and need to respect the road templates to be dismantled into several components. A titre d'exemple, une grue de 350 tonnes munie For example, a crane of 350 tonnes provided
d'une flèche de 90m nécessite 9 convois dont 4 de format exceptionnel ; a 90m boom requires convoys 9 including 4 unique format; de plus, le montage de la grue nécessite plusieurs jours et le démontage en requiert autant. again, the installation of a crane requires several days and disassembly requires as much.
L'installation d'une éolienne dont l'embase ou fondation est immergée à une profondeur faible-qui est inférieure à 10 mètres d'eau-présente des difficultés supplémentaires, surtout lorsque le site d'installation est distant d'un rivage de quelques kilomètres ; The installation of a wind turbine whose base or foundation is immersed in a low-depth that is less than 10 meters of water presents additional difficulties, particularly where the installation site is distant a few shore kilometers; on peut alors utiliser des matériels de levage habituellement utilisés sur terre, que l'on transporte sur le site d'installation et que l'on dispose provisoirement sur des structures reposant au fond de l'eau. can then use lifting materials usually used on land, which carries on the installation site and which is temporarily arranged on the structures resting on the water bottom.
L'installation d'une éolienne en mer plus profonde présente encore des difficultés supplémentaires, même si des pontons-grues présentant des capacités de charge considérables peuvent être utilisés pour l'installation. The installation of a wind turbine in deeper water still present additional challenges, though pontoon cranes with considerable load capacity can be used for installation. Cependant, lesdits pontons-grues doivent pouvoir opérer en mer ouverte, ce qui réduit considérablement le nombre d'équipements disponibles et nécessite en général de mobiliser un ponton-grue très loin du site d'installation, ce qui conduit à des coûts rédhibitoires pour la rentabilité des projets. However, said pontoon cranes must be able to operate in open sea, which significantly reduces the number of available equipment and generally requires mobilizing a crane barge far the installation site, which leads to unacceptable costs for the project profitability. De plus, de tels pontons-grues sont en général réservés de longue date pour les développements de champs pétroliers offshore, les phases critiques d'installation étant en général concentrées exclusivement en période de beau temps, donc en même temps que les périodes souhaitables pour les éoliennes offshore. In addition, such floating cranes are usually reserved for long developments offshore oil fields, installation critical phases are generally concentrated exclusively in periods of good weather, so along with periods desirable for offshore wind turbines.
Un objectif de l'invention est de faciliter l'installation d'une éolienne sur son site de production, en particulier sur un site immergé. An object of the invention to facilitate the installation of a wind turbine on its production site, especially a submerged site.
Un objectif de l'invention est de proposer une éolienne plus simple à installer en mer. An object of the invention to provide an easier to install wind at sea.
Un objectif de l'invention est de proposer un support de générateur et/ou de moteur d'éolienne, une éolienne, un procédé de transport et un procédé d'installation d'éoliennes, qui soient améliorés et/ou qui remédient, en partie au moins, aux inconvénients des éoliennes et procédé d'installation connus. An object of the invention is to provide a generator carrier and / or wind motor, a wind turbine, a transmission method and a method of installing wind turbines, which are improved and / or that overcome in part at least the drawbacks of wind turbines and installation method known.
Selon un premier aspect de l'invention, le support allongé permettant de solidariser un générateur d'éolienne à une fondation ou embase, comporte deux parties qui, au moins jusqu'à installation de l'éolienne sur un site de production, sont montées mobiles l'une par rapport à l'autre, entre au moins une première position où ledit support présente une configuration ramassée et une première longueur (ou première plus grande dimension longitudinale), et une deuxième position où ledit support présente une configuration dite déployée et une deuxième longueur (deuxième plus grande dimension) dont la valeur est supérieure à celle de ladite première longueur. According to a first aspect of the invention, the elongate support possible to secure a wind turbine generator to a foundation or base, comprises two parts which, at least until installation of the wind turbine on a production site, are movably mounted relative to the other between at least a first position where said support has a gathered configuration and a first length (or first greater longitudinal dimension), and a second position where said support has a said deployed configuration and a second length (second longest dimension) whose value is greater than said first length.
Ledit support en configuration ramassée facilite ainsi la fabrication, car la hauteur maximale requise pour les engins de levage est considérablement réduite. The support in the collapsed configuration facilitates manufacturing, because the maximum height for lifting equipment is significantly reduced. Il facilite aussi It also facilitates
le transport de l'éolienne entre un premier site sur lequel est effectué un assemblage de ses principaux constituants, qui peut en particulier être un site terrestre ou un site immergé à faible profondeur, et un deuxième site sur lequel l'éolienne est installée de façon définitive, qui peut en particulier être un site immergé à une profondeur supérieure à celle du premier site ; transporting wind between a first site on which is carried an assembly of its major constituents, which may in particular be a terrestrial site or a site immersed in shallow water, and a second site where the wind turbine is installed so ultimately, which may in particular be a site submerged at a depth greater than that of the first site; l'invention facilite également l'érection de l'éolienne sur le deuxième site-de production d'énergie-, qui est obtenue en provoquant sur ce deuxième site un mouvement relatif des parties mobiles du support de façon à faire passer le support de la position ramassée à la position déployée. the invention also facilitates the erection of the wind turbine on the second-site production of energy-which is obtained by causing this second site relative movement of the moving parts of the support so as to move the support of the compact position to the deployed position.
De préférence, ledit support déployable comporte des moyens de guidage mutuel desdites parties mobiles, facilitant et guidant leur mouvement de la position ramassée à la position déployée. Preferably, said expandable support comprises means for mutual guidance of said movable parts, facilitating and guiding their movement in the compact position to the deployed position.
De préférence encore, chacune desdites parties du support est de forme allongée, et lesdites parties sont mobiles en translation, par coulissement mutuel, de sorte que l'on obtient un support déployable simple à fabriquer. More preferably, each of said parts of the support is of elongate shape, and said parts are movable in translation, by mutual sliding, so that one gets a simple deployable support to manufacture.
Selon un mode encore préféré de réalisation, ledit support comporte (et/ou consiste essentiellement en) un pylône télescopique, le pylône comportant une partie inférieure de forme allongée et une partie supérieure de forme allongée, lesdites parties inférieure et supérieure étant coulissantes l'une par rapport à l'autre, et en partie au moins emboîtées l'une dans l'autre. According to a further preferred embodiment, said support has (and / or consists essentially of) a telescopic mast, the mast comprising a lower portion of elongate shape and an upper portion of elongated shape, said lower and upper parts being slidable one relative to each other, and at least partially fitted one into the other.
De préférence, ledit support ou pylône comporte en outre des moyens d'érection du support ou pylône pour provoquer, en partie au moins, le passage de la position ramassée à la position déployée du support, par déplacement mutuel desdites parties du support. Preferably, said support or pylon further comprises means for erecting the pylon or support to cause, at least in part, the transition from the compact position to the deployed position of the support, by mutual displacement of said parts of the support.
Ces moyens d'érection peuvent comporter des moyens de traction qui peuvent comporter au moins un câble ou un lien filiforme déformable équivalent, des moyens de solidarisation d'une extrémité du lien à une première desdites parties du support, et des moyens de guidage, d'appui ou d'enroulement dudit lien-tels qu'une poulie ou un treuilqui sont solidarisés à une deuxième desdites deux parties du support. These means of erection may comprise traction means which may comprise at least one cable or a filiform deformable equivalent, fastening means for one end of the link to one of said parts of the support and guide means, d support or said winding-link such as a pulley or a treuilqui are secured to a second of said two parts of the support.
