SUPERIEURE FALL POLYTECHNIQUE GENIE MECANIQUE utbm · • M. Samuel GOMES, Maître de Conférence...

ECOLE

SUPERIEURE FALL Almamy

POLYTECHNIQUE

GENIE MECANIQUE

DELAFOY Pierre Antoine

utbmCOUTURIER MatthieuPEGORIER JulienRICHELOT JulienGORSKA y ann

université de technoloqie PRIEUR PatrickBelfort-Montbéliard HUET Bertrand

RENAUD Emmanuel

PROJET DE FIN D'ETUDESEN VUE DE L'OBTENTION DU DIPLÔME D'INGENIEUR DE CONCEPT I ON

SUJET:

Directeur interne: M. Fadel NIANGDirecteur externe: M. Samuel GOMES

Interlocuteur de l'entreprise SELMEG : M. SANTA

CP51- A2000PFE E.S.P. - 2001

Ecole Supérieure Polytechnique de Thiès

DEDICACES

Je dédie ce modeste travail à

Almamy FALL

• ALLAH Tout Puissant et à Son Prophète Mohamed (PSL)

• mes deux parents Lamine Fall et Penda Wade, je ne

saurais vous réitérer ma gratitude pour toute l'amour

que vous m'avez permis de ressentir et l'assistance que

vous m'avez portée toute ma vie durant, paix et

bénédiction divine sur vous.

• mon défunt père Almamy Matthew Fall, que le Tout Puissant

vous accorde Sa Miséricorde.

• ma mère Ngoné Wade, mille mercis.

• toute ma famille, hier, auj ourd 'hui et pour touj ours au

plus profond de moi vous demeurez.

• mes sœurs Madeleine Fall, Kiné Fall et Marne Diarra

Ndiaye, tout comme vous m'avez bercé, que la Providence

vous comble de douceurs et de délices.

• tous les élèves de l'ESP.

• Amar Diouf, en véritable ami tu as toujours su m'orienter

quand il le fallait, que le Seigneur vous accueille dans

ses couloirs et vous confie la sagesse.

• tous mes amis

• Et a toi.

CPS1PFE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR Il


REMERCIEMENTS

Almamy FALL

Cette étude n'aurait pas pu être menée sans l'aide de nombreuses

personnes. Nous exprimons nos sincères remerciements et notre vive

gratitude:

• M. Samuel GOMES, Maître de Conférence à l'UTBM en France,

notre directeur externe qui nous à confier ce projet et qui n'a

ménagé aucun effort pour l'encadrement et la réussite de ce projet.

• M. Fadel NIANG, Enseignant Chercheur à l'ESP, notre directeur

interne, pour sa constante sollicitude envers nous.

• A tous le corps professoral de l'ESP pour les sacrifices qu'ils ne

cessent de consentir pour notre formation .

• Nous tenons en outre, à remercier M. GOMES, Chef d'entreprise

SELMEG et M. KA Chef d'entreprise S.S.M Thiès pour les

réponses qu'ils ont bien voulu nous apporter concernant les

moyens techniques et les moyens de production de la SELMEG et

du Sénégal.

• Enfin, nous remercions ceux qui de près ou de loin ont contribué à

la réussite de ce travail.

Que la grâce divine soit sur vous tous!

CPS1PFE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR 111


TABLE DES MATIERES

Almamy FALL

DEDiCACES ii

REMERCIEMENTS iii

TABLE DES MATIERES iv

LISTE DES TABLEAUX vi

LISTE DES FIGURES vii

AVANT-PROPOS viii

1. VUE D'ENSE BLE DU PROJET 11.1 LE REFERENTIEL D'ORIENTATION DU PROJET 1

1.1.1 L'ACSP 51.1.2 Les logiciels de XAO 10

1.1.2.1 Solid Works 101.1.2.2 Les logiciels de bureautique 101.1.2.3 Les logiciels et l'ACSP 11

1.2 LA METHODOLOGIE DE CONCEPTION 111.2.1 Etude de l'existant Il1.2.2 Analyse fonctionnelle .................................•............................................... 121.2.3 Méthodes de conception 14

2. ETUDE DE FAISABILITE TOPOGRAPHIQUE D'UNAEROGENERATEUR 15

2.1 ETUDE DE FAISABILITE DES BESOINS EN ELECTRICITE 152.1.1 Situation énergétique du Sénégal.. 152.1.2 Situation actuelle de l'utilisation de l'énergie au Sénégal 16

2.1.2.1 Consommation énergétique globale 162.1.2.2 Accessibilité de la population sénégalaise à l'électricité 172. 1.2.3 Potentiel en énergies renouvelables du Sénégal 182.1.2.4 Potentiel hydroélectrique 182.1.2.5 L'énergie solaire 192.1.2.6 . L'énergie éolienne 192.1.2.7 La biomasse : rationalisation et préservation 20

2.1.3 Evaluation des Besoins 202.1.4 Energies renouvelables pour le développement 23

2.2 ETUDE DE FAISABILITE DES CONDITIONS DE VIE LOCALES (SENEGAL) 252.3 ETUDE DE FAISABILITE DES CONDITIONS METEOROLOGIQUES LOCALES

262.3.1 Données du vent...........•...••.............................................•...•....................... 262.3.2 Carte des vitesses moyennes annuelles et relevés des vitesses duvent 272.3.3 Exploitation et traitement des données de vitesse des vents 27

CP51D 1;'[;' [;' c D

ETUDE DE FAlSABILITE D'UN AEROGENERATEUR IV

Ecole Supérieure Polytechnique de Thiès AlmamyFALL

3. ETUDE DE FAISABILITE DU FREINAGE ET DE LADERIVE DE L'AEROGENERATEUR 28

3.1 GENERALI-rEs ••••..••••.•••••.•••.•...•••.••.•••••.••.••••••.....•••••..•.••••••••••••••.••• 283.1.1 Dispositifs d'orientation .....•...........••............•............................•...•••.......••.28

3.1.1.1 Empennage 283.1.1.2 Eolienne auxiliaire 303.1.1.3 Eolienne auto-orientable 313. 1.1.4 Orientation par servomoteur 31

3.1.2 Dispositif de régulation .........••..•.................................•.....•.......•................333.1.2.1 Régulation à pales fixes : 333.1.2.2 Dispositifs à empennage articulé 343.1.2.3 Dispositifà empennage fixe et axe de rotation inclinable 343.1.2.4 Dispositif à empennage fixe et frein aérodynamique 36

