Calcul de basculement d'une éolienne

[Yanouch 29]

Bonjour,

Je suis en train de restaurer une ancienne éolienne de 1930 depuis l'été 2022
Le chantier avance bien et je commence à réfléchir au remontage
La turbine est montée sur un pylône en cornieres acier rivetées qui est solidaire de fondations que je me propose de refaire en béton armé.
Je n'ai pas les connaissances theoriques pour calculer la masse de beton ni même ses dimensions sous chaque pied du pylône et c'est pourquoi je m'adresse à vous.

Voila les données que je possède.
Hauteur totale de la machine: 22,5 m
Force du vent en rafales :200 km
Diametre de la turbine: 5m poids 1,5 t
Poids de la nacelle de maintenance :0,5 t
Hauteur du pylône 18,5 m poids 8t

A 12m de longueur le pylône fait 2,5m de largeur à sa base
A 30m de longueur le pylône fait 5m de largeur à sa base

J'ai vu sur internet que mon problème est essentiellement un basculement du à la force du vent et une compression du sol pouvant occasionner ce basculement.
Mon sol est de la roche de schiste à moins de 40 cm du sol, je suis sur le littoral breton... Je suis certain que ce sol ne va pas s'enfoncer... c'est juste impossible.

Voila si une personne souhaite m'accompagner dans le calcul... elle gagne un séjour en bretagne et un tour dans l'éolienne !
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[Yanouch 29]

Voila un dessin


Je pense que la première chose à faire c'est de calculer la surface du rotor pour connaitre la force appliquée dessus par un vent de 200kmh
J'ai lu que pour ces éoliennes, plus elles tournent vite plus leur rotor se comporte comme un mur et résiste au vent, donc si on prend un disque plein ça devrait incorporer le maximum de marges de sécurité

[Yanouch 29]

Je pense que la première chose a faire c'est de calculer la surface de résistance au vent pour en déduire une force
Pour la turbine, c'est la surface des pales. Cette turbine se comporte comme un mur quand elle tourne vite. Donc si je prends la surface d'un disque plein, je suis certain de ne pas me tromper.

Donc pi x rayon au carré = 2,5 x 2,5 x 3,14 = 19,635 m carré

[doudou911]

Bonsoir,

je n'y connais rien en éolienne , mais à mon avis au delà d'une certaine vitesse de vent , il faut mettre les pales en 'drapeau' et au minimum les bloquer.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Yanouch 29]

Autre part sur le forum j'ai trouvé cette formule

La force exercée par le vent est : F = 1/2 rho * S * v² * Cx
rho = masse volumique de l'air (1.3 kg/m^3)
S = surface du panneau (en m²)
v = vitesse du vent (en m/s)
Cx = coefficient d'aérodynamique, de l'ordre de 1 à 1,2
F en newtons

Donc pour moi ça fait
F= 0,65 x 19,635 x 55,555 x 3086,420 x 1,2 = 47268,444 newtons

[Yanouch 29]

Merci de votre réponse,
Oui mais si jamais le système de debrayage ne fonctionne pas... faut que le pylône tienne.

[Yanouch 29]

J'ai fais une erreur de frappe mais le résultat est bon
Il fallait lire
0,65 x 19,635 x 3086,42 x 1,2 = 47269,444 newtons

La question que je ose maintenant c'est la force mini quand l'éolienne est en sécurité dans le lit du vent
.
La formule doit être identique mais de profil la turbine ne fait plus que la largeur du rotor + celle du stator + Celle de tout ses tirants de renforts et des éléments associés.
Je vais calculer ça demain...

Bonne soirée

[Yanouch 29]

Calculer la surface du pylône va être plus coton, et comme le fabriquant a disparu depuis moulte il ne me reste plus qu'à me tourner vers EDF...

[f6bes]

Bsr à toi,
Calculer la surface au vent d'un pylone n'a rien de sorcier (ça prend un peu de temps).
Il faut pendre toutes des dimensions (longueur des montants , dimensions des ailes de corniéres)
et faire une multiplication.,
Tu obtiens une surface plane soumise à un vent dominant de ta région( voir carte des vents)
Si ton pylone te donne une surface (supposée) de 5 m2, tu multiplies ta surface par l'effort au m2 du vent.
(mais je doute que tu rouves des efforts pour vent de...200 kmh)
Reste à déterminer le point d'application de cette force.
Pour éviter tout ennui tu consiidéres que l'effort est appliquée en tete du pylone.
ne pas oublier de rajouter l'effort appliquer sur l'éolienne elle meme (suivant son orientation)
C'est pas un enfoncement du sol qui est à craindre, mais c'est le moment de stabilité qu'il va falloir
déterminer pour que le vent ne renverse pas l'ensemble à ...200 kmheure !!
EDF ne te sera d'aucun secours. C'est une probléme de calcul de massif dans un terrain...à connaitre.
(voie bureau d'étude pour se genre de calcul)
Bonne sirée