Calculateur avancé de dommage d'éoliennes et estimateur de durée de vie restante

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Les éoliennes sont conçues pour opérer selon un profil estimé des conditions environnementales d'un site donné. La norme IEC 64100-1 définit des classes d'éoliennes en fonction de ces conditions. Lors de la conception, les manufacturiers effectuent le dimensionnement de ces équipements selon chaque classe. La durée de vie prévue des éoliennes lors de leur conception est nominalement de 20 ans. Aujourd'hui, l'âge moyen des éoliennes au Québec est d'environ 10 ans. Les coûts élevés d'acquisition, d'installation et d'indisponibilité poussent les exploitants des parcs éoliens à s'interroger sur la politique optimale de maintenance à adopter. Par conséquent, le développement d'outils d'aide à la décision pour établir un choix économiquement justifié (ex. réparation ou remplacement) tout en minimisant le risque associé à opérer ce genre d'équipement. Ainsi, l'estimation précise de la fiabilité résiduelle de ce type d'équipement devient un enjeu stratégique pour les exploitants de parcs.Le présent projet met en oeuvre des travaux multidisciplinaires regroupant divers domaines tels que la mécanique de rupture, la fiabilité, le pronostic et l'apprentissage. En plus des données opérationnelles déjà disponibles, nous projetons d'instrumenter 3 éoliennes. Avec les capteurs usuels (ex. vibration, température...) et l'installation de jauges de déformation au niveau du raccordement entre les pâles et le moyeu (point des contraintes maximales), on prévoit capter le profil réel des sollicitations mécaniques induites par le vent. Ce profil capté sera extrapolé pour simuler un profil de vie plausible pour un site donné. La connaissance de la topographie du terrain permettra d'extrapoler le profil à des sites semblables. La fatigue sera étudiée en priorité comme principale mode de défaillance. Les travaux projetés contribueront à mieux connaitre la nature et les amplitudes des sollicitations mécaniques sur la structure ce qui permettra un calcul plus précis de la durée de vie résiduelle et d'établir des pronostics précis.#(cr)#(lf)Wind turbines are designed to operate according to an estimated profile of the environmental conditions of a given site. The IEC 64100-1 standard defines wind turbine classes according to these conditions. During the design, the manufacturers make the dimensioning of this equipment according to each class. The expected life of the wind turbines when they are designed is nominally 20 years. Today, the average age of wind turbines in Quebec is about 10 years. The high costs of acquisition, installation and unavailability drive wind farm operators to question the optimal maintenance policy to adopt. As a result, the development of decision support tools to establish an economically justified choice (e.g., repair or replacement) while minimizing the risk associated with operating such equipment. Thus, the precise estimate of the residual reliability of this type of equipment becomes a strategic issue for the fleet operators.This project implements multi-disciplinary work encompassing various areas such as fracture mechanics, reliability, prognosis and learning. In addition to operational data already available, we plan to instrument three wind turbines. With the usual sensors (e.g. vibration, temperature ...) and the installation of strain gauges at the connection between the blades and the hub (maximum stress point), it's expected to capture the actual profile of the mechanical stress induced by the wind. . This captured profile will be extrapolated to simulate a plausible life profile for a given site. Knowledge of the terrain topography will extrapolate the profile to similar sites. Fatigue will be studied primarily as the main mode of failure. The projected works will contribute to better knowing the nature and the amplitudes of the mechanical stresses on the structure, which will allow a more precise computation of the residual lifespan, and to establish precise predictions.