Les moyens d'érection peuvent également comporter des moyens de poussée aptes à contribuer au déploiement du support, en particulier des moyens de poussée par actionnement hydraulique. Means erection may also comprise biasing means adapted to support the roll of the carrier, in particular an urging means by hydraulic actuation.
A cet effet, et selon un mode préféré de réalisation, ladite partie inférieure du support ou pylône comporte un premier corps tubulaire creux étanche obturé par une première paroi transversale étanche, qui est de préférence située au voisinage de l'extrémité inférieure de ladite partie inférieure ; To this end, and according to a preferred embodiment, said lower part of the pylon or support comprises a first sealed hollow tubular body closed by a first sealed transverse wall, which is preferably located adjacent the lower end of said lower portion ; en outre, ce corps tubulaire est de forme et dimensions adaptées pour qu'une portion inférieure au moins de ladite partie in addition, this tubular body is of shape and dimensions adapted to a lower portion of at least said portion
supérieure du support ou pylône puisse coulisser à l'intérieur dudit corps ; top of the pylon or support can slide within said body; ladite partie supérieure du support ou pylône comporte un deuxième corps tubulaire, de préférence creux, également étanche et également obturé par une deuxième paroi étanche ; said upper part of the pylon or support comprises a second tubular body, preferably hollow, also sealed and also sealed by a second sealing wall; ledit premier corps tubulaire délimite ainsi une cavité allongée de préférence cylindrique ou tronconique ; said first tubular body thus defines an elongated cavity of cylindrical or preferably frustoconical; ledit premier corps est en outre muni de moyen d'introduction d'un fluide ou d'une pâte dans ladite cavité recevant ledit deuxième corps tubulaire étanche, et est disposé sensiblement verticalement ; said first body is further provided with means for introducing a fluid or a paste in said cavity receiving said second sealed tubular body and is arranged substantially vertically; ledit fluide peut être essentiellement constitué par de l'eau prélevée sur le site d'installation de l'éolienne ; said fluid may be essentially constituted by water taken from the wind turbine installation site; en remplissant ladite cavité dudit fluide ou pâte, ledit deuxième corps est alors soumis à une force verticale ascendante résultant de la poussée (d'Archimède) exercée par le fluide sur ses parois, qui peut contribuer à son déplacement par rapport au premier corps et par conséquent au déploiement du support ou pylône ; filling said cavity of said fluid or paste, said second body is then subjected to an upward vertical force resulting from the thrust (Archimedes') exerted by the fluid on its walls, which can contribute to its movement relative to the first body and Consequently the deployment of the support or pylon; à cet effet, il est intéressant d'utiliser une pâte ou un fluide de masse volumique plus élevée que celle de l'eau, tel (le) que de la baryte, du coulis de ciment... for this purpose, it is advantageous to use a paste or a higher density of fluid than that of water, such as (a) as barite, cement grout ...
Ledit deuxième corps tubulaire de ladite partie supérieure du support ou pylône est de préférence creux, car il comporte avantageusement un escalier interne d'accès à la plateforme supérieure de la génératrice, ainsi que l'essentiel des équipements électriques de contrôle de l'éolienne. Said second tubular body of said upper part of the pylon or support is preferably hollow, as it advantageously comprises an internal access stairs to the upper platform of the generator, as well as most of the electrical equipment of the wind turbine control.
Alternativement ou en complément de ces moyens de poussée hydraulique passive (poussée d'Archimède), lesdits moyens de poussée peuvent comporter des moyens pour introduire un fluide moteur (ou pâte motrice) sous pression dans ladite cavité, ainsi que des moyens d'étanchéité permettant d'empêcher ou limiter une fuite dudit fluide moteur par passage dans l'espace annulaire résiduel existant entre la face interne de la paroi dudit premier corps et la face externe de la paroi dudit deuxième corps ; Alternatively or in addition to these passive hydraulic thrust means (buoyancy), said biasing means may comprise means for introducing a working fluid (or engine paste) under pressure into said cavity, as well as sealing means prevent or limit leakage of said fluid motor by passing through the annular space existing residual between the inner face of the wall of said first body and the external face of the wall of said second body; ceci permet d'utiliser ledit premier corps comme un cylindre d'un vérin, et d'utiliser une partie dudit deuxième corps comme un piston dudit vérin : la pression exercée par ledit fluide moteur présent dans ladite cavité, sur des parois dudit deuxième corps, provoque le coulissement du deuxième corps à l'intérieur du premier corps, et permet ainsi de déployer ledit support ou pylône. This allows to use said first body as a cylinder of a jack, and use a portion of said second body as a piston of said cylinder, the pressure exerted by said working fluid in said cavity, on the walls of said second body, causes the sliding of the second body inside the first body, and thus allows deploying said pylon or support.
De préférence, la hauteur (ou longueur) dudit premier corps tubulaire et le diamètre (ou plus grande dimension transversale) du premier corps sont respectivement supérieurs à la hauteur et au diamètre du deuxième corps, de sorte qu'en position ramassée, ledit deuxième corps peut s'escamoter en grande partie à l'intérieur du premier corps. Preferably, the height (or length) of said first tubular body and the diameter (or largest transverse dimension) of the first body are respectively greater than the height and the diameter of the second body, so that compact position, said second body can be retracted largely inside the first body.
De préférence, ledit support ou pylône est essentiellement métallique, étant obtenu par assemblage bout à bout de plusieurs tronçons cylindriques réalisés par roulage et soudage de tôle d'acier. Preferably, said pylon or support is essentially metallic, being obtained by assembly end to end several cylindrical sections made by rolling and welding of steel sheet.
L'invention s'applique en particulier aux éoliennes comportant une fondation ou embase réalisée à partir de granulats, en particulier une fondation ou embase creuse, étanche et compartimentée, réalisée en partie au moins en béton. The invention applies in particular to wind turbines comprising a foundation or base plate made of aggregates, in particular a foundation or base hollow, sealed and compartmentalized, made at least partially of concrete.
Dans ce cas, la partie inférieure du support ou pylône est ancrée dans la fondation afin d'obtenir une liaison par encastrement de ces éléments. In this case, the lower part of the pylon or support is anchored in the foundation in order to obtain a connection by embedding thereof.
Selon un autre aspect, l'invention réside en un procédé de construction d'une éolienne comportant un moteur à vent et un générateur, un support ou pylône télescopique supportant le moteur et/ou le générateur, et une embase supportant le support ou pylône, qui comporte les opérations suivantes : - on construit l'embase, - on solidarise une partie inférieure du support ou pylône à l'embase, - on emboîte au moins une partie supérieure du support ou pylône supportant le moteur et/ou le générateur dans ladite partie inférieure de façon à ce que le support ou pylône présente une configuration ramassée, puis : - on déplace l'embase et le support ou pylône jusqu'à atteindre un site d'installation de l'éolienne, puis : - on installe l'embase en position définitive, - on déploie le support ou pylône en utilisant des moyens d'érection solidaires et/ou en partie incorporés au support ou pylône, en particulier ceux définis ci-avant. According to another aspect, the invention resides in a construction of a wind method comprising a wind motor and a generator, a carrier or telescopic pylon supporting the motor and / or generator, and a base supporting the support or pylon, which comprises the steps of: - constructing the base, - is secured a lower portion of the pylon or support to the base, - it engages at least an upper part of the pylon or support supporting the motor and / or generator in said lower part so that the support or pylon has a gathered configuration, then: - the base is moved and the support or pylon until an installation site of the wind turbine, and - installing the base in its final position, - one deploys the pylon or support using erection means integral with and / or partly incorporated into the pylon or support, in particular those defined above.
Selon un autre aspect, l'invention consiste à utiliser une composition fluide ou pâteuse pour déployer un support d'éolienne, en particulier un support défini ci-avant. According to another aspect, the invention consists in using a fluid or pasty composition for deploying a wind turbine carrier, especially a carrier defined above.
