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L'IRT Jules Verne optimise les composites pour les énergies marines

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L'IRT Jules Verne optimise les composites pour les énergies marines

Modélisation de la résistance de pales d'hydrolienne, notamment le vieillissement des composites dans l'eau de mer IRT Jules Verne

© IRT Jules Vernes

Les composites sont des matériaux au comportement complexe, notamment quand on les met en présence d’eau de mer. C’est pour s’attaquer à ce problème, qui touche les éoliennes offshore et les hydroliennes, que l’IRT Jules Verne, axé sur la fabrication de structures (aéronautique, automobile, construction navale et énergies marines renouvelables), développe des modèles de simulation spécifiques.

Comment garantir la tenue mécanique d’une pale soumise au milieu marin (éolienne) ou immergée (hydrolienne) ? Quelle quantité d’eau de mer sera absorbée par le composite, avec quelles conséquences ? Le matériau gonfle, sa masse augmente, ce qui n’est pas sans incidence pour des éoliennes de 160 mètres de diamètre… Les propriétés mécaniques sont affectées et des gonflements locaux peuvent même endommager les pales. « Nous développons ou adaptons des modèles de simulation du vieillissement du composite en présence d’eau de mer afin de prévoir l’endommagement par fatigue et les risques de rupture brusque de la pale », indique Tanguy Moro, le responsable de l’équipe simulation de l’IRT.

Simuler la diffusion de l’eau à l’échelle de la microstructure du matériau

Un premier projet, avec le laboratoire GeM de Nantes (­Loire-Atlantique), le Centre technique des industries mécaniques (Cetim) et des industriels (DCNS, General Electric, STX), a permis de valider, en corrélation avec des essais, un modèle de simulation de la diffusion de l’eau à l’échelle de la microstructure du matériau. Un nouveau projet, poursuivi avec GE, le bureau d’études SC Méca et Bureau Veritas, vise à étendre la modélisation à une structure entière et à intégrer les nouveaux modèles dans un code de calcul commercial, Abaqus, utilisé par les industriels. Ces derniers pourront alors mieux prévoir la durée de vie des structures en mer, anticiper la maintenance et améliorer la conception des pales.

Simuler un procédé de fabrication de pale d’hydrolienne

L’IRT veut ensuite monter un projet collaboratif avec des éditeurs de logiciels pour transformer les codes développés en véritables produits commercialisables – cette démarche est déjà lancée pour des modèles de simulation destinés à l’automobile. Par ailleurs, toujours dans les énergies marines, l’équipe simulation est intervenue pour simuler un procédé de fabrication de pale d’hydrolienne en une seule étape, par injection de résine dans une préforme contenant une structure complexe de fibres et de renforts. « Le but est de définir, au moyen du logiciel de simulation de ­Moldex3D, la meilleure stratégie d’injection (points d’injection, pression, température de la résine…) », précise Tanguy Moro. L’enjeu ? Se limiter à un minimum d’essais de fabrication, quand chaque structure coûte entre 15 000 et 50 000 euros…

Thierry Lucas

IRT Jules Vernes

Création 5 mars 2012

Projets en cours 53 Terminés 16 (dont 3 européens)

Plates-formes et équipements 8

Brevets 28 Publications 120 Transferts technologiques 15

Collaborateurs 104 (dont 20 doctorants)

Partenaires industriels 51 Académiques 14 

Financement PIA 115 millions d’euros

 

 

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