3.2 ETUDE DE FAISABILITE DU FREINAGE DE L'AEROGENERATEUR 403.2.1 Introduction et définitions 403.2.2 Composition et définition de la garniture 423.2.3 Base de calcul d'une garniture de frein 47

3.2.3.1 Définitions et notations 473.2.4 Frein à disque.......••.........................••...•.••.....••..........•......•.............•...•.......•.49

3.2.4.1 Généralités sur les solutions actuelles 493.2.4.2 Calcul du frein à disque 50

3.3 ETUDE DE FAISABILITE DE LA REGULATION DE L'AEROGENERATEUR. 823.3.1 Calcul d'un frein centrifuge 823.3.2 Application à l'aérogénérateur 84

3.4 ETUDE DE FAISABILITE DU DISPOSITIF D'ORIENTATION DE

L'AEROGENERATEUR 923.4.1 Calcul de l'empennage .••..•.•..•..•..••...........•...•....•..••.••..•........................••....923.4.2 Dimensionnement du profilé en console du gouvernail del'aérogénérateur......................•...........................••.....•.....•.•....•........................•..•....94

3.4.2.1 Pré dimensionnement 943.4.2.2 Type de chargement 943.4.2.3 Charges de sollicitation uftime 943.4.2.4 Vérification à l'ELU(état limite ultime) 953.4.2.5 Vérification à l'ELS( état limite de service) 97

CONCLUSION 100

BIBLIOGRAPHIE .- 103

ANNEXES 104

CP51 ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR v


LISTE DES TABLEAUX

Almamy FALL

•

TABLEAU 1 : BESOINS DOMESTIQUE 21

TABLEAU 2 : BESOINS D'UN DISPENSAIRE 22

TABLEAU 3 : BESOINS D'UN RESTAURANT 22

TABLEAU 4 : BESOIN POUR UNE POMPE 23

TABLEAU 5 : DONNEES SUR LE SENEGAL. 25

TABLEAU 6 : SYSTEMES DE FREINAGE 41

TABLEAU 7 : DEFINITIONS ET NOTATIONS .48

TABLEAU 8 : VALEURS NUMERIQUES DES ELEMENTS DE

CALCUL DU FREIN A DISQUE 65

TABLEAU 9: VALEURS NUMERIQUES DES ELEMENTS DECALCUL DU FREIN A DISQUE POUR DEUX APPLICATIONSPARTICULIERES... ·1f 4aJ64 b

TABLEAU 10 : CALCUL DE RDM 75

CPSI ETU DE DE FA I SA BILIT E D'UN AEROGEN ERAT EUR ~

PFE E.S.P


LISTE DES FIGURES

Almamy FALL

FIGURE 1 : ACSP 5

FIGURE 2 : ACSP 6

FIGURE 3 : ACSP 7

FIGURE 4 : ACSP 8

FIGURE 5 : ACSP 9

FIGURE 6 : ACSP 9

FIGURE 7 : INTERACTION ENTRE LES LOGICIELS DE L'ACSP 11

FIGURE 8: METHODOLOGIE DE DESiGN 12

FIGURE 9 : ACSP 13

FIGURE 10 : METHODE DE CONCEPTION 14

FIGURE 11 : DISPOSITIF AVEC EMPENNAGE 29

FIGURE 12 :DISPOSITIF EOLIENNE AUXiLIAIRE 30

FIGURE 13 :DISPOSITIF AVEC SERVOMOTEUR 32

FIGURE 14 :DISPOSITIF A AXE DE ROTATION ORIENTABLE 35

FIGURE 15 : REGULATEUR WINDCHARGER 37

FIGURE 16 : REGULATEUR A PALES CREUSES 38

FIGURE 17 : DETAILS FIXATION PAR RiVETS 47

FIGURE 18 : ELEMENTS DE MASSE DE DISQUE FREIN 51

FIGURE 19: PATIN A BORDS RADIAUX 57

FIGURE 20 : PATIN A BORDS PARALLELES 57

FIGURE 21 : ARBRE 58

FIGURE 22 : COTATION DU PATIN A BORDS RADIAUX 61

FIGURE 23 : COTATION DU PATIN A BORDS PARALLELES 62

FIGURE 24 : SCHEMA MINIMALE DU FREIN ET ESQUISSE DU FREIN EN 2D 68

FIGURE 25 : MODELISATION EN DEUX DIMENSIONS SUR AUTOCAD 70

FIGURE 26 : EFFORT SUR LE DiSQUE 71

FIGURE 27 : DISQUE 74

FIGURE 28 : RESSORT 75

FIGURE 29 : PLATEAU DE FRICTION FIXE 78

FIGURE 30 : PLATEAU DE FRICTION MOBILE 79

FIGURE 31 : DETAIL FREIN A DISQUE ELECTROMAGNETIQUE VENTILE 80

FIGURE 32: DISPOSITIF DE REGULATION 8!

FIGURE 33 : RESSORT 815

FIGURE 34 : DETAILS ARTICULATIONS al!FIGURE 35 : DETAIL GUIDAGE EN ROTATION 90

FIGURE 36 : GOUVERNAIL 92.

FIGURE 37 : TYPE DE CHARGEMENT 93

FIGURE 38 : DETAILS FIXATION GOUVERNAIL 9S

CPS IPFE E.S.P

ETU DE DE FAISAB ILITE D' UN AEROGENERATEUR VII


AVANI-PROPOS

DEMANDEUR DE L'ETUDE

Almamy FALL

L'étude de conception industrielle a été proposée par la société

SELMEG (située au Sénégal ; interlocuteur : Monsieur Sauta) aux

étudiants de l'ESP Thiès dans le cadre de leur projet de fin d'étude et

aux étudiants de ~'UTBM dans le cadre de l'unité de valeur CP51 intitulée

« la chaîne XAO intégrée et ingénierie de la connaissance ». De plus,

étant donnée l'ampleur du projet, il a été couplé avec l'Unité de Valeur

TN51 intitulée « bureau d'étude Il ».

Ce travail a été encadré par:

• Monsieur Gomes, responsable de l'Unité de Valeur CP51,

ingénieur enseignant et développeur du système de gestion de

données techniques (SGOT) « Atelier Coopératif de Suivi de Projet

(ACSP) ».

• Monsieur Gete enseignant en Conception Assistée par Ordinateur

(CAO)

• Monsieur Feng, enseignant en modélisation numérique

• Monsieur Fadel Niang, Dr en Sciences des matériaux, enseignant

chercheur à l'ESP..

OBJECTIFS ET DELAIS

La société SELMEG est une entreprise spécialisée dans la

fabrication d'éoliennes classiques destinées au pompage. Elle a la

volonté de se diversifier et de développer ses activités.

