Centrale éolienne avec segment de treillis composé de tubes en bois moulés en fibres renforcés

Données du modèle

• Longueur : ~ 6,0 m
• Largeur : ~ 6,0 m
• Hauteur : ~ 105,0 m
• Nombre de nœuds : 55
• Nombre de barres : 135
• Nombre de sections : 8

Modèle

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Modèle | Tour avec un tronçon de treillis constitué de tuyaux en bois moulés renforcés de fibres

Les tubes en bois à paroi mince se caractérisent par un poids propre faible ainsi que par de bonnes propriétés dynamiques. Cela améliore d'une part l'efficacité du matériau ainsi que son comportement lié aux vibrations et donc sa résistance à la fatigue.

L'université technique de Dresde était chargée du calcul ainsi que du dimensionnement de la tour en treillis. Le logiciel de calcul de structures filaires RSTAB a été utilisé.

Structure

Cette tour en treillis s'élève à 32 m de haut et supporte la centrale éolienne générant une puissance de 10 kW. La partie inférieure de la structure d'une hauteur approximative de 18,5 m se compose de tubes en acier S235. En haut de la tour est posé le tronçon de treillis d'environ 11 m de long composé de tubes en bois d = 240 mm et de diagonales tubulaires métalliques.

Les tubes en bois moulés sont constitués de panneaux de bois précontraints qui ont été pliés en sections tubulaires à parois minces sous la pression de la chaleur et de la vapeur d'eau. Cette méthode de bois moulé a été élaborée par l'Institut de la Construction en Acier et en Bois. Les composants fabriqués de cette manière se définissent par une capacité portante très élevée tout en ayant un poids propre très faible. Une fine couche de plastique en fibre renforcé a également été appliquée à l'extérieur de la structure. Ce procédé augmente la résistance à la compression à hauteur de 50% tout en protégeant la structure contre les intempéries.

Les joints longitudinaux des poteaux en bois sont constitués de tubes en acier auxquels les diagonales sont également connectées. Le collage reliant ces assemblages constitue une particularité. Avant d'être utilisés, ils ont été analysés de manière expérimentale et numérique par l'Université Technologique de Dresde. Les résultats de ces analyses révèlent des résistances limites pour ces assemblages. Elles peuvent être prises en compte lors du calcul dans RSTAB.

Après avoir achevé la construction de cette tour en treillis, toutes les parties en acier et les transitions vers les tubes en bois ont été recouvertes d'un revêtement anticorrosion. Le projet de recherche a démontré que les tubes en bois sont parfaitement adaptés comme composants porteurs associés à des structures de pylônes soumises aux vibrations. Leur plus grand avantage réside dans leur poids propre inférieur à celui de l'acier réduisant de ce fait la masse vibrante. Dans ce projet, il a été possible de réduire le poids propre du segment le plus élevé de 1,2 tonne par rapport à celui de l'acier. De plus, les propriétés d'amortissement du bois ont réduit les effets de la fatigue sur les composants structuraux inférieurs.

Ce projet de recherche a été financé par la SME Future Initiative (ZIM) rattachée au Ministère Fédéral de l'Économie et de l'Énergie Allemand (BMWi).

Littérature

Adresse du projet