Éolienne avec segment en treillis composé de tuyaux en bois courbé renforcé de fibres

Les tubes en bois à parois minces ont un faible poids propre et possèdent de bonnes propriétés dynamiques. Cela permet d'améliorer d'une part l'efficacité du matériau et le comportement vibratoire, et d'autre part d'augmenter la résistance à la fatigue du matériau.

L'Université technique de Dresde était responsable, entre autres, de la conception et du dimensionnement de la tour en treillis. Pour le dimensionnement, le programme de structures RSTAB a été utilisé.

Construction

La tour en treillis mesure au total 32 m de haut et supporte l'éolienne d'une puissance de 10 kW. Les 18,5 m environ les plus bas de la construction sont constitués de tubes en acier S235. Le segment en treillis d'environ 11 m de long avec les tubes en bois formé d = 240 mm et les diagonales en tube d'acier a été monté dessus.

Les tubes en bois formés sont constitués de plaques de bois pré-compressées, qui ont été pliées en sections transversales tubulaires à parois minces sous l'influence de la chaleur et de la vapeur d'eau. L'Institut de construction métallique et en bois a développé ce procédé du bois formé. Les composants ainsi créés ont une très haute capacité portante avec un poids propre très faible. Une fine couche de plastiques renforcés de fibres a été appliquée à l'extérieur. Cela augmente la résistance à la compression jusqu'à 50 % et confère en même temps à la construction une protection contre les intempéries.

Les joints longitudinaux des supports en bois sont constitués de tubes en acier, auxquels se raccordent également les diagonales. L'originalité de ces connexions réside dans le fait qu'elles ont été collées. Avant leur utilisation, elles ont été minutieusement étudiées expérimentalement et numériquement par l'Université technique de Dresde. Les résultats des études étaient des résistances limites pour les connexions qui ont pu être prises en compte dans le calcul dans RSTAB.

Après le montage de la tour en treillis, toutes les pièces en acier et les transitions vers les tubes en bois ont été revêtues d'une couche de protection contre la corrosion. Le projet de recherche a montré que les tubes en bois formé sont très adaptés en tant qu'éléments porteurs dans les structures de tours soumises à des sollicitations de vibration. Le plus grand avantage est le poids propre réduit par rapport à l'acier et donc la réduction de la masse vibrante. Dans ce projet, le poids propre du segment supérieur a pu être réduit de 1,2 tonne par rapport à l'acier. De plus, les propriétés amortissantes du matériau bois ont permis de réduire les effets de fatigue sur les éléments inférieurs.

Le projet de recherche a été financé par l'Initiative pour l'avenir des petites et moyennes entreprises (ZIM) du ministère fédéral de l'Économie et de l'Énergie (BMWi).

Littérature

B. Hahn; T.-E. Werner; P. Haller: BAUINGENIEUR BD. 96 (2021) NR. 01-02, P. 11-18