1. Contexte
 | L’énergie éolienne est plus économique que l’énergie nucléaire ou thermique, et son développement est en forte croissance comme source d’énergie propre. Le vent est gratuit, donc les frais principaux pour la production de l’énergie éolienne a puissance du vent sont la construction et la maintenance. Les éoliennes ont une durée de vie de 20 ans, comme pour les centrales thermiques, les turbines requièrent des inspections et des réparations pour atteindre cette durée de vie de 20 ans. Tout au long de cette période, la boite de vitesse, les pales et toutes les autres pièces de chaque turbine doivent être minutieusement inspectées. Pour ces inspections, l’endoscopie est la méthode la plus éprouvée et efficace. |
2. Problématiques et Solutions
Lorsqu’une éolienne d’un diamètre de 90 à 200m transmet une force de rotation à un générateur, la boite de vitesse est soumise à des contraintes très sévères qui auront comme conséquences la nécessité des inspections et de la maintenance.
(1) Etage Roulements à Haute Vitesse (HSSB-B)
• Challenge
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L’arbre haute vitesse est supporté par les roulements à haute vitesse que l’on retrouve à l’avant et sur les côtés arrière de celui-ci, qui peut tourner de 1500 à 1800 tours par minutes pendant la production de l’énergie.
S'il y a un mauvais alignement entre l'arbre haute vitesse et le générateur, des vibrations mineurs se produiront et pourront causer des dommages aux roulements. Les roulements de l'étage haute vitesse peuvent aussi être endommagés par des matériaux étrangers, l'air ou l'humidité contenue dans l'huile de lubrification. En cas de casse ou d'endommagement des roulements de l'étage haute vitesse d'autres problèmes peuvent se produire dans d'autres parties de la boite de vitesse entrainant inexorablement le remplacement de celle-ci. |
• Solution
 | Dans la plupart des boites de vitesse, les roulements de l'étage haute vitesse peuvent être facilement accessibles en utilisant un videoscope IPLEX à travers une trappe située juste au-dessus. Le Videoscope IPLEX peut être inséré dans l'espace au niveau du roulement pour inspecter et enregistrer les défauts mineurs sur la surface du rouleau, à l'intérieur et à l'extérieur de la piste. Si vous trouvez que les défauts sont devenus plus importants qu'à la précédente inspection, l'arbre haute vitesse peut être remplacé sur l'éolienne avant que les dommages ne se propagent sur d'autres zones. Cela signifie que la maintenance peut être faite sans déposer la boite de vitesse au sol en utilisant une grue ou tout autre moyen onéreux induisant en plus un arrêt de la production d'énergie. |
(2) Roulements étage à Vitesse intermédiaire (ISS-B)
• Challenge
 | L'arbre intermédiaire est situé entre les arbres haute et basse et supporté par les roulements à haute vitesse situés à l'avant et sur les côtés arrière de l'arbre. Ces roulements peuvent être endommagés par les mêmes facteurs que ceux mentionnés plus haut pour le roulement de l'étage haute vitesse. |
• Solution
 | Les méthodes d'inspection des roulements à haute vitesse sont aussi efficaces pour les roulements intermédiaires. Cependant, l'inspection peut être plus difficile car il est nécessaire d'insérer un endoscope derrière l'arbre haute vitesse. Dans ces conditions, pour assurer une entrée délicate de l'endoscope, il est possible d'utiliser un guide tube semi-flexible fait de résine et d'aluminium. |
(3) Roulements de l'étage Planétaire
• Challenge
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L'action du vent sur la turbine varie en fonction du relief, de la hauteur par rapport au sol et des turbines causés par le changement de température. Les variations de cette force imposent de lourdes charges à la boite de vitesse. L'engrenage planétaire et les roulements de l'étage planétaire permettent d'absorber ces variations.
Bien que la vitesse de rotation ne soit seulement que de 20 à 30 tours par minute, l'engrenage planétaire est néanmoins sujette au stress significatif du aux turbines générées par le courant d'air. Pour cette raison, les inspections visuelles avec les endoscopes sont nécessaires non seulement pour les roulements de l'étage planétaire mais aussi pour l'engrenage planétaire. |
• Solution
 | Les engrenages planétaires ont des structures compliquées et sont généralement difficiles d'accès, mais l'efficacité de l'inspection peut fortement être améliorée par l'insertion d'un videoscope IPLEX à l'aide d'un guide tube Olympus à mémoire de forme uréthane et spécialement conçu pour répondre à des besoins spécifiques de certaines inspections. De plus, le videoscope IPLEX de diamètre 6.2mm, équipé d'un canal opérateur a la capacité d'éliminer l'huile de lubrification collée aux roulements de l'étage planétaire, de l'engrenage planétaire ou de l'objectif de la sonde en soufflant de l'air comprimé ce qui permet d'augmenter la clarté des inspections. |
(4) Engrenage à denture
• Challenge
Les engrenages servent à absorber les stress du au vent qui s'applique sur les pales des turbines. La force continue du vent conduit à une usure des engrenages. Bien que l'état général de la boite de vitesse soit constamment contrôlé par es analyseurs de vibration, l'inspection visuelle par endoscopie reste un moyen essentiel pour déterminer la localisation et le niveau des dommages sur les pièces de la boite de vitesse et plus particulièrement sur les engrenages à denture.