De préférence ladite composition est choisie parmi le groupe de compositions consistant en une composition comportant de l'eau de mer, une composition comportant du ciment, une composition comportant de la baryte, et ladite composition est introduite sous pression dans ledit support ou pylône d'éolienne. Preferably said composition is selected from the group of compositions consisting of a composition comprising sea water, a composition comprising cement, a composition comprising barite, and said composition is introduced under pressure into said support or pylon of wind turbine.
L'invention permet d'éviter l'usage, sur le site de production (d'installation de l'éolienne), de moyens de levage de grande capacité. The invention avoids the use of the production site (wind plant), means of lifting capacity.
Selon un mode de mise en oeuvre préférée, le déplacement de l'embase solidaire du support ou pylône s'effectue en partie au moins par voie maritime, par poussée ou traction de l'embase qui est en partie au moins immergée ; According to a preferred implementation, the movement of the base secured to the pylon or support takes place at least partially by sea, by pushing or pulling the base which is at least partially submerged; à cet effet, on utilise de préférence des flotteurs solidaires de l'embase et/ou du support ou pylône, qui contribuent à la flottabilité de l'ensemble et qui sont en partie au moins désolidarisés de l'éolienne, une fois celle-ci en place. for this purpose, use is preferably made integral with floats of the base and / or the pylon or support, which contribute to the buoyancy of the assembly and which are at least partially disconnected from the wind, once the latter in place.
L'invention s'applique particulièrement à la construction d'éoliennes sur un site immergé où la profondeur d'eau est au moins égale à 10 mètres, et peut atteindre 50 ou 100 mètres ; The invention applies particularly to the construction of wind turbines on a submerged site where the water depth is at least equal to 10 meters and can reach 50 to 100 meters; dans ce cas notamment, lorsque l'embase solidaire du support ou pylône a in this case in particular, when the base secured to the support or pylon
été déplacée jusqu'à la verticale du site d'implantation de l'éolienne, on provoque une diminution de la flottabilité de l'ensemble de façon à immerger progressivement l'embase et une partie au moins de la partie inférieure du support ou pylône, et on déploie progressivement le support ou pylône ; been moved to the vertical position of the wind turbine installation site, it causes a decrease in the buoyancy of the assembly so as to progressively immerse the base and at least part of the lower part of the pylon or support, and gradually extending the pylon or support; durant ces opérations, certains desdits flotteurs sont de préférence utilisés pour diminuer la flottabilité et permettre l'immersion ; during these operations, some of said floats are preferably used to decrease the buoyancy and allow immersion; à cet effet, ils sont désolidarisés de l'embase et/ou du support ou pylône, ou bien ils sont progressivement neutralisés par remplissage d'eau par exemple ; for this purpose, they are disconnected from the base and / or the pylon or support, or they are gradually neutralized by water filling for example; certains autres desdits flotteurs sont de préférence utilisés pour guider et/ou contrôler l'immersion de la structure (embase et support ou pylône) ; some others of said floats are preferably used to guide and / or control the immersion of the structure (base and the pylon or support); à cet effet, on peut le cas échéant faire varier la longueur de la liaison qui les solidarise à cette structure. to this end, may optionally varying the length of the bond that secures them to this structure.
Bien que l'embase puisse être maintenue immergée au-dessus du fond des eaux (embase flottante ), l'invention s'applique particulièrement au cas où l'embase est immergée jusqu'à reposer sur le fond ; Although the base can be kept immersed above the water bottom (floating base), the invention applies particularly to the case where the base is immersed up to rest on the bottom; de préférence dans ce cas, elle est alors remplie d'un matériau dense de façon à former une embase gravitaire. preferably in this case, it is then filled with a dense material so as to form a gravity base.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaissent dans la description suivante qui se réfère aux dessins annexés, et qui illustre sans aucun caractère limitatif des modes préférentiels de réalisation de l'invention. Other advantages and features of the invention appear from the following description which refers to the accompanying drawings, which illustrates not limiting preferential embodiments of the invention.
La figure 1 représente, en vue de côté, une éolienne montée sur une embase gravitaire partiellement remplie de lest, en cours de remorquage vers son site d'installation, le mât télescopique étant rétracté. 1 shows, in side view, a wind turbine mounted on a gravity base partially filled with ballast, being towed to its installation site, the telescopic mast is retracted.
Les figures 2 et 3 représentent, en vue de côté, l'éolienne de la figure 1 installée sur site, le pylône télescopique étant respectivement rétracté et déployé en configuration définitive. Figures 2 and 3 show, in side view, the wind turbine of Figure 1 installed on site, the telescopic tower being respectively retracted and deployed final configuration. Sur la figure 3, un navire de travail reçoit les équipements de levage en cours de démontage. In Figure 3, a working ship receives the lifting equipment being dismantled.
La figure 4 représente, en coupe vue de côté, l'utilisation de treuils de levage à tambour et de moyens de guidage de deux parties mutuellement déplaçables du pylône. Figure 4 shows a sectional side view, the use of drum hoist winches and with guide means of two mutually displaceable parts of the pylon.
La figure 5 représente, en coupe vue de côté, l'utilisation de moyens de levage constitués de treuils linéaires pas à pas, installés sur une partie inférieure de pylône de forme conique (évasée vers le bas). Figure 5 shows a sectional side view, the use of lifting means consist of linear winches step, installed on a lower portion of conical tower (flared downwards).
La figure 6 est la vue en coupe transversale (selon VI-VI) de la figure 5, au niveau des organes de guidage mutuel. Figure 6 is the cross-sectional view (along the line VI-VI) of FIG 5, at the mutual guide bodies.
La figure 7 représente, en coupe vue de côté, des dispositifs d'étanchéité prévus entre le corps cylindrique d'une partie inférieure de pylône et le corps cylindrique d'une partie supérieure de pylône qui est montée coulissante à l'intérieur de ladite partie inférieure. 7 shows, in sectional side view, sealing means provided between the cylindrical body of a lower portion of the pylon and the cylindrical body to an upper portion of the tower which is slidably mounted within said portion lower.
Les figures 8,9, et 10 illustrent des étapes successives du levage partiel de la Figures 8,9, and 10 illustrate successive steps of the partial lifting of the
partie supérieure du pylône par la poussée d'Archimède s'appliquant sur une portion inférieure de la partie supérieure du pylône. upper part of the tower by the buoyancy being applied to a lower portion of the upper part of the pylon.
La figure 11 représente une variante de réalisation de l'embase gravitaire, comportant des renforts dans la partie inférieure du pylône. Figure 11 shows an alternative embodiment of the gravity base, having reinforcements in the lower part of the pylon.
Les figures 1 à 4 représentent en vue de côté une éolienne offshore 1 en cours de mise en place, comportant une embase 2 et un pylône 3 constitué d'une partie inférieure 3a encastrée dans ladite embase, et d'une partie supérieure 3b de diamètre externe 80 inférieur au diamètre interne 81 (figure 4) de la partie inférieure 3a. Figures 1 to 4 show a side view of an offshore wind turbine 1 being put in place, comprising a base 2 and tower 3 comprises a bottom part 3a embedded into said base, and an upper portion 3b of diameter 80 outer than the inner diameter 81 (Figure 4) of the bottom portion 3a. Les deux parties tubulaires 3a et 3b du pylône peuvent coulisser selon leur axe longitudinal commun 82, sensiblement vertical, grâce à un système de guidage similaire à celui représenté figures 5 et 6 ; The two tubular parts 3a and 3b of the pylon can slide along their common longitudinal axis 82, substantially vertical, with a similar guide system to that shown in Figures 5 and 6; le pylône télescopique est représenté en position rétractée figures 1,2 et 8. Au sommet de la partie supérieure 3b du pylône est installé la partie active 4 de l'éolienne comportant une génératrice de courant électrique 4a solidaire du moteur à vent constitué d'un arbre 4b rotatif selon un axe horizontal supportant trois pales 4c. the telescopic mast is shown in its retracted position Figures 1,2 and 8. At the top of the upper part 3b of the pylon is located the active portion 4 of the wind turbine comprising a generator of electric current 4a integral with the wind motor consisting of rotary shaft 4b along a horizontal axis which supports three blades 4c.