Elle possède actuellement les moyens techniques suivants:

CPS1PFE E.S.P

ETUDE DE FAISAB ILITE D'UN AEROGENERATEUR IX

Ecole Supérieure Polytechnique de Thiès Almamy FALL

• Ateliers de mécanique générale comprenant : tours classiques,

fraiseuses, mortaiseuses, aléseuses, perceuses, rectifieuses.

• Ateliers de chaudronnerie comprenant: Postes de soudure à l'arc,

presses, presses plieuses , cisailles , oxycoupage

• Atelier de fonderie d'aluminium par gravité et par coquille d'acier

Les entreprises situées dans l'entourage de SELMEG sont des

entreprises qui travaillent à l'échelle du Sénégal. Certaines fabriquent

des accumulateurs et des alternateurs, d'autres sont spécialisées dans

le domaine de la plasturgie.

A partir de l'expérience de SELMEG sur les éoliennes de pompage

ainsi que du savoir-faire des entreprises avoisinantes, le projet consiste

à faire une étude de faisabilité technique et topographique d'un

aérogénérateur.

Dans un premier temps l'étude de faisabilité technique a été basée

sur un certain nombre d'aménagements propres à la technolog ie

éolienne:

• Pour la partie . mécanique : une re-conception des pales, du

réducteur, de l'arbre et de la nacelle

• Pour la partie électrique : une dynamo à courant continu, des

batteries , un transformateur de tension , un onduleur et un dispositif

régulateur de tension

Par la suite une étude de faisabilité topographique pourra être

menée en prenant en considération les données propres au terrain et au

climat de la région.

La durée du projet a été de 8 mois à compté du 22 septembre

2000 jusqu'au 15 Juin 2001.

CPS IPFE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AERO GENERATEUR x


MOYENS ET COMPETENCES

AlmamyFALL

Le projet a été suivi par les six étudiants ingénieurs suivants:

Nom Prénom Il . Métier Filière*

COUTURIER Matthieu Il Chef de projet I CDP

DELAFOY Pierre Antoine l[fug énieur concepteur I CDP

GORSKA Yoann IlIngénieur qualité I CDP

PEGORIER Julien Il!!igénieur concepteur 1 Libre

PRIEUR Patrick !li!igénieur concepteur 1 CSMI

RICHELOT Julien Il Ingénieur concepteur 1 CSMI

HUET Bertrand Il Ingénieur concepteur1

RENAUD Emmanuel Il I~génieur concepteur

CDP : Conception et Developpement de Produits : CSMI : Conception de Systemes Mecaniques Integres

Même si les membres du groupe possèdent une formation d'ingénieur

similaire la filière qu'ils ont choisie leur apporte une coloration et une

légère spécialisation par rapport aux autres.

Le groupe ainsi constitué a travaillé en collaboration avec l'Ecole

Polytechniques du Sénégal et l'entreprise SELMEG.

Le projet a été suivi par un étudiant ingénieur suivant de l'Ecole

Supérieure Polytechnique de Thiès :

Nom Prénom Métier Filiere

Chef de projetFALL Almamy Ingénieur Libre

concepteur

De plus nous avons bénéficié de l'aide de nombreux professeurs de

l'ESP.

CPS1PFE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR Xl


1.VUE D'ENSEMBLE DU PROJET

Almamy FALL

En effet, en cette orée du 21 ème siècle, plus de deux milliards de

personnes à travers le monde n'ont pas encore accès à l'électricité et de

ce fait, sont privées de multiples et précieux services.

Conscient de ce problème qui affecte l'Afrique en particulier, dans le

cadre de l'UV CP51 de l'université de technologie Belfort-Montbéliard et

des projets de fin d'étude des élèves ingénieurs de l'école supérieure

polytechnique de Thiès nous avons été amenés à faire une étude de

faisabilité d'un aérogénérateur pour l'entreprise SELMEG. Cette

entreprise commercialise à l'heure actuelle des éoliennes de pompage

d'eau au Sénégal. Cet aérogénérateur devra être entièrement fabriqué

au Sénégal pour des facilités de production, de coût, et de maintenance.

Il sera vendu à des collectivités locales et permettra de charger des

batteries ou de fournir de · l'électricité pour de petits groupes

d'habitations.

Les statistiques montrent que 81 % de la population africaine n'ont pas

accès aux réseaux de distribution d'électricité. En outre cette population

ne saurait s'attendre à disposer d'électricité à court ou moyen terme,

l'extension des réseaux existants n'étant pas économiquement viable ou

est impossible à réaliser sur le plan pratique.

1.1 Le référentiel d'orientation du~

(Cf. annexe 1 : Référentiel d'orientation)

Pour pouvoir démarrer le projet sur bonnes bases la mises en

place du référentiel d'orientation est essentielle. Il répertorie l'ensemble

des données initiales qui ouvre le projet, donne son origine et le formule.

Il .met aussi naturellement en évidence les délais, les budgets, les

CP51PFE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR

Ecole Supérieu re Polytechnique de Thiès Almamy FALL

compétences, les ressources et les moyens mis en œuvre pour faire

aboutir le projet.

CP5lPFE E.S.P

ETU DE DE FAISA BILITE D'UN AEROGENERATEUR 2

-Ecole Supérieure Polytechnique de Thiès Almamy FALL

PROGRAMME EOLE 2000

CP51PFEE.S.P

Base dedonnées

Communeaux

Deux projets

ETUDE DE FAISABll-ITE D'UN AEROGENERATEUR

1 Ar.tivité: TTTRM 1

3


Le référentiel d'orientation concrétise le démarrage du projet; Il traduit

l'accord entre l'entreprise demandeuse et le groupe de travail et fixe dès

le début de l'étude l'ensemble des données qui orienteront et limiteront

le projet pour les deux parties.