• Solution
 | L'engrenage à denture pour chaque arbre, comme les roulements font donc aussi l'objet d'inspections visuelles. L'utilisation d'endoscopes est particulièrement requise. Il est important d'éviter les dépôts d'huile sur l'objectif. Le guide tube d'Olympus utilisé pour l'inspection des roulements peut être aussi très utile dans ces inspections. La plupart des engrenages à denture sont plus grande que 10cm, mais les défauts à détecter sont très petits. sont généralement minimes. Par conséquent, les objectifs à champs proches des videoscopes IPLEX seront d'une grande aide pour l'inspection de l'engrenage à denture. |
(5) Les pales des turbines
• Challenge
En général, le contrôle qualité des inspections des pales des turbines plus longues que 40m sont conduites pendant la production. Pour l'inspection du joint sur le bord arrière de la pale, il n'est pas possible d'aller plus loin qu'à mi longueur de la pale car l'espace à l'extrémité de l'aube devient trop petit. Par ailleurs, les pales de la turbine sous opération ont besoin d'être inspectées car elles sont exposées à la dureté de l'environnement toute l'année. Si les trous d'évacuation de l'extrémité de la pale sont bouchés, l'eau prisonnière peut se vaporiser soudainement en cas de coup de foudre et peut casser la pale de l'intérieur. En hiver, l'eau emprisonnée peut geler et aussi provoquer la casse la pale.
• Solution
Les videoscopes de la série IPLEX étant très petits et légers, ils vous permettent d'aller facilement à mi-chemin de la pale et conduisent l'inspection visuelle de l'extrémité de la pale.
3. Les atouts d’Olympus
(1) Portabilité pour un travail plus efficace des opérateurs
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A l'inspection d'une grande éolienne (plus de 70 m), les opérateurs ont besoin de grimper sur une longue échelle en portant leurs outils d'inspection. Olympus offre différents videoscopes combinant une excellente portabilité et une excellente qualité d'image.
Les modèles IPLEX avec une technologie unique « PulsarPic » révèle des détails à l'intérieure de la boite de vitesse avec des images claires et précises, tout en ajustant finement la lumière pour réduire les reflets souvent obtenus pendant l'observation des pièces métalliques. La technologie de l'articulation « True Feel » permet à l'opérateur de contrôler de façon précise l'orientation de la sonde du videoscope à l'intérieur de la boite de vitesse, évitant ainsi à l'objectif d'être contaminé par l'huile de lubrification des engrenages. . |
 | Le modèle portable IPLEX peut être porté confortablement même pour les sites difficiles d'accès comme le haut des tours des éoliennes. |
(2) Excellente performance optique pour une observation Claire des surfaces des roulements
 | Les roulements sont les parties les plus inspectées de toute la boite de vitesse des éoliennes et les endoscopes appropriés varient en fonction du design et de la localisation des roulements. Les videoscopes IPLEX avec un diamètre de φ4 à φ8.5 mm peuvent changer le grossissement et la direction de la vue pour une observation optimale en changeant les objectifs. L'utilisationd'un objectif « near focus » avec champ de vision de 120° permet d'observer la surface des roulements sur un plan large en insérant l'endoscope dans un petit trou situé au niveau du rouleau du roulement. |
(3) Outils spécialisés pour faciliter l'observation claire des grosses pièces des engrenages
La boite de vitesse est entièrement lubrifiée avec de l'huile, donc beaucoup d'huile reste sur les roues et les roulements même après que la boite de vitesse soit arrêtée. Lorsque l'on observe des pièces avec un endoscope, il est indispensable d'éviter d'avoir de l'huile sur l'objectif. Les videoscopes IPLEX d'un diamètre de 6.2mm avec un canal opérateur ont la capacité de monter un tube d'air qui permet de souffler de l'air pour éliminer l'huile des engrenages et de la surface des roulements en injectant de l'air via le tube d'air. Même si l'huile adhère à l'objectif, celle-ci peut être éliminée par soufflage d'air comprimé, ce qui permet d'éliminer les étapes de nettoyage de l'huile sur l'objectif.
De plus, dans certains cas, une grande luminosité est nécessaire pour inspecter les engrenages. Les LED Olympus spécialement conçus pour le tube guide, lequel est flexible comme le souhaite les opérateurs, peut être inséré dans la boite de vitesse via un accès permettant une illumination LED sur les pièces inspectées.
(4) Le logiciel d'inspection 'InHelp' permet l'enregistrement d'inspections fiables
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Lors de l'inspection de la boite de vitesse avec un endoscope, il est commun d'enregistrer de 100 à 400 images. Les images d'inspection des roulements supportant différents types d'arbre sont souvent très similaires les uns des autres, ce qui nécessite une grosse charge de travail pendant et après l'inspection pour les classer correctement par localisation inspectée.
Pour de telles situations, le logiciel 'InHelp» est la solution. Pendant l'inspection, vous pouvez classer les images avec des diagnostics dans des fichiers et y ajouter des commentaires. Après l'inspection, le logiciel permettra de produire rapidement un rapport contenant plus de 500 images dans un format que vous avez défini. |
(5) Equipement pour inspections autre que les inspections visuelles
Olympus propose aussi des détecteurs ultrason et des analyseurs à rayon x pour les inspections des éoliennes.
Les détecteurs ultrason vous permettent de détecter les dommages à l'intérieur des pales des turbines. De plus, avec notre analyseur portable à rayon x dotée d'une batterie, vous pouvez immédiatement identifier le type, la taille et la quantité de métal inclue dans l'huile de lubrification à l'intérieur des boites de vitesses lors des inspections.