La stabilité de l'éolienne lors de son remorquage en mer et de sa mise en place sur The stability of wind during towing at sea and its implementation on
le site de production, est le point le plus critique de toute la phase d'installation. the production site, is the most critical point of the whole installation phase. En effet, pour éviter que l'ensemble ne chavire, il est impératif, selon les règles de l'art, de maintenir la position du centre de poussée d'Archimède au-dessus du centre de gravité de la structure globale, à une distance de celui-ci qui, selon la règle dite du pa, doit être supérieure à 1 m pour assurer une stabilité acceptable. Indeed, to avoid capsizing the whole, it is imperative, according to the rules of the art, to maintain the position of the buoyancy center above the center of gravity of the overall structure, at a distance thereof which, according to said rule of pa must be greater than 1 m to ensure acceptable stability. La règle du pa étant connue de l'homme de l'art dans le domaine de la construction navale ne sera pas développée plus en détails ici. The rule of the pa is known to the skilled person in the field of shipbuilding will not be developed in more detail here.
Le maintien du pylône télescopique 3a, 3b en position rétractée permet d'abaisser le centre de gravité de l'éolienne, car non seulement le poids propre de la partie supérieure du pylône 3b se trouve plus près de l'embase 2, mais la charge de tête, constituée de l'éolienne 4 proprement dite, laquelle pèse de l'ordre de 100 à 200 tonnes, se trouve abaissée d'autant. Maintaining the telescopic mast 3a, 3b in the retracted position lowers the center of gravity of the wind turbine, because not only the own weight of the upper part 3b of the pylon is located closer to the base 2, but the load head, consisting of wind 4 itself, which weighs on the order of 100 to 200 tons, is lowered accordingly.
Bien que la stabilité verticale (avec une valeur convenable du pa) puisse être obtenue sans recourir à un mât télescopique, les dimensions de l'embase seraient alors considérablement augmentées, ce qui conduirait à un coût rédhibitoire et augmenterait considérablement les difficultés et les risques lors du remorquage de l'éolienne. Although the vertical stability (with a suitable value of the pa) can be obtained without using a telescopic mast, the dimensions of the base would be considerably increased, which would lead to prohibitively expensive and greatly increase the difficulties and risks in towing wind.
La flottabilité propre de l'embase et la stabilité de l'ensemble est avantageusement augmentée par des flotteurs supplémentaires 5a-5b fixés de préférence dans la partie haute de l'embase 2, de manière à déplacer le centre de poussée d'Archimède vers le haut, lesdits flotteurs étant rendus solidaires de l'embase 2 au moyen d'attaches 6. The own buoyancy of the base and the stability of the whole is advantageously increased by additional floats 5a-5b preferably fixed in the upper part of the base 2, so as to move the buoyancy center to the above, said floats being made integral with the base 2 by means of clips 6.
D'une manière similaire, on améliore la stabilité en abaissant le centre de gravité de Similarly, the stability is improved by lowering the center of gravity
l'ensemble en chargeant avantageusement la partie basse de l'embase 2 au moyen de lest 7 constitué de granulats pesants, tels du minerai de fer, du sable ou de tout autre produit dont la densité est largement supérieure à celle de l'eau de mer. all advantageously loading the lower part of the base 2 to the ballast means 7 consisting of heavy aggregates, such as iron ore, sand or any other product whose density is much higher than that of water sea.
Le sommet 93 de la partie inférieure 3a du pylône est équipé d'une plateforme de travail 8 sur laquelle sont installés plusieurs treuils 9 qui permettent d'effectuer le levage de la partie supérieure 3b du pylône et de l'éolienne proprement dite 4. The top 93 of the lower part 3a of the pylon is equipped with a working platform 8 on which are installed several winches 9 that perform the lifting of the upper part 3b of the mast and the actual turbine 4.
A titre d'exemple, un ensemble présentant une stabilité suffisante pour le remorquage est constitué de : - un moteur générateur 4 de 100 tonnes, - un demi-pylône supérieur 3b de 2.6m de diamètre, de 35 m de longueur en position déployée et pesant 80 tonnes, - un demi-pylône inférieur 3a de 3.6m de diamètre, encastré dans l'embase et la traversant intégralement, mesurant 65 m de longueur et pesant 150 tonnes, - une embase 2 en béton de section transversale de forme circulaire de 22m de diamètre, et de 14m de hauteur, représentant une masse de béton de 2650 tonnes, et une poussée d'Archimède de 4600 tonnes, - un lest 7 de 1600 tonnes de sable ou minerai de fer, - quatre flotteurs 5 de flottabilité unitaire 60 m3. For example, an assembly having a sufficient stability for towing consists of: - a generator motor 4 100 tonnes, - half a pylon top 3b of 2.6m diameter, 35 m in length in the extended position and weighing 80 tons, - a lower half-mast 3a of 3.6m diameter, embedded in the base and through its entirety, measuring 65 m in length and weighing 150 tons, - a base 2 of concrete cross-sectional circular shape of 22m in diameter and 14m in height, representing a mass of concrete of 2650 tonnes, and a buoyant force of 4600 tonnes, - a ballast 7 of 1600 tons of sand or iron ore, - four floats buoyancy unit 5 60 m3.
Le pa résultant est de 1.1 m, donc supérieur à la limite, ce qui rend l'ensemble propre à être remorqué en pleine mer en vue de son installation. The resulting pa is 1.1 m, thus exceeding the limit, making all capable of being towed at sea for installation.
Les figures 1 à 3 représentent schématiquement les étapes d'une installation de l'éolienne et de son embase 2 à son emplacement définitif selon la séquence suivante : - on remorque depuis un site 85 de préfabrication et d'assemblage en eaux peu profondes des principaux constituants de l'éolienne jusqu'à la verticale du point cible, à l'aide d'un navire (non représenté), le pylône étant en configuration ramassée, et l'embase étant immergée, - on remplit l'embase principale 2 à l'eau de mer 83, et l'éolienne est posée sur le fond 84, - on remplit partiellement les flotteurs 5a, 5b à l'eau de mer, - on remplit l'embase 2 à l'aide de lest, par exemple du minerai de fer ou du sable prélevé à proximité du site, - on détache les flotteurs additionnels 5a, 5b de l'embase 2. Figures 1 to 3 schematically show the steps of a wind turbine installation and its base 2 to its final position in the following sequence: - on trailer 85 from a site prefabrication and assembly in shallow water main components of the wind turbine up to the vertical of the target point, with a vessel (not shown), the strut being in the collapsed configuration, and the base being immersed, - filling the main base 2 to sea ​​water 83, and the wind turbine is placed on the bottom 84, - is partly filled floats 5a, 5b to the sea water, - the base 2 is filled with ballast, e.g. iron ore or sand collected near the site, - the additional floats are detached 5a, 5b of the base 2.