Son déroulement est le suivant:

Données initiales1. Appellation, responsable2. Budget - date début et fin

Origine du projet1. Situation actuelle (problématique, besoin)2. Situation désirée (fmalité, buts)3. contraintes à respecter4. Client (demandeur)

Formulation du projet1. Description générale du projet2. Date des principaux évènements3. Cahier des charges4. Conditions nécessaires à la réalisation du projet

Synthèse de l'étude d'opportunité1. Etude technique : degré d'innovation, caractères

dominants2. Enjeux économiques : parts de marché, rentabilité

financière3. Moyens et ressources humaines4. Aspect organisationnel du projet5. Lacunes d'informations à combler6. Impact environnemental et social7. Recommandations

CP51PEE r: sp


+


1.1.1 L'ACSP

L'ACSP (Atelier Coopératif de Suivi de Projet) est un système de

gestion de données techniques. Par conséquent il a été le cœur de notre

projet sur les aérogénérateurs en conception simultanée. En effet il

constitue un réel outil d'aide à la conception dans la mesure ou il donne

accès aux 4 grandes parties suivantes:

Figure 1 : acsp

1

CP51PfE E SP

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR5


Ainsi c'est un véritable outil qui facilite:

• La gestion de projet:

Figure 2 : acsp

AlmamyFALL

1

CP51

PfE"E SPETUDE DE FAISABll.JTE D'UN AEROGENERATEUR

6


Figure 3 acsp

Etat d'avancement du

-

CP51

PFE E5PETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR

7


• La conception de produits:

AlmamyFALL

Emplacement réservéauxdocumentsliés auxdifférents

Figure 4 : acsp

Emplacementréservé al'analysefonctionnelle

CP5l

ffE.E 5rETUDE DE FAlSABnJTE D'UN AEROGENERATEUR


Figure 5 : acsp

• La conception de process

• La connaissance. la méthode et les outils:

AlmamyFALL

Lesdifférentesfichesméthodesrépertori ée

- ~ . . .. .-'t t "".I dr.\ i'ltI1t~\ ~ tI' d'ntq.." p.r<l\:i?J~Ill~~l j),y ' ,I'I "';"" r. nll'fT.e-t'oI' lju p.o"l\I l r.rl "

,_,,~t. tlu j;'. "" ai"'hl'll' ''J~ .'' i''' AP'v-l ., l,,~_tu"~(rt~ ......"-") ,J1~ tl~~ II"'"(J.~ IoO ftl o('l ,~ltotlU' l:l.:'I!H:1ut

~~.,.... dI ""...i.t"" J lI:' qo..It r~~~s,''',,;tM~ ~, .'1 . n .;hmt:. 6t r~Mio~ mrt IlIslitt tt\Uf t4 lJtnrtM:OI'll q,:tli lI0m0c. nfl~; /fjfriUff'lt l:.tlul)n ......l hf~,m~.. ~I.. e,..... l'll'!pcvt .lYWrll'l"i.l~""",·cl) ré-..o..... fJ'f,'l!.. ..,o;an uM.O':,tl'ObtMlM ~r ll~o1f,( ,... !\~S roftII lIoI'~ •

• OMInriJt..l\g"~. QlIM1.t.-. dc l.lMMltt ,

. . . . .J.tc,*",r !Ct M';fM'tb~ws~rt«.'c"J \e..dtnœt d~Uf I'tUCM(Q ~hJl(r,pri.,..Jt:loOlloft•• ","~...... ..(JO"\,,tIt, . .

f'f ,WIe4.Il_"~l,s.d:!t"" ;, 't4:~~JM"ue\""'.C(>*f,~(Ao~ . c«l~~.) .~. tloIt.ôet tr.. ....'~F~m.,t~I .u.. ~dllJfnie..I.'nM....Ii1' .~. .Q!'I<rtépt• • • JI'IilIhIM _ .'~~~~__'lua S~'lOW ,. IIt~ t'tJu tlHlllh:lI 6cIM"'dlntlt .

C1"'W- I" ."..... f'r'),..", .. irAl:i"..., df' UlII'".~ rr:i.ll~•• Ilt.oMItO"iM."......4ft , • • .

~...,., ln rtlII\iMlI... t.4: ~-. " ;""'{ZJ~ ,000000 ' '"'tMi'tpr;w Sd n. fi ,..• ••\'I ,Jf....._~""~(r,"' .l~. WlfJI~JttllWef illtl~ ~"'~~., itt1w~

"Jh"'i IK etsa....'! Wll'IW ~ ..~ .. ' MlM ~.4 c.tt ~~ :

Figure 6 : acsp

Finalement l'ACSP est un outil qui permet de stocker des données et

des documents, répertorier des produits, des pré-concepts, des process.

Il permet aussi de mettre en place une analyse fonctionnelle, gérer et

suivre le projet, connaître les coûts engendrés par l'étude et visualiser

tout type de documents. C'est enfin un outil de communication équipé

d'une boite de dialogue.

CP51

PIT t srETUDE DE FAISABILITE D 'UN AEROGENERATEUR


1. 1.2.3 Les logiciels et l'A CSP

II existe un certain nombre d'interactions entre l'ACSP et les autres

logiciels utilisés. Ainsi pour pouvoir être accessibles sous l'ACSP les

documents informatiques insérés doivent être convertis

avec les extensions que l'on peut répertorier comme suit:

Site FTP

ACSP

*.DOC, *.XLS, *.PRT

igure 7 : interaction entre les logiciels de l'acsp

1.2 La méthodologie de conception

1.2.1 Etude de l'existant

La recherche d'information a été organisée selon la méthode de

benchmarking.

CP51PIT 1: Sr

ETUDE DE FAISABlLlTE D'UN AEROGENERATEUR11


Cette veille technologique a un caractère permanent. Elle a pour

but de recueillir, organiser et mettre en mémoire des informations

publiées ou diffusées et de faciliter leur exploitation par ceux qui

managent, conçoivent, valident, réalisent, vendent et soutiennent le

produit dans le cadre du projet. Elle a aussi pour objectif de détecter en

cours de projet ce qui change dans l'environnement du produit étudié.

Finalement elle a pour but de collecter, traiter, mémoriser, diffuser et

exploiter les informations.

VEILLETECHNOLOGIQUE

ExploiterDiffuserMémoriserTraiter1Identifier H Collecter 1

Figure 8 : méthodologie de design

1.2.2 Analyse fonctionnelle

L'analyse fonctionnelle permet de définir les fonctions du produit

dans ses différentes situations de vie en considérant ses interactions

avec les éléments déterminants du milieu extérieur identifié. Elle permet

aussi de hiérarchiser et de valoriser les fonctions, d'indiquer les critères,

les niveaux à viser et les flexibilités admises. L'expression fonctionnelle

du besoin donne lieu à un cahier des charges fonctionnelles qui

comprend entre autres les directives fonctionnelles pour spécifier la

conception, l'achat d'une fourniture ou une prestation .

CPSIPFE E.S.P



Dans notre projet l'ACSP a été le support privilégié pour réaliser ce

cahier des charges.

