Pourquoi surveiller les fondations des éoliennes ?

Dans cet article, nous explorons le rôle critique de la surveillance de la santé structurelle des fondations d'éoliennes, que ce soit dans le cadre de campagnes d'inspection ou d'opérations et de maintenance régulières. 

Bien que la surveillance des éoliennes se concentre généralement sur les pales et les composants mécaniques, il est essentiel de reconnaître les avantages opérationnels, financiers et de gestion des risques de la surveillance des fondations. Nous verrons comment la surveillance des fondations peut optimiser l'efficacité des parcs éoliens, réduire les coûts, garantir la conformité aux normes de sécurité et prolonger la durée de vie des éoliennes. Ce dernier point est particulièrement pertinent dans le contexte actuel où l'infrastructure des parcs éoliens vieillit : la nécessité de prolonger la durée de vie de ces actifs devient critique pour répondre à la demande anticipée de sources d'énergie propres. 

Nous examinons également l'impact du changement climatique sur les tours et les fondations des éoliennes et proposons des mesures pour atténuer les risques. 

Rejoignez-nous pour découvrir les meilleures pratiques en matière de protection des fondations des éoliennes face au changement climatique, et découvrez le potentiel de cette approche pour faire progresser la durabilité de l'énergie éolienne.

Les enregistreurs de données sans fil Worldsensing enregistrent l'inclinaison de la tour, la tension des boulons et l'affaissement des fondations au Danemark dans le cadre du projet Horizon 2020 Virtuwind de l'Union européenne (convention de subvention n° 671648).

Avantages opérationnels

Détection précoce des problèmes: La surveillance régulière des paramètres structurels clés, tels que l'inclinaison et les déplacements verticaux et horizontaux, permet d'identifier rapidement les problèmes structurels et d'effectuer les réparations ou la maintenance en temps voulu. Cela permet de minimiser les temps d'arrêt et de maximiser l'efficacité opérationnelle des éoliennes. Les capteurs typiques utilisés sont les inclinomètres, les jauges de contrainte pour vérifier les hypothèses de conception sous charge, et les fissuromètres pour surveiller l'évolution des fissures une fois qu'elles sont détectées.

Performance optimale: En surveillant attentivement la santé structurelle des éoliennes, il est possible de détecter rapidement toute déviation ou anomalie et de garantir ainsi leur fonctionnement optimal. Le moindre mouvement des fondations peut créer une contrainte supplémentaire sur l'ensemble de l'éolienne, un facteur qui aurait pu être négligé lors de la phase de conception. En suivant le comportement des fondations des éoliennes, il est possible de mieux comprendre leur état, d'optimiser la production d'énergie et de minimiser les pertes de revenus résultant de performances insuffisantes ou de temps d'arrêt imprévus.

Il est également essentiel de prendre en compte l'impact du changement climatique sur ces structures, car les phénomènes météorologiques extrêmes peuvent entraîner une augmentation des charges et des contraintes. Les changements dans le régime des précipitations et la teneur en eau du sol peuvent également affecter la stabilité et la capacité portante des fondations, tandis que l'élévation du niveau de la mer et l'érosion côtière peuvent avoir un impact sur les fondations des éoliennes en mer.

Avantages financiers

Économies de coûts: En surveillant la santé structurelle des fondations des éoliennes, il est possible d'anticiper les défaillances potentielles ou les réparations majeures et d'y remédier de manière proactive. Cela permet d'éviter des réparations ou des remplacements d'urgence coûteux, qui nécessitent l'arrêt de l'éolienne (c'est-à-dire un temps d'arrêt non planifié), ce qui peut avoir un impact financier important.

Prolongation de la durée de vie et repowering: Dans le cadre des projets de prolongation de la durée de vie et de remise en puissance, la surveillance de la santé structurelle des fondations des éoliennes devient encore plus cruciale. Elle permet aux exploitants de parcs éoliens d'évaluer avec précision la durée de vie utile restante des fondations. En identifiant à l'avance toute dégradation ou détérioration, des mesures appropriées peuvent être prises pour prolonger la durée de vie des éoliennes au-delà de leur durée de vie opérationnelle initialement estimée. Cela permet également de déterminer si les fondations existantes sont adaptées à une remise en marche et si elles peuvent supporter les charges et les contraintes accrues associées à de nouvelles turbines plus puissantes. En surveillant les fondations, les exploitants peuvent prendre des décisions éclairées concernant leur modernisation ou leur remplacement afin de garantir la viabilité à long terme du parc éolien.

Avantages de la gestion des risques

Assurance de la sécurité: Les éoliennes sont soumises à divers facteurs environnementaux, notamment des vents violents, des vibrations et des conditions météorologiques extrêmes. La surveillance de la santé de la structure permet de garantir la sécurité des éoliennes et de minimiser le risque de défaillances catastrophiques qui pourraient mettre en danger le personnel ou les infrastructures voisines.

Conformité réglementaire: De nombreux pays ont mis en place des réglementations et des normes pour garantir l'intégrité structurelle des éoliennes. La surveillance et l'entretien réguliers des fondations aident les exploitants de parcs éoliens à se conformer à ces réglementations, ce qui leur permet d'éviter d'éventuelles sanctions et problèmes juridiques.

Dans l'ensemble, la surveillance de la santé structurelle des fondations des éoliennes permet d'améliorer l'efficacité opérationnelle, de réaliser des économies financières et de gérer efficacement les risques. Elle permet une maintenance proactive, une détection précoce des problèmes et une prise de décision éclairée, maximisant ainsi les performances, la durée de vie et la sécurité des éoliennes, d'autant plus face aux défis du changement climatique.

Les enregistreurs de données Worldsensing sont capables de lire une grande variété de capteurs structurels, géotechniques et environnementaux, et d'envoyer les données sans fil à une passerelle. Avec une durée de vie de la batterie supérieure à 10 ans, les nœuds sans fil peuvent être facilement installés et, surtout, redéployés sur d'autres turbines avec un minimum d'effort. Les données peuvent être envoyées depuis des centaines de nœuds, couvrant plusieurs turbines, vers une passerelle unique située jusqu'à 15 km de distance, ce qui constitue une solution simple et sûre pour gérer les données critiques en matière de sécurité.

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