Sur la figure 2, t'embase 2 est représentée pleine de lest, le flotteur 5b est ballasté, alors que le flotteur 5a (non représenté), lui aussi rempli d'eau de mer, a été décroché et récupéré pour l'installation d'une autre éolienne (non représentée). In Figure 2, base 2 is shown you full of ballast, the float 5b is ballasted so that the float 5a (not shown), also filled with sea water was stalled and recovered to the installation another wind turbine (not shown).
La figure 3 représente l'éolienne installée en mer, en configuration finale après que 3 shows the wind turbine installed offshore in the final configuration after
la partie télescopique (supérieure) du pylône ait été déployée au moyen des treuils 9 associés à des câbles de levage non représentés. the telescopic part (top) of the mast has been deployed by means of the winches 9 associated with hoisting ropes not shown. Les deux parties du pylône ont été rendues solidaires par boulonnage ou par soudage, de manière à créer une continuité du pylône par encastrement. Both sides of the tower have been made integral by bolting or welding, so as to create a continuity of the pylon by embedding. Après déploiement du pylône, les treuils de levage 9 peuvent être démontés et descendus vers un navire de travail 11 au moyen d'une bigue 10 installée (à terre) sur la partie basse du pylône. After deployment of the tower, the hoist winches 9 can be disassembled and lowered to a working ship 11 by means The 10-installed bigue (earth) on the lower part of the pylon.
Les figures 4 à 7 illustrent des variantes de réalisation des moyens de déploiement du pylône télescopique par poussée hydraulique et/ou traction par câble, ainsi que des structures tubulaires des parties du pylône et de leurs moyens de guidage réciproques ; Figures 4 to 7 illustrate alternative embodiments of the expansion means of the telescopic pylon by hydraulic thrust and / or traction cable, as well as tubular structures of the parts of the pylon and their reciprocal guide means; sur les figures 4,5, 7, seules sont représentées une portion supérieure d'un tronçon inférieur de pylône et une portion inférieure d'un tronçon supérieur de pylône complémentaire dudit tronçon inférieur. in Figures 4,5, 7, are shown only an upper portion of a lower section of the tower and a lower portion of an upper section of said pylon further lower section.
La figure 4 est une vue en coupe partielle d'une partie inférieure 3a de pylône, associée à une vue de côté d'une partie supérieur 3b du pylône, pendant la procédure de relevage de cette dernière partie qui est équipée à son sommet (non représenté) du moteur et du générateur de l'éolienne. Figure 4 is a partial sectional view of a lower part 3a of the tower, together with a side view of an upper portion 3b of the tower, during the lifting procedure latter part which is equipped at its top (not shown) of the motor and the wind turbine generator. Le demi-pylône supérieur 3b est équipé à sa partie inférieure d'une platine 15 transversale de forte rigidité solidaire d'une structure 16, tubulaire ou non, présentant une grande rigidité et comportant à sa périphérie, en partie basse et haute, des patins de frottement 17a-17b assurant le guidage de ladite structure 16 le long de la paroi interne du demi-pylône inférieur 3a. The pylon upper half 3b is equipped on its lower part of a transverse plate 15 of high rigidity secured to a structure 16, tubular or not, having a high rigidity and having at its periphery, in low and high portion, the pads 17a-17b friction for guiding said structure 16 along the inner wall of the lower half-mast 3a. La longueur de ladite structure 16 de guidage est de préférence supérieure à 1.5 fois le diamètre moyen du demi-pylône inférieur, de manière à minimiser les efforts, au niveau des patins, engendrés par la flexion dans le pylône. The length of said guide structure 16 is preferably greater than 1.5 times the average diameter of the lower half-tower, to minimize the effort at the pads, caused by the bending in the pylon. Des treuils à tambour 9 ont été pré-installés à terre lors de la fabrication, sur la plateforme 8 solidarisée au demi-pylône inférieur 3a grâce à des renforts de structure 8a. Drum winches 9 are pre-installed on the ground during manufacture, on the platform 8 secured to the lower half-mast 3a through 8a structural reinforcements. Sur chacun des treuils est enroulé un câble 19 guidé par une poulie de renvoi 20, et dont une extrémité est fixée par une liaison 18 à la platine 15. On each of the winches is wound a cable 19 guided by a guide pulley 20, and one end is fixed by a link 18 to the plate 15.
Une platine rigide 21 en forme de bride est soudée en tête du demi-pylône supérieur 3b ; A rigid flange 21 in the form of platinum is welded at the top of upper half-mast 3b; elle présente un alésage central dont le diamètre est supérieur au diamètre du demi-pylône supérieur, et une série d'orifices 22 répartis, uniformément ou non, à sa périphérie intérieure. it has a central bore whose diameter is greater than the diameter of the upper half-tower, and a series of holes 22 distributed uniformly or not, at its inner periphery. Ainsi, les câbles de levage 19 peuvent passer librement à travers ces trous, et lorsque les platines 15 et 22 sont en contact, en fin de phase de relevage de la partie supérieure 3b, elles sont fermement solidarisées entre elles à l'aide de boulons (non représentés) installés à travers les orifices percés dans la platine supérieure 21 et d'orifices correspondants, non représentés, réalisés lors de la fabrication dans la platine inférieure 15. Les organes d'accrochage 18 jouent avantageusement le rôle de pige de centrage lors de la phase finale d'approche des deux dites brides par coulissement selon Thus, the hoisting ropes 19 can pass freely through these holes, and when the platens 15 and 22 are in contact, the end of the lifting phase of the upper portion 3b, they are firmly secured to each other using bolts (not shown) installed through the holes drilled in the top plate 21 and corresponding holes, not shown, made during manufacture in the lower plate 15. the attachment 18 members advantageously act as centering peg during the final approach phase of the two said flanges by sliding in
l'axe 82, ce qui a pour effet de mettre face à face les orifices respectifs des deux brides axis 82, which has the effect of putting face to face the respective holes of the two flanges
15 et 21, facilitant ainsi le montage final verrouillant en position les deux parties du pylône. 15 and 21, thus facilitating the final mounting position locking the two parts of the tower.
Pour autoriser le passage des câbles entre les demi-pylônes supérieur et inférieur et pour rendre possible la mise en place des boulons de fixation des brides 15 et 21, un espace annulaire radial de l'ordre de 10 à 20cm est généralement nécessaire ; To allow the passage of cables between the upper and lower half-poles and to make possible the establishment of the clamp fastening bolts 15 and 21, a radial annular space of the order of 10 to 20 cm is generally required; en conséquence, dans le cas de demi-pylônes 3a, 3b cylindriques de section circulaire, le demi-pylône inférieur 3a aura un diamètre interne supérieur de 20 à 40cm au moins, au diamètre externe du demi-pylône supérieur 3b. accordingly, in the case of half-poles 3a, 3b cylindrical of circular cross-section, the half-mast lower 3a has a greater internal diameter from 20 to 40cm at least the outer diameter of upper half-mast 3b.
Un système de guidage complémentaire est installé au-dessus de la plateforme 8, de manière à éviter le contact entre l'alésage interne de la bride 21 et la paroi externe du pylône 3b durant la phase de relevage ; An additional guide system is installed above the platform 8, so as to prevent contact between the internal bore of the flange 21 and the outer wall 3b of the pylon during the lifting phase; il est constitué de plusieurs patins 26 ou rouleaux solidaires, par l'intermédiaire d'une structure à forte rigidité 25, de la plateforme 8 ou directement du demi-pylône 3a. it consists of a plurality of pads 26 or rollers integral, via a high rigidity structure 25 of the platform 8 directly or half-mast 3a.