FliIbr l c a.t l o n eee é l~nts de I l tLéroaé luh:a.te w:

Modifie, > 1

Figure 9 : acsp

CP51rfE E S r



1.2.3 Méthodes de conception

L'étude de faisabilité ne nécessite pas spécifiquement l'apport de

nouvelles technologies ou de nouveaux concepts. Cependant les

membres du groupe ont travaillé avec un esprit ouvert, créatif et

innovant. Chacun a essayé de concevoir en prenant en compte à la fois

les critères fonctionnels spécifiés dans le cahier des charges mais aussi

les critères de coût, de sûreté de fonctionnement, d'ergonomie,

d'esthétisme et de réutilisation.

~ • Brainstorming

~ • Questionnaire

~ • Analyse de la concurrence-e

~~ PRECONCEPTSU

• Sélection des critères de valeurZ

Notation des pré-concepts0 •~

Discussion00 •~

U •~CONCEPT~

CP51

PEt ESP

Figure 10 : méthode de conception



2.Etude de faisabilité to~hique d'un

aérogénérateur

2.1 Etude de faisabilité des besoins en électricité

2.1.1 Situation éner~ue du SénégID

Jouant un rôle crucial dans la politique énergétique nationale, l'électricité

uniquement d'origine thermique, est presque entièrement produite par la

SENELEC qui est aussi chargée de la distribution et de la vente.

Quelques industries de la place comme la CSS, la SONACOS, les ICS,

la SAR, les Grands Moulins et la SNTI, produisent de l'électricité qu'elles

utilisent pour leurs propres besoins et revendent le surplus de production

à la SENELEC.

Disposant ainsi du monopole de la distribution de l'électricité au Sénégal,

la SENELEC possède une puissance installée totale de 295,6 MW et

produit environ 1000 GWh par an pour une consommation de 300000 T

de produits pétroliers . La distribution s'opère par le biais du réseau

interconnecté d'une puissance totale de 271,3 MW auquel s'ajoute deux

centrales régionales à Ziguinchor et Tambacounda d'une puissance

totale de 14,5 MW et des centrales secondaires de 9,8 MW réparties

dans 24 sites à travers le pays.

L'énergie, dans ses diverses formes, constitue le moteur de toute

activité humaine, et même de la vie tout court. Dans ce sens il constitue

une condition sine qua non de tout développement humain et l'un des

meilleurs indicateurs du processus de développement des pays. Par

conséquent, l'approvisionnement en énergie est un enjeu de

développement de premier ordre. " sera étudié:

CP51ppp E SP

ETUDE DE FAISABll.JTE D'UN AEROGENERATEUR15

Ecole Supérieure Polytechnique de Thiès AImamyFALL

- la situation actuelle d'utilisation de l'énergie au Sénégal et le lien étroit

qui existe entre le niveau de développement et la consommation

énergétique;

- le potentiel du Sénégal en matière d'énergies renouvelables;

- la contribution que ces formes d'énergie peuvent apporter à

l'approvisionnement énergétique du Sénégal.

2.1.2 Situation actuelle de Ilutilisation de Iléner~

au Sénégg!

Afin de mieux ressortir l'importance de l'énergie électrique dans la

consommation énergétique globale, ce paragraphe distingue, d'une part,

la consommation énergétique globale et, d'autre part, l'accessibilité de la

population Sénégalaise à l'électricité.

2.1.2.1 Consommation énergétique globale

La consommation énergétique au Sénégal se caractérise aussi par la

prédominance du bois.

énergie et de ses dérivés charbon de bois et résidus agricoles(bouse de

vache). Cette forme d'énergie représente 77 % de la consommation

énergétique alors que, dans les pays développés, la contribution de la

biomasse est de l'ordre de 35 %. Une enquête, menée au niveau de 10

pays africains en 1992, montre que le bois représente 95 % de la

consommation énergétique des ménages.

La faiblesse de la consommation énergétique se traduit dans la pratique

par une utilisation massive des forces humaines et animales pour la

satisfaction des besoins quotidiens tels la recherche de l'eau, le

transport, la culture avec des rendements temporels très faibles.

Par ailleurs, la consommation excessive de bois, comme source

d'énergie, constitue, pour beaucoup de pays africains, Lin sérieux

CP51

rtt: t SPETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR

16


problème de menace de l'environnement. En effet, dans ces pays, le

taux de prélèvement est de loin plus important que celui de la

régénération naturelle de la biomasse. Aussi il se crée un processus de

désertification continue dont les effets néfastes se manifestent déjà au

niveau du climat: sécheresse, érosion du sol, disparition des espèces,

etc.

2. 1.2.2 Accessibilité de la population sénégalaise à

l'électricité

A cause des multiples et importants services qui lui sont liés, notamment

en matière de santé, d'éducation, de communication, de production

artisanale, etc... , l'électricité occupe une place importante dans la

classification de la consommation énergétique. Ainsi, il est généralement

admis que l'électricité, de part son importance, constitue le critère

essentiel de distinction entre le milieu urbain et le milieu rural. Le taux

d'accès à l'électricité de la population sénégalaise est très faible et est

estimé à 10 %.

Ce taux déjà faible est encore difficile à maintenir car l'accroissement de

la population sénégalaise est de loin supérieure à celle ayant accès à

l'électricité.

Le taux d'électrification de 10 % cache une profonde disparité entre les

régions du Sénégal dont plus de la moitié ont un taux d'électrification

inférieur à 10 %. L'essentiel de la consommation électrique se faisant à

Dakar ou sont concentrées les entreprises.

En plus du taux d'électrification, on doit également s'intéresser à la

production d'électricité par habitant qui non seulement reflète le taux

d'électrification mais également le niveau d'industrialisation des pays. La

production d'électricité par habitant et par an est faible et est de l'ordre

293 kWh. Pour le Sénégal.

CP51PfEE SP



2.1.2.3 Potentiel en énergies renouvelables du Sénégal

Le Sénégal est doté d'un potentiel énorme d'énergies renouvelables

dont l'exploitation est à peine commencée. Dans la suite, il sera question

de:

- l'hydroélectricité,

- l'énergie solaire,

- l'énergie éolienne,

-la biomasse.

2.1.2.4 Potentiel hydroélectrique

Le potentiel hydroélectrique de 1000 MW des fleuves Gambie et

Sénégal constitue une réserve énergétique considérable dont pourrait

bien tirer profit le pays. Dans le cadre de l'OMVS, la centrale de

Manantali entrera bientôt en fonction.

Les bailleurs de fonds se sont déjà engagés à apporter le financement

qui est estimé à 231 milliards de francs CFA. Les appels d'offres ont été

lancés pour la ligne Est devant desservir le Mali et pour ce qui concerne

la ligne Ouest qui intéresse le Sénégal, ils le seront avant la fin de cette

année. Ainsi, pourra-t-on au plus tard en fin d'année 2001, disposer de

330/0 des 800GW qui seront produits à partir de Manantali,

conformément aux termes de l'accord qui lie les trois (3) pays : Sénégal,

Mali et Mauritanie.

