Schaeffler France SAS

 

 

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2012-01-09 | 000-003-309 FR-FR
SCHAEFFLER FRANCE SAS, SCHWEINFURT

Schaeffler met en service le banc d’essai « Astraios » pour les roulements de grande dimension

Après moins de deux années de conception et de réalisation, le groupe Schaeffler a mis en service sur le site de Schweinfurt, mercredi 23/11/2011, le plus grand banc d’essai pour les roulements de grande dimension, le plus moderne et le plus performant. Sur ce banc des roulements d’un poids jusqu’à 15 tonnes et d’un diamètre extérieur maximal de 3,5 m, tels qu‘utilisés dans les éoliennes, peuvent être testés à l’aide d’un vaste programme de simulation dans des conditions proches de la réalité. Ainsi Schaeffler contribue de façon significative à une conception plus rapide et plus fiable des éoliennes et accroit la rentabilité et la sécurité pour les clients. Avec un coût de l’ordre de sept millions d’euros, le banc d’essai Schaeffler pour les roulements de grande dimension est un investissement déterminant pour la poursuite du développement des énergies renouvelables et pour le centre de développement de Schweinfurt.

En premier lieu, le nouveau banc d’essai va être utilisé pour tester les roulements de rotor des éoliennes de la classe des multi-mégawatts et va déboucher sur une meilleure compréhension du système complet, des facteurs d’influence et de leur interaction au niveau de la chaîne cinématique des éoliennes. Les roulements qui en résulteront, se caractériseront par un frottement moindre et un dimensionnement plus fiable. Parallèlement les essais vont donner des indications et des recommandations pour le fonctionnement et la maintenance de l’installation ainsi que pour une construction adjacente optimale. Le banc d’essai a pour nom « Astraios » un titan de la mythologie grecque et père des quatre dieux des vents.

Schaeffler parfaitement préparé aux opportunités liées au bouleversement des énergies

Pour Maria-Elisabeth Schaeffler, propriétaire du groupe Schaeffler, le banc d’essai est déterminant pour les grandes tâches à venir de même que pour façonner les valeurs de l’entreprise telles que capacité d’innovation et esprit de pionnier, productivité, respect de la qualité et fidélité au site. Dans son allocution de bienvenue, elle a mis en avant les opportunités créées par les bouleversements énergétiques pour la construction de machines et d’installations. « Le banc d’essai pour les roulements de grande dimension est pour Schaeffler un pas déterminant pour continuer à renforcer notre stratégie de croissance dans le domaine des énergies renouvelables » expliquait Maria-Elisabeth Schaeffler

Dr Anja Weisgerber, MdEP et membre du comité de l’environnement au sein du parlement européen, a souligné la position technologique de pointe de Schaeffler dans l’éolien et a remercié, au nom du maire de Schweinfurt, Sebastian Remelé et des conseillers municipaux présents, pour l’investissement réalisé sur le site de développement de Schweinfurt. Elle a ajouté que la mission principale des politiciens est de promouvoir la recherche et le développement des énergies renouvelables et des technologies de stockage, ainsi que l’expansion du réseau d’infrastructures, même au-delà des frontières nationales.

« La nécessité d’une expansion rapide de l’infrastructure internationale » de rajouter Heiko Roß, membre du comité directeur technique de l’entreprise Windreich AG. L’entreprise planifie, construit, finance et exploite des éoliennes et a érigé plus de 1000 éoliennes onshore. Le domaine offshore dans la mer du nord, coté Allemagne, représente le plus grand potentiel de croissance. « Cette technologie nécessite tout particulièrement une fiabilité technique absolue expliquait Heiko Roß. « Le banc d’essai de Schaeffler constitue ainsi la condition préalable »

Le Dr Jürgen M. Geißinger, président du comité directeur de Schaeffler AG, voit l’entreprise parfaitement préparée aux exigences globales des énergies renouvelables grâce à ses produits et ses technologies innovants et à son positionnement sur les marchés émergeants. „ Parallèlement à l’énergie éolienne, l’énergie solaire ainsi que les énergies marémotrices et houlomotrices gagnent en importance. Nos solutions contribuent fortement à la rentabilité et à la fiabilité de ces nouvelles technologies“ expliquait le Dr Geißinger.

Conception et principe de fonctionnement du banc d’essai pour les roulements de grande dimension

Le banc d’essai simule, au plus près de la réalité, les charges statiques et dynamiques ainsi que les moments qui s’exercent sur les roulements du rotor et sur les couronnes d’orientation. Toutes les conceptions de roulements de rotor pour éoliennes d’une puissance jusqu’à six mégawatts peuvent être testées. Les analyses fonctionnelles fournissent des renseignements sur la cinématique du roulement, sa température et son comportement au frottement, sur les contraintes et les déformations. Les données nécessaires à cette analyse sont recueillies au travers de plus de 300 capteurs fixés sur et à l’intérieur des roulements.

Le composant le plus important du banc est le châssis reprenant les charges. Quatre vérins hydrauliques asservis radiaux et quatre axiaux y sont fixés. Ils génèrent les charges et moments réels qui s’exercent sur une éolienne. Les vérins radiaux simulent la masse d’un moyeu de rotor avec ses pales; les vérins axiaux génèrent les charges dues au vent.

Dans les grandes installations, le rotor et le moyeu peuvent peser plus de 100 tonnes. Cette masse s’exerce sur le roulement et génère une charge radiale statique ainsi que les couples de basculement statiques. Les quatre vérins radiaux sont dimensionnés en conséquence. Chaque vérin peut exercer une charge maximale d’un méga newton correspondant à une masse de 100 tonnes. Les vérins axiaux sont encore plus puissants. Chacun dispose d’un potentiel de charge de 1.5 méga newton pour la simulation de la charge axiale statique ainsi que des moments dynamiques dus à l’inclinaison et à la giration. Cette inclinaison et cette giration sont comparables à une tête que l’on lève ou baisse en même temps qu’elle tourne.

Par l’intermédiaire de la chaîne cinématique et de ses trains planétaires, diverses vitesses de vent peuvent être simulées. Les vitesses typiques se situent entre 4 et 20 tours par minute. Néanmoins des vitesses nettement plus élevées sont possibles. Le châssis support représente la liaison avec la gondole de l’éolienne. Il est bien connu que le vent est rarement constant en intensité et en direction. Il agit avec une intensité variable et à divers endroits de l’éolienne. S’il agit en haut ou en bas des pales du rotor, il provoque un moment dynamique de basculement. Si le vent tourne ou souffle plus fort par le coté, apparait en plus un moment dynamique de giration.

Les éoliennes sont soumises à des sollicitations particulièrement complexes du fait de conditions de vent qui varient constamment. Une tâche herculéenne non seulement pour le banc d’essai et les huit vérins qui simulent en interaction toutes les charges et moments réels mais également pour SARA qui assure l‘asservissement automatique des nombreux paramètres de mesure, de régulation et de pilotage. SARA signifie „Schaeffler Automation System for Research & Development Applications“. SARA détermine les valeurs de consigne en fonction des charges dues au vent, asservit les servocommandes à dynamique élevée des vérins, pilote et régule toutes les unités, veille à la mesure et à l’enregistrement de toutes les données, est capable de recueillir les mesures télémétriques provenant du roulement, visualise toutes les valeurs recommandées, effectives et limites, exploite les valeurs mesurées et établit le procès verbal.