Les figures 5 et 6 illustrent, respectivement en coupe en vue de côté et en section transversale, le cas d'un demi-pylône inférieur 3a de forme conique. Figures 5 and 6 show, respectively in sectional side view and in cross section, the case of a lower half-mast 3a conical. Le guidage pour le coulissement mutuel des parties 3a, 3b du pylône est alors assuré par des patins 17a- 17b solidaires de la structure 16 et collaborant avec des profilés rectilignes 30 solidaires de la paroi interne 86 du demi-pylône 3a ; The guide for the mutual sliding of the parts 3a, 3b of the pylon is then provided by the pads 17a 17b secured to the structure 16 and cooperating with straight profiles 30 integral with the inner wall 86 of the half-mast 3a; les profilés 30 s'étendent parallèlement à l'axe 82 reconstituant ainsi l'équivalent d'un guidage cylindrique. the profiles 30 extend parallel to the axis 82 thus restoring the equivalent of a cylindrical guide. Sur la vue en coupe 6, les quatre patins 17 sont en forme de U de manière à empêcher la rotation du demi-pylône supérieur à l'intérieur du demi-pylône inférieur, et de manière à toujours rester en face des profilés correspondants 30. View in section 6, the four pads 17 are U-shaped so as to prevent rotation of the half-pylon top inside the lower half-tower, and so as to always remain in front of the corresponding profiles 30.
Représentés au nombre de quatre sur la figure 6, les quatre profilés 30 sont avantageusement remplacés par un seul tube dont l'axe coïncide avec l'axe du cône et s'étendant depuis le bas du demi-pylône inférieur, jusqu'à la platine supérieure 21. Ledit tube est solidaire du demi-pylône 3a, de préférence à intervalles réguliers, de manière à donner à l'ensemble une géométrie et une rigidité optimales. Represented the number of four in Figure 6, the four sections 30 are advantageously replaced by a single tube whose axis coincides with the axis of the cone and extending from the bottom of the lower half-tower, until the platinum greater than 21. Said tube is integral with the half-mast 3a, preferably at regular intervals, so as to give the whole an optimal geometry and rigidity.
Sur la figure 5 le relevage est réalisé à l'aide de treuils linéaires pas à pas 9 constitués de vérins hydrauliques à axe traversant. In Figure 5 the linkage is achieved by means of linear winches step 9 constituted by hydraulic cylinders crossing axis. De tels vérins sont alimentés par une centrale hydraulique (non représentée) au niveau de l'orifice 31 et sont utilisés de manière courante dans le levage d'ouvrages d'art, tels des tabliers de ponts. Such cylinders are powered by a hydraulic power unit (not shown) at the orifice 31 and are used routinely in the lifting structures, such as bridge decks. Etant connus de l'homme de l'art, ils ne seront pas développés plus en détail ici. As known to the skilled person, they will not be developed further here. Le câble 19a, 19b traversant le treuil linéaire 9 est tendu en dessous dudit treuil, le brin supérieur 19b étant lâche, est simplement relié au sommet du demi-pylône supérieur 3b, au niveau de l'éolienne (non représentée). The cable 19a, 19b passes through the linear winch 9 is stretched under said winch, the upper run 19b being loosely, is simply connected to the top half of the upper pylon 3b, the wind level (not shown). Les vérins étant extrêmement compacts, leur démontage The cylinders are extremely compact, dismantling
en fin d'installation, ainsi que la récupération des câbles de levage sont facilités d'autant. after installation, as well as the recovery of lifting cables are all the facilities.
La figure 7 représente l'opération de levage réalisée en utilisant le demi-pylône inférieur 3a comme corps de vérin et la structure rigide de guidage 16 du demi-pylône supérieur 3b comme piston. 7 shows the lifting operation performed using the lower half-mast 3a as cylinder body and the rigid structure of the guide 16 of the upper half-mast 3b as a piston. Un joint 40 à lèvres larges assure l'étanchéité entre le piston 16 et la paroi interne 41 du demi-pylône inférieur 3a. A gasket 40 wide lips seals between the piston 16 and the inner wall 41 of the lower half-mast 3a. En pompant de l'eau de mer depuis le bas de l'embase dans la cavité 87 délimitée par le pied du demi-pylône inférieur 3a, que l'on aura muni d'un fond parfaitement étanche, on relève aisément l'ensemble du demi-pylône supérieur 3b équipé de l'éolienne en tête. By pumping seawater from the bottom of the base in the cavity 87 delimited by the foot of the tower lower half 3a, which will be provided with a tightly sealed bottom, it easily falls the entire pylon top half 3b equipped with the wind turbine in mind. La pression nécessaire à ce relevage est faible, car la section des demi-pylônes est importante. The pressure required to lift is low, because the half-tower section is important. Les pompes d'incendie existant à bord d'un navire d'intervention (tel que 11 figure 3) donnent une pression de 0.8 à 1 MPa, ce qui est suffisant pour effectuer l'opération complète de relevage du demi-pylône supérieur ; The fire pumps existing on a service vessel (such as 11 Figure 3) provide a pressure of 0.8 to 1 MPa, which is sufficient to effect the complete lifting operation of the upper half-pylon; selon le débit refoulé par cette pompe, le déploiement peut ainsi être effectué en deux ou trois heures. according to the flow rate delivered by the pump, the deployment can thus be carried out in two or three hours.
A titre d'exemple, dans la configuration d'éolienne décrite précédemment, l'ensemble mobile incluant le demi-pylône supérieur nécessite une pression de 0,25 MPa au niveau du piston pour effectuer le relevage. For example, in the wind turbine configuration described above, the movable assembly including the pylon upper half requires a pressure of 0.25 MPa on the piston to effect pumping.
Les figures 8,9 et 10 illustrent l'utilisation de la poussée d'Archimède pour effectuer de manière simplifiée une partie du relevage de la superstructure 3b, 4 de l'éolienne 1. Figures 8,9 and 10 illustrate the use of buoyancy to perform in a simplified manner a part of the raising of the superstructure 3b, 4 of the wind turbine 1.
Dans les trois figures, l'éolienne est représentée en vue de côté au-dessus du plan AA-BB, et est représentée en coupe en dessous dudit plan. In the three figures, the turbine is shown in a side view above the AA-BB plane, and is shown in section below said plane.
Lors du transport et de l'installation, la cavité tubulaire délimitée par les parois du demi-pylône inférieur 3a est vide d'eau, et l'extrémité inférieure du demi-pylône supérieur 3b repose sur le fond étanche 88 du corps tubulaire du demi-pylône inférieur 3a. During transport and installation, the tubular cavity defined by the walls of the lower half-mast 3a is empty of water, and the lower end of the upper half-mast 3b based on the sealed bottom 88 of the tubular body of the half -pylône lower 3a. Le demi-pylône supérieur a été rendu étanche de manière à ce que l'eau ne pénètre pas à l'intérieur ; The upper half-mast was sealed so that water does not penetrate therein; de la même manière, la structure de guidage est étanche. In the same way, the guiding structure is waterproof. Aucun joint d'étanchéité, tel le joint 40 (figure 7), n'est installé en bas de ladite structure 16 de guidage et les patins de guidage 17a-17b laissent passer l'eau. No seal, such as seal 40 (Figure 7), is installed at the bottom of said guide structure 16 and 17a-17b guide pads allow water to pass. Dès que l'on remplit d'eau de mer la cavité (telle que 87 figure 7) délimitée par le demi-pylône inférieur, la poussée d'Archimède s'applique sur la portion inférieure mouillée du demi-pylône supérieur et de la structure 16 de guidage, et a pour conséquence d'effectuer le relevage de la partie supérieure 3b, dès lors que la poussée verticale dirigée vers le haut, est supérieure au poids propre de l'ensemble mobile, auquel s'ajoutent les efforts de frottement dans la structure. As soon as the sea water filling the cavity (such as 87 in Figure 7) defined by the lower half-tower, the buoyant force is applied to the wetted lower portion of the upper half-mast and the structure 16 guide, and has the effect to perform the lifting of the upper portion 3b, since the vertical thrust directed upward is greater than the own weight of the movable assembly, which are added friction efforts in the structure.