Indubitablement, cet apport pourra contribuer à la réduction de la

dépendance énergétique du pays en attendant que d'autres réalisations

puissent être faites sur le fleuve Sénégal ou sur le fleuve Gambie.

CP51PFe esp



2.1.2.5 L'énergie solaire

Avec près de 3000 heures d'ensoleillement et une irradiation globale de

2000kWh/m2/an, le Sénégal dispose d'un véritable gisement solaire

pouvant réellement faire l'objet d'une exploitation à grande échelle à des

fins énergétiques. Déjà, dans le cadre de la coopération bilatérale avec

des partenaires du Nord comme le Japon et l'Allemagne, l'Etat a

consenti des efforts pour valoriser ce gisement.

Les différentes filières de cette branche énergétique permettent des

applications dans de nombreux domaines: l'éclairage public et

domestique, le pompage d'eau, le dessalement des eaux, la

réfrigération, le séchage des produits de la pêche et de l'agriculture,

etc...

De nombreuses réalisations ont pu être faites dans le cadre de

l'exécution de certains projets. Par exemple, des centrales solaires

photovoltaïques (cette forme de valorisation semble être la plus

prometteuse) ont pu être installées dans plusieurs localités dont Niaga

Wolof, Notto, Diaoulé et Ndiébel et plus de 1500 systèmes

photovoltaïques familiaux ont pu être diffusés à travers le pays.

Aujourd'hui, tout le monde s'accorde à dire que l'énergie solaire offre de

grandes possibilités, particulièrement pour l'électrification rurale. A cet

égard, un vaste programme de développement des applications de

l'énergie solaire en milieu rural, évalué à 40 milliards de francs CFA, a

été conçu par le gouvernement.

2.1.2.6 L'énergie éolienne

Le potentiel dont dispose notre pays dans ce domaine n'a pas encore

fait l'objet d'une grande exploitation. Dans la bande côtière située dans

les régions de Thiès et Dakar, quelques installations éoliennes destinées

au pompage des eaux ont pu être implantées, le plus souvent avec le

CP51

ffr tes rETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR

19


concours d'Organisations Non Gouvernementales (ONG). Mais au total,

il y a eu beaucoup d'échecs dus à un choix très peu inspiré des sites.

2. 1.2.7 La biomasse: rationalisation et préservation

La biomasse est actuellement la première source au Sénégal.

Malheureusement c'est une zone à fragile équilibre écologique, le

Sénégal ne dispose pas d'un capital appréciable de la biomasse et ces

ressources ne sont pas inépuisables et le poids démographique est en

train d'amenuiser leurs capacités de régénération naturelle. Aussi, le

taux de prélèvement est de loin plus élevé que celui de la régénération. Il

est donc impératif de prendre des mesures appropriées pour conserver

le caractère renouvelable de cette source d'énergie.

2.1.3 Evaluation des Besoins

Pour mettre l'énergie électrique à la portée des populations rurales, on

peut procéder par extension des réseaux, interconnectés ou par la

méthode de "Villages éoliens intéqrés''.

Cette dernière méthode, qui a l'avantage d'être la moins coûteuse et la

plus adaptée aux échelles des énergies renouvelables, consiste à

satisfaire les besoins énergétiques essentiels tels l'exhaure de l'eau, la

conservation de vaccins(dispensaire), l'éclairage des centres sociaux,

besoins domestiques, la télécommunication, etc...) des communautés

rurales grâce à l'énergie éolienne .

On évalue ces besoins et les coûts inhérents, pour un village standard

de 2.000 habitants repartis en 133 familles de 15 habitants. Cette

estimation colle à la réalité dans les villages côtiers au Sénégal et nous

a été fournie par un chef de village nous le prenons comme base pour

effectuer notre évaluation.

1

CP51PFE E.S .P



Besoins domesti~

DUREE DE

FONCTIONNEMENT

NORMAL [mn]

,- .

'. PUISSANCE

NOMINALE

[WJ

TYPE D'APPAREIL

Réfrigérateur(100 1) 100... ..... ..... .... ...

Four électrique 3000

. Cuisinière électrique 3000..... ...... .....

. . . .... ..... .. . .. ...

. Télévision 75

1Olampesà incandescence : 600

:2"ï"arrÏj)'esflùor'e'sëentes ·····40· .

: Total 6815

Marche continue

45 à 60

60

360

480.... ..... .... .

480

.;::•.•:.:.:.: :.:.:.:.;.:.:.: :.:.:.: :.:. ... ...•..•.•... . .:.:.:... ......•.... . ..•. . . .:.:.:.;.,.:- :.:. ..... . •• •••..:.".. . •..•:..•:.:.:.. .•.........:.:.:.:.: :.:.:.:•.•:-.•..: :.:•.....:.:.:.:.:v:::.:.:.: : : .;.:.:•.•:•.. . .••.••• ..•:.:.: :.: .•••:..' . '

Tableau 1 : Besoins domestique

Pour des raisons de commodité on à choisi de ne pas tenir compte de la

simultanéité et des durées de fonctionnement qui conduirait à baisser les

puissances car la puissance totale n'est pas appelée.

P1 = 133 x 6800 = 905 kW.

CP51

PfE ES PETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR

21


[lj§pensaire

TYPE D'APPAREIL PUISSANCE

•NOMINALE [W]

DUREE DE

FONCTIONNEMENT ·

NORMAL [hl

8

8

....... .. ... ..

Marche continue

180

175

600: : ..

........ . ,' ..- -.

Réfrigérateur(200 1)

· 10lampes à

.1incandescence

10 lampes fluorescentes· .

•• Total... . ..

955

Tableau 2 : Besoins d'un dispensaire

P2 = 955 W

Restaurant..... ..... - ., .- -: : : : -. : ::;.; .. : : : : ' ; ', ..

: .

TYPE D'APPAREIL PUISSANCE

•NOMINALE [W]

DUREE DE

FONCTIONNEMENT :

NORMAL [hl~ . , -.. . .

:Percolateurs avec 600

·:chauffe-eau

... . . . ." . .. .... .. ...-...,....

12

· Table chauffante. . .

· :Grille à viande

ii Friteuse( 51 d'huile).. ..........

:Total

3200

3000................

