Adrien Jeckelmann
L’énergie éolienne connaît actuellement un tournant majeur. Alors que la technologie semble prête pour des « megaéoliennes » profitant du vent plus puissant et plus constant qui agit à des hauteurs supérieures à 100 mètres, les mâts classiques en acier atteignent rapidement leurs limites techniques. Ces mâts tubulaires ne sont pas adaptés pour répondre aux futures éoliennes. De plus, les nouvelles hauteurs posent également la question de la méthode de construction : la grue nécessaire pour monter les pièces devient un défi de construction à elle seule. Une alternative courante au mât en acier est la tour en béton. Plus massive mais permettant d’approcher une meilleure forme, cette solution est souvent utilisée entièrement ou pour la première partie du mât en combinaison avec une seconde partie en acier. Cependant, l’utilisation de cette technique pour une éolienne de grande hauteur mène à des structures très imposantes. Le présent travail de Master, après avoir rapidement introduit la thématique, propose la conception d’un mât modulaire répondant aux problématiques d’une éolienne de grande hauteur. La réflexion se base sur le potentiel d’utilisation du CFUP, composite cimentaire fibré à ultra haute performance. Cette technologie permettant de concevoir des éléments à géométrie complexe offre au concepteur des nouvelles perspectives architecturales et ajoute une dimension esthétique à l’aspect purement structurel. Dans un premier temps, un mât en CFUP à géométrie simple est étudié afin de poser les bases de la conception. Le comportement dynamique est calculé pour correspondre au comportement réel d’une éolienne au Jura ayant fait l’objet d’un monitoring. Les concepts-clés ainsi que différents choix constructifs mènent dans un second temps à l’élaboration d’une nouvelle structure. Celle-ci prend le parti de s’affranchir des mâts existants en proposant une méthode de construction innovante ainsi qu’une géométrie filaire très transparente. Une modélisation non-linéaire est proposée pour le dimensionnement des éléments de l’éolienne. Les sollicitations sont issues des données de monitoring pour permettre un calcul au plus proche des conditions réelles sur le site choisi. L’association d’éléments en CFUP avec une précontrainte extérieure permet une utilisation optimale des matériaux. Le résultat qui en ressort est une tour adaptée aux besoins actuels et futurs, orientée vers l’efficience. La méthode de construction choisie offre une grande liberté dans l’exécution et se démarque par sa modularité, de sorte que le concept peut être facilement étendu pour des hauteurs plus élevées. Le rendu final consiste en un rapport technique agrémenté d’un rapport de synthèse destiné à présenter le concept du mât, ainsi que d’un plan général et la note de calcul.
2018