A cet effet, comme illustré figure 8, on met en communication par un orifice 50 prévu dans la paroi délimitant la cavité tubulaire 87 du demi-pylône inférieur 3a, au moyen d'une vanne non représentée, la mer avec l'intérieur du demi-pylône inférieur For this purpose, as shown in Figure 8, is brought into communication with a port 50 provided in the wall defining the tubular cavity 87 of the lower half-mast 3a, by means of a valve not shown, the sea with the interior of half lower -pylône
3a. 3a. La partie hachurée 51-52 représente le volume mouillé provoquant la poussée d'Archimède, dont la résultante est repérée F. The hatched part represents 51-52 wet volume causing buoyancy, whose resultant is marked F.
Lorsque la force F est supérieure à la force P dirigée vers le bas et correspondant à l'ensemble constitué du poids propre du demi-pylône supérieur, de l'éolienne 4 et des frottements, il en résulte un soulèvement général dudit ensemble, jusqu'à ce que la force F dirigée vers le haut s'équilibre avec la force P dirigée vers le bas, comme représenté sur la figure 9. When the force F exceeds the force P directed downward and corresponding to the assembly consisting of the own weight of the upper half-tower, wind 4 and friction, it results in a general rising of said set, up that the force F directed upward is balanced with the force P directed downward, as shown in Figure 9.
Si l'on continue à remplir le demi-pylône inférieur 3a à l'aide, par exemple, d'une pompe du réseau d'incendie du navire d'intervention 11, connectée à l'orifice 50, jusqu'à atteindre le niveau de la plate-forme 8 au niveau du plan BB, l'ensemble s'équilibre comme représenté sur la figure 10. If one continues to fill the lower half-mast 3a using, for example, a pump of the fire network service vessel 11, connected to the orifice 50, until it reaches the level of the platform 8 at the plane BB, the assembly is balanced as shown in Figure 10.
En utilisant ainsi la poussée d'Archimède, une grande partie de l'opération de relevage est effectuée de manière simple et rapide. By thus using the buoyancy, a large part of the lifting operation is carried out quickly and easily. La fin du relevage est alors, par exemple, effectuée au moyen des treuils à câble, linéaire ou à tambour, sur une distance très limitée. The end of the linkage is then, for example, carried out by means of winches cable, linear or drum, over a very limited distance.
En remplaçant l'eau de mer par un produit plus dense, par exemple une boue constituée par de la baryte en suspension dans l'eau, on obtient un composé fluide dont la densité peut atteindre 2.5 à 3 par rapport à l'eau de mer, le niveau de relevage atteint sera alors sensiblement dans le même rapport. Substituting sea water by a denser product, for example a slurry consisting of barite suspended in water, there is obtained a compound fluid whose density can reach 2.5 to 3 relative to seawater the lift reached level will be substantially in the same report.
A titre d'exemple, dans la configuration d'éolienne décrite précédemment pour expliciter le pa, l'ensemble mobile du demi-pylône supérieur 3b et de l'éolienne 4 remontent, sous l'effet de la poussée d'Archimède, de 5 m dans le cas de la figure 9 et de 30 m dans le cas de la figure 10. For example, in the wind turbine configuration described above to explain the pa, the movable assembly of the half-tower upper 3b and 4 wind back under the effect of buoyancy, 5 m in the case of Figure 9 and 30 m in the case of FIG 10.
Si le remplissage du demi-pylône inférieur est effectué avec un béton, un mortier ou du coulis de ciment, la résistance du mât à la houle est sensiblement améliorée après la prise du ciment. If the filling of the bottom half-pylon is performed with a concrete, mortar or grout, the strength of the mast to swell is substantially improved after the cement.
La figure 11 représente une variante de l'embase gravitaire, comportant des renforts 60 dans la partie inférieure du pylône. 11 shows a variant of the gravity base, comprising reinforcements 60 in the lower part of the pylon. Une échelle d'accès 61 relie la surface de l'eau à la plateforme 8 d'assemblage, au niveau de laquelle se trouve la porte d'accès 62. La partie inférieure du pylône peut être ballastée avec des granulats lourds pour augmenter la stabilité de l'ensemble ; An access ladder 61 connects the surface of the water to the platform assembly 8, at which there is the access door 62. The lower portion of the pylon can be ballasted with heavy aggregates to increase stability from the whole ; alternativement lorsque ce volume est seulement rempli d'eau de mer, on peut ajouter des additifs anticorrosion de manière à éviter toute dégradation dans le temps de la structure, et ce, pendant toute la durée de vie de l'éolienne, laquelle peut atteindre et dépasser 20 années. alternatively when this volume is only filled with sea water, can be added anti-corrosion additives in order to avoid any degradation over time of the structure, and that, throughout the lifetime of the wind turbine, which can reach and exceed 20 years.
La présente invention a été décrite principalement dans le cadre d'une éolienne offshore, mais le pylône réalisé en deux tronçons télescopiques présente un avantage The present invention has been described primarily in the context of an offshore wind turbine, but the pylon made in two telescopic sections has an advantage
considérable dans l'installation des éoliennes conventionnelles à terre, car les engins de levage nécessaires seront beaucoup moins puissants du simple fait que la hauteur maximale de travail sera sensiblement divisée par deux et que la charge la plus importante à manutentionner est en général la génératrice proprement dite, associée à son moyeu et aux pales. considerable in the installation of conventional wind turbines on land, because lifting equipment needed will be much less powerful simply because the maximum working height will be approximately halved and the largest load to be handled is generally the generator itself said, associated to the hub and blades.
La présente invention a été décrite sur la base de deux tronçons de pylône télescopique, mais dans certains cas, on considèrera avantageusement trois tronçons ou plus, lesdits tronçons se télescopant l'un l'autre, de manière successive. The present invention has been described on the basis of two sections telescopically pylon, but in certain cases it will be considered advantageously three or more sections, said sections telescoping one another, in succession.
REVENDICATIONS 1. Support d'éolienne (1) caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux parties (3a, 3b) mobiles l'une par rapport à l'autre entre une configuration ramassée et une configuration déployée du support. CLAIMS 1. Wind Support (1) characterized in that it comprises at least two parts (3a, 3b) movable relative to one another between a gathered configuration and a deployed configuration of the support.
2. Pylône (3a, 3b) support d'éolienne (1) caractérisé en ce qu'il est télescopique. 2. The pylon (3a, 3b) to wind carrier (1) characterized in that it is telescopic.
3. Support ou pylône selon la revendication 1 ou 2, qui comporte une partie inférieure (3a) de forme allongée et une partie supérieure (3b) de forme allongée, lesdites parties inférieures et supérieures étant montées coulissantes l'une par rapport à l'autre et en partie au moins emboîtées l'une dans l'autre. 3. Support or pylon according to claim 1 or 2, which comprises a lower part (3a) of elongate shape and an upper portion (3b) of elongated shape, said lower and upper portions being slidably mounted relative to the other and at least partially fitted one into the other.
4. Support ou pylône selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, qui comporte en outre des moyens d'érection du support ou pylône. 4. Support or pylon according to any one of claims 1 to 3 which further comprises means for erecting the pylon or support.