2600

9400

12

12

12

.... . : - :::..::

.... .............. ,-..... ...... : :::

...n: :.::.;.;.:.:.: :.:.:.:.:. . ... . . .. .. . . . .. •• :.:.:.-;';';';.:.:." .:.:.:.:.::::.:.;-: :.;-:: :.;.:-:: :::.:.:.:.:: :.:.: :: ::-::.::.:-:.::.::.:' :...... ............ . . ..... :·:·:·:.; : :·:·:·:·:.:·;:·:·:·z-:;:-:"::::: :: :::::::: :.::: :::-:.:.;.::: :-:.:.:.::::::::;.:.: ::.:.:.::; : . ::; :.:":.:-:.::-::':-"-:.::

Tableau 3 : besoins d'un restaurant

P3 = 9,4 kW

CP51PfE t 5 P



Pompe pour exhaure de l'eau

Almamy FALL

TYPE D'APPAREIL

-:~ DUREE DË-

PUISSANCE 1 FONCTIONNEMENT

1 NOMINALE [W] 1 NORMAL [hl-- --

1Moteur asynchrone 500 8

1 triphasé

Tableau 4 : besoin pour une pompe

P4 = 0,5 kW

P = P1 +P2 +P3 +P4 = 916 kW

Cette évaluation ne prend pas en considération l'évolution

démographique du Sénégal. En effet; rien que pour maintenir constant le

nombre de Sénégalais n'ayant pas accès à l'électricité et pouvoir ainsi

disposer d'un résultat tangible, il faudra investir tous les ans 2,7% des

besoins exprimés ci-dessus.

On voit tout de suite un avantage à savoir la diminution de la

consommation de la biomasse.

2.1.4 Energies renouvelables pour le

dévelowement

Etant donné que 60 % de la population Sénégalaise vivent en milieu

rural, la question de développement se confond presque entièrement

avec celle du développement rural.

On constate que plus le PNB par habitant du pays augmente, plus la

proportion de la biomasse dans le bilan énergétique global diminue au

profit d'autres sources d'énergie modernes.

Cela montre à quel point le développement est lié à l'utilisation des

sources d'énergie modernes.

•

CP51PFE E.S.P



Les 60 % de la population, qui vivent en milieu rural, n'ont pas accès à

des services appropriés de santé et d'éducation et cela, en grande

partie, par absence de source d'énergie moderne, notamment

l'électricité. Il leur faut aussi consacrer beaucoup de temps et d'énergies

pour des corvées usuelles telles la recherche de l'eau, du bois énergie,

etc.

Ainsi, non seulement, ils ne disposent pas de toute leur faculté naturelle

par manque de service de santé et d'éducation, mais, ils gaspillent une

partie du minimum qui leur reste dans des tâches inconvenantes.

L'ampleur des tâches quotidiennes conduit les parents à mettre à

contribution leurs enfants qui ne peuvent plus alors consacrer assez de

temps aux études, s'ils ont encore la chance d'accéder à l'école. Ainsi se

referme le cycle du sous-développement. Comme il est actuellement

impensable de mettre à la disposition des populations rurales des

réseaux électriques, il est plus qu'impératif de se tourner vers les

énergies renouvelables. Ces sources d'énergie disposent, par rapport

aux énergies conventionnelles, de trois atouts importants qui font d'elles

un moyen de choix pour un développement durable de l'humanité:

- leur quasi-omniprésence. Le caractère omniprésent des énergies

renouvelables permet d'atteindre, à moindre coût, les populations rurales

ou isolées et de mettre à leur disposition les services essentiels (santé,

éducation, alimentation en eau, communication, production artisanale,

etc...) dont elles ont besoin pour leur développement;

- leur caractère non polluant. Il donne l'avantage d'offrir le même

service sans l'inconvénient d'émission des gaz à effet de serre ou

polluant.

- Ainsi la qualité de l'environnement, la santé humaine et animale

sont préservés. Bien que les surcoûts relatifs à ces nuisances

CP51PFE r: sp

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR24-


n'apparaissent pas encore dans la structure des prix de l'énergie,

l'optique de développement durable doit en tenir compte;

- leur caractère renouvelable. Dans ces conditions, on hypothèque en

rien l'avenir des générations futures dans l'utilisation des ressources

disponibles de la planète.

2.2 Etude de faisabilité des conditions de vie

locales (Sénéggll

1Superficie (en km2) 1196 722 km2

-- -

1Population 110millions d'habitants

1Densité 150 habitants/km"

[Taux de croissance moye-n- 12,70 %

rPopulation de moins dë 15 ans (en 070) r47,40

rPopulation urbaine(e-n % de la population totale) ' 63,40--- - r -

PIS (milliards F CFA) ,2155,00

1 PIS par habitant (F CFA) f25 3 306

[Taux de croissanceduPIS (en 0/0) /2.00

1Superficie utilisée à des-fins agricoles 13,80

1(millions d'hectares) 1

1Superficie forestière (millions d'hectares) 11-1-,6- 6- - - - - -

Tableau 5 : Données sur le Sénégal

Le Sénégal a une population de 10 millions d'habitants qui se caractérise

par un taux de croissance élevé de 2,7 % l'an.

CPSIPFE E.S.P



Le revenu moyen par tête d'habitant est faible. A l'aube du 21ème

siècle, notre présente encore des signes patents de sous

développement dont les plus importants sont:

- la prédominance des communautés rurales : 60 % de la population

vit en milieu rural;

- le faible taux d'utilisation des formes modernes d'énergie. Mais on

peut brièvement rappeler: la très faible consommation de l'énergie

commerciale par habitant, le très bas taux d'accès à l'électricité (10%, ce

qui signifie que 90 % de la population vit en dehors des réseaux

électriques) et la faible production électrique par habitant;

- la destruction de l'environnement pour la satisfaction des besoins

énergétiques

-le faible taux d'accès aux autres services de base tels l'eau potable,

la santé, l'éducation, etc...

2.3 Etude de faisabilité des conditions

météorologjgues locales

2.3.1 Données du vent

Une évaluation du potentiel éolien a été effectuée et les résultats sont

disponibles au niveau des services de la météorologie nationale qui

dispose d'un réseau de mesures de vent, comportant douze stations

installées aux abords des aérodromes et reparties sur l'ensemble du

pays.

La station de Dakar-Yoff que nous avons visité comporte un

anémomètre et une girouette reliés à un enregistreur graphique .

Un observateur estime la vitesse du vent toutes les trois heures sur les

dix dernières minutes.

CPSIPFE E.S.P



Nous avons donné en Annexe 04 les relevés des vitesses moyennes et

instantanées des vitesses moyennes des vents pour la station Dakar

Yoff et la carte du site venté au Sénégal.

