Maintenance des pales d'éoliennes : érosion du bord d'attaque, LPS et inspection sur cordes

Qu'est-ce que l'érosion du bord d'attaque

Le bord d'attaque est l'arête de la pale qui « fend » l'air. C'est aussi la partie qui reçoit de face la pluie, la grêle, les poussières et les insectes. Comme l'extrémité de la pale se déplace très vite, chaque goutte d'eau frappe la surface avec force. Répété des millions de fois, cet impact use progressivement le revêtement de protection, puis le mastic de remplissage et, enfin, le stratifié.

L'Agence internationale de l'énergie, lors d'une réunion d'experts de son programme sur l'énergie éolienne, a identifié l'érosion du bord d'attaque comme le principal facteur qui réduit, au fil du temps, la durée de vie des pales et l'énergie produite, et a noté que le phénomène n'est pas encore entièrement compris. Le sujet a ses propres symposiums, comme ceux qu'organise chaque année DTU Wind.

Pourquoi c'est important

Un bord d'attaque rugueux ou arraché modifie le profil aérodynamique de la pale : l'éolienne produit moins avec le même vent. Et l'usure ne s'arrête pas. Une érosion superficielle non traitée ouvre la voie à l'eau et peut atteindre le stratifié, et la réparation devient alors plus lourde.

C'est pourquoi il est utile d'inspecter régulièrement et de réparer tôt, tant que le dommage reste dans le revêtement.

Le système de protection contre la foudre (LPS)

Les éoliennes sont des structures hautes et isolées, souvent au sommet des reliefs. Elles sont frappées par la foudre. La pale possède son propre système pour conduire le courant de foudre jusqu'à la terre sans l'endommager : des récepteurs à la surface de la pale, reliés à un conducteur intérieur qui descend jusqu'au pied de pale.

La norme de référence est l'IEC 61400-24, qui traite de la protection contre la foudre des éoliennes, y compris des pales, et des méthodes permettant de vérifier que la protection répond aux exigences. Lors de l'inspection sur cordes, nous vérifions les récepteurs accessibles depuis l'extérieur : s'ils sont en place, s'ils présentent des traces d'impact ou de brûlure et si le matériau qui les entoure est endommagé. Les essais électriques et les critères d'acceptation suivent les procédures du fabricant et de l'exploitant.

Comment inspecter une pale sur cordes

La séquence est toujours la même, et elle commence bien avant que quiconque ne sorte de la nacelle :

• Préparation : procédure de l'exploitant, autorisation de travail, limites de vent et de météo définies, plan de sauvetage et matériel de sauvetage sur place.
• Arrêt et blocage : l'éolienne est arrêtée et le rotor bloqué, selon les procédures du fabricant et de l'exploitant, avec la pale à inspecter orientée vers le bas.
• Accès : l'équipe s'ancre aux points prévus de la nacelle et descend le long de la pale, avec deux cordes par technicien.
• Inspection : de près, le long du bord d'attaque, des surfaces, du bord de fuite et des récepteurs, avec photographies et localisation de chaque dommage.
• Rapport : chaque dommage est consigné avec sa position sur la pale, sa dimension approximative et une photographie, pour que l'exploitant décide quoi réparer et quand.

Et la réparation

Lorsque le dommage relève d'une réparation sur place, elle se fait depuis le même accès : nettoyage, retrait du matériau dégradé, préparation de la surface, remplissage et application de la protection du bord d'attaque. Les matériaux et la méthode sont ceux indiqués par le fabricant de la pale ou par l'exploitant, et de nombreux produits ne polymérisent correctement que dans certaines plages de température et d'humidité. C'est donc la météo qui commande le calendrier.

Les dommages structurels plus importants, comme des fissures profondes dans le stratifié, sortent du cadre d'une réparation simple et sont traités selon ce que le fabricant détermine.

Cordes, plateformes et robots

Il existe aujourd'hui trois façons d'atteindre la pale : des techniciens cordistes, des plateformes suspendues conçues pour les pales et, de plus en plus, des robots et des drones d'inspection. Les drones sont utiles pour un premier tri depuis le sol, et des projets comme Leading Edge Repair, au Danemark, développent des robots de réparation. Mais pour voir un dommage de près, le toucher et le réparer, il faut toujours quelqu'un au contact de la pale. L'accès par cordes le permet sans grue de grande hauteur ni plateforme sur le parc.

Avant de nous demander une inspection

• Indiquez le modèle des éoliennes, le nombre de machines à inspecter et l'accès au parc.
• Envoyez les rapports des inspections précédentes, s'ils existent.
• Communiquez-nous les procédures de l'exploitant pour l'arrêt, la consignation et le travail en hauteur.

Avec ces éléments, nous préparons le plan de travail et de sauvetage et nous convenons des fenêtres météo.