5. Support ou pylône selon la revendication 4, dans lequel lesdits moyens d'érection comportant des moyens de traction comportant un lien (19) déformable tel qu'un câble, des moyens (18) de solidarisation d'une extrémité du lien à une première des parties mobiles du support ou pylône, ainsi que des moyens (9,20) de guidage, d'appui, de traction et/ou d'enroulement dudit lien, qui sont solidaires d'une deuxième desdites parties mobiles du support ou pylône. 5. Support or pylon according to Claim 4, wherein said means for erection comprising traction means comprising a link (19) deformable such as a cable, means (18) for securing one end of the link to a first moving parts of the pylon or support, as well as means (9,20) for guiding, support, traction and / or winding of said link, that are integral with a second of said movable parts of the support or pylon .
6. Support ou pylône selon la revendication 4 ou 5, dans lequel lesdits moyens d'érection comportent des moyens de poussée ou de traction hydraulique. 6. Support or pylon according to Claim 4 or 5, wherein said erection means comprises means for pushing or hydraulic traction.
7. Support ou pylône selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel une partie inférieure (3a) du support ou pylône comporte un premier corps tubulaire étanche obturé par une première paroi (88) étanche à l'intérieur duquel peut coulisser une portion inférieure d'une partie supérieure (3b) du support ou pylône. 7. Support or pylon according to any one of claims 1 to 6, wherein a lower portion (3a) of the pylon or support comprises a first sealed tubular body closed by a first wall (88) sealed within which is slidable a lower portion of an upper part (3b) of the support or pylon.
8. Support ou pylône selon la revendication 7, dans lequel ladite partie supérieure (3b) du support ou pylône comporte un deuxième corps tubulaire étanche obturé par une deuxième paroi étanche (15), et dans lequel ledit premier corps est muni de moyens (50) d'introduction d'un fluide ou d'une pâte dans une cavité (87) allongée délimitée par ce premier corps. 8. pylon or support according to claim 7, wherein said upper portion (3b) of the pylon or support comprises a second sealed tubular body closed by a second sealing wall (15), and wherein said first body is provided with means (50 ) for introducing a fluid or a paste in a cavity (87) delimited by the elongated first body.
9. Support ou pylône selon la revendication 8, qui comporte en outre des moyens (40) d'étanchéité adaptés pour empêcher ou limiter une fuite d'un fluide moteur introduit dans ladite cavité par passage entre lesdits premier et deuxième corps. 9. Support or pylon as claimed in claim 8 which further comprises means (40) for sealing suitable to prevent or limit leakage of a working fluid introduced into said cavity by passing between said first and second bodies.
10. Eolienne (1) comportant un moteur à vent associé à un générateur électrique (4b, 4c) supporté par un support ou pylône conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9. 10. Wind turbine (1) comprising a wind motor associated with an electrical generator (4b, 4c) carried by a pylon or support according to any one of claims 1 to 9.
11. Eolienne selon la revendication 10 comportant en outre des moyens de verrouillage du pylône en position déployée. 11. Wind turbine according to claim 10 further comprising pylon means for locking in the deployed position.
12. Eolienne selon la revendication 10 ou 11 comportant en outre une embase (2) immergée à une profondeur au moins égale à 10 mètres. 12. Wind turbine according to claim 10 or 11 further comprising a base (2) submerged to a depth at least equal to 10 meters.
13. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 comportant un moteur à vent associé à un générateur électrique (4a) dont la puissance est située dans une plage allant de 100 kW à 10 MW. 13. Wind turbine according to any one of claims 10 to 12 comprising a wind motor associated with an electrical generator (4a) whose power is in a range of 100 kW to 10 MW.
14. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 10 à 13 comportant un moteur à vent dont l'axe est sensiblement horizontal. 14. Wind turbine according to any one of claims 10 to 13 comprising a wind motor whose axis is substantially horizontal.
15. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 10 à 14 comportant une embase (2) gravitaire contenant un lest (7) reposant sur le fond (84) des eaux, et dont le sommet (93) de la partie inférieure du pylône est émergé. 15. Wind turbine according to any one of claims 10 to 14 comprising a base (2) containing a gravity ballast (7) resting on the bottom (84) of water, and the vertex (93) of the lower portion of the pylon is emerged.
16. Procédé de construction d'une éolienne (1) comportant un moteur à vent (4b, 4c) et un générateur (4a), un support ou pylône déployable supportant le moteur et/ou le générateur, et une embase (2) supportant le support ou pylône, qui comporte successivement les opérations suivantes : - on construit l'embase, - on solidarise une partie inférieure (3a) du support ou pylône à l'embase, - on emboîte au moins une partie supérieure (3b) du support ou pylône supportant le moteur et/ou le générateur dans ladite partie inférieure de façon à ce que le support ou pylône présente une configuration ramassée, puis : - on déplace l'embase et le support ou pylône jusqu'à atteindre un site d'installation de l'éolienne, puis : - on installe l'embase en position définitive, - on déploie le support ou pylône en utilisant des moyens d'érection solidaires et/ou 16. A method of constructing a wind turbine (1) comprising a wind motor (4b, 4c) and a generator (4a), a support or pylon deployable supporting the motor and / or generator, and a base (2) supporting the pylon or support, which comprises in succession the steps of: - constructing the base, - is secured a lower portion (3a) of the pylon or support to the base, - it engages at least an upper portion (3b) of the support or pylon supporting the motor and / or generator in said lower portion so that the support or pylon has a gathered configuration, then: - the base is moved and the support or pylon until an installation site wind, then: - the base is installed in its final position, - one deploys the pylon or support using means integral erection and / or
en partie au moins incorporés à l'éolienne et en particulier au support ou pylône. at least partially incorporated in the wind turbine and in particular the pylon or support.
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel le déplacement de l'embase solidaire du support ou pylône s'effectue en partie au moins par voie maritime, par poussée ou traction de l'embase qui est en partie au moins immergée. 17. The method of claim 16, wherein the displacement of the base secured to the pylon or support takes place at least partially by sea, by pushing or pulling the base which is at least partially submerged.
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel on utilise des flotteurs (5a, 5b) solidaires de l'embase et/ou du support ou pylône, qui contribuent à la flottabilité de l'ensemble et qui sont en partie au moins désolidarisés de l'éolienne, une fois celle-ci en place. 18. The method of claim 17, wherein use floats (5a, 5b) integral with the base and / or the pylon or support, which contribute to the buoyancy of the assembly and which are at least partially disconnected from wind, once it up.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel, lorsque l'embase solidaire du support ou pylône a été déplacée jusqu'à la verticale du site d'implantation de l'éolienne, on provoque une diminution de la flottabilité de l'ensemble de façon à immerger l'embase et une partie au moins de la partie inférieure du support ou pylône, et on déploie le support ou pylône en exerçant une traction et/ou une poussée entre lesdites parties inférieure et supérieure du support ou pylône. 19. A method according to any one of claims 16 to 18, wherein when the base secured to the pylon or support has been moved to the vertical position of the wind turbine installation site, a decrease is caused buoyancy of the assembly so as to submerge the base and at least part of the lower part of the pylon or support, and deploys the pylon or support by pulling and / or pushing between said lower and upper parts of the support or pylon.
20. Utilisation d'une composition fluide ou pâteuse pour déployer un support ou pylône d'éolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 20. Use of a liquid or pasty composition to deploy a support or wind turbine tower according to any of claims 1 to 9.
21. Utilisation selon la revendication 20 dans laquelle ladite composition est choisie parmi le groupe de compositions consistant en une composition comportant de l'eau de mer, une composition comportant du ciment, une composition comportant de la baryte, et dans laquelle ladite composition est introduite sous pression dans ledit support ou pylône d'éolienne. 21. Use according to claim 20 wherein said composition is selected from the group of compositions consisting of a composition comprising sea water, a composition comprising cement, a composition comprising barite, and wherein said composition is introduced under pressure into said support or wind turbine tower.
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