2.3.2 Carte des vitesses moyennes annuelles et

relevés des vitesses du vent

La carte de la vitesse des vents et les relevés c1imatographiques sur le

vent montrent une faiblesse du potentiel éolien à l'intérieur du Sénégal et

que le long du littoral entre Dakar et Saint-Louis, la vitesse des vents est

comprise entre 3,7m/s et 6,1mIs (valeurs pointes). Ceci nous permet de

dire que l'implantation d'aérogénérateur ne peut se faire que sur la zone

côtière particulièrement de Dakar à Saint-Iouis(vitesses de vent

supérieures à 3m/s).

2.3.3 Exploitation et traitement des données de

vitesse des vents

Une étude météorologique approfondie pourra permettre lors de la

poursuite du projet d'évaluer le potentiel éolien au Sénégal et de calculer

les paramètres d'une distribution statistique pour pouvoir tirer des

conclusions satisfaisantes de ses données recueillies. L'ampleur du

projet ne nous a pas permis d'aborder l'étude de faisabilité des

conditions météorologiques sur cet aspect mais nous a permis

cependant de promouvoir l'utilisation de l'énergie éolienne pour la

production d'électricité au Sénégal.

CPSIPFE E.S.P



3.Etude de faisabilité du freinage et de la

dérive de l'aérogénérateur

3.1 Généralités

3.1.1 Dispositifs d'orientation

Les plus utilisés sont:

L'empennage

L'éolienne auxiliaire

. L'éolienne en aval du support

Les dispositifs à servomoteur

Les dispositifs manuels

3. 1. 1. 1 Empennage

Cette solution est utilisée principalement pour orienter des éoliennes

lentes jusqu'à 6m de diamètre.

Pour que le fonctionnement soit satisfaisant, certaines conditions doivent

être observées:

CPSIPFE E.S.P



\

)J

l

//

1\

\\

Figure 11 : dispositif avec empennage

Si on donne à la distance entre l'axe d'orientation et le centre de

l'empennage, L égale à 4 E, E désignant la distance entre l'axe

d'orientation et le plan de rotation de l'hélice, la surface se l'empennage

doit avoir en fonction S, aire balayée par l'hélice, les valeurs suivantes:

Pour une éolienne multipale s = 0,10 S (notre cas).

Pour une éolienne bipale ou tripale s =0,04 S.

CP51PFE E.S.P



Si L est différent de 4 E les surfaces d'empennage qui assureront la

stabilité seront calculées par les relations suivantes :

s=0.40S f pour une éolienne multipale.

s=0 .16Sf pour une éolienne rapide.

En pratique , on donne souvent à L une valeur voisine de O,6D.

3.1.1.2 Eolienne auxiliaire

Multiplicateurde vitesse

Vue de profi l

Figure 12 : dispositif éolienne auxiliaire

\

\. j

Le principe du système d'orientation est le suivant: On place sur le côté

de l'axe de l'éolienne principale une ou deux petites éoliennes dont l'axe

CP5 1PFE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AERO GENERATEUR30


ou les axes de rotation sont perpendiculaires à celui de l'éolienne

principale.

Si l'éolienne principale n'est pas dans le lit du vent, l'éolienne auxiliaire

se met en marche en entraînant une vis sans fin qui engrène sur une

couronne dentée, concentrique à l'axe du support et solidaire de celui-ci.

L'éolienne auxiliaire s'arrête lorsqu'elle reçoit le vent perpendiculaire à

son axe. A ce moment, l'axe de l'éolienne principale est exactement

dans le lit du vent. Bien entendu l'inclinaison des pales de l'éolienne

auxiliaire doit être telle que la rotation autour de l'axe du support ait lieu

dans le sens adéquat.

Précisons que l'orientation par éolienne auxiliaire est utilisée avec

l'éolienne principale en amont ou en aval du support. Par rapport au

système d'orientation utilisant un empennage le système d'orientation

par éolienne auxiliaire présente l'avantage d'être plus progressif et sans

à-coups.

3.1. 1.3 Eolienne auto-orientable

L'éolienne principale est placée à l'aval du support et s'oriente

automatiquement dans le lit du vent comme une girouette.

3.1. 1.4 Orientation par servomoteur

La figure ci dessous représente le schéma de principe d'un dispositif

utilisant un servomoteur.

Le servomoteur d'orientation qui peut tourner dans les deux sens, est

commandé par une girouette et par une dynamo tachymétrique

entraînée par l'éolienne.

CP51PFE E.S.P



Figure 13 : dispositif avec servomoteur

La girouette, fixée sur le corps deol'éolienne à l'amont de l'hélice, porte

un bras conducteur qui se déplace sur un rhéostat horizontal solidaire

du corps de l'éolienne. La d.d.p. entre le point milieu M de ce rhéostat et

le bras conducteur est appliquée à travers une résistance R, à un

amplificateur.

CPSIPFE E.S.P



La dynamo tachymètre DT qui fournit une tension proportionnelle à la

vitesse de rotation, alimente un circuit qui comporte la résistance R

précédente, un redresseur et une batterie E2 placée en opposition.

Tant que la vitesse de l'hélice est inférieure à la vitesse nominale, la

tension aux bornes de la dynamo tachymétrique est plus faible que la

tension aux bornes de la batterie E2 . La dynamo ne débite aucun

courant. La tension appliquée à l'entrée de l'amplificateur est donc celle

qui existe entre le point M et le point P. Le moteur se met en route

jusqu'à l'éolienne vienne exactement se placer dans la direction du vent.

Si la vitesse de l'éolienne est trop importante, la dynamo débite un

courant qui provoque une chute de potentiel dans R. Le moteur

d'orientation entre alors en action. L'axe de l'éolienne s'écarte du lit du

vent jusqu'à ce que la somme d.d.p. aux bornes de RMP s'annulent. Il en

résulte une limitation de la vitesse de rotation de l'éolienne par suite de

la limitation de la surface offerte au vent.

3.1.2 ~ositif de régulation

Pour de nombreuses utilisations il est souhaitable que la vitesse de

l'éolienne reste relativement constante malgré la variation du vent. Dans

ce but, on utilise des régulateurs de vitesse. Ces dispositifs servent aussi

de limiteurs de puissance et d'effort sur les pales par grand vent.

On peut classer les solutions adoptées en deux catégories: régulation à

pales fixes et régulation à pales orientables.

3.1.2. 1 Régulation à pales fixes:

Plusieurs modelés ont été mis au point.

Nous citons:

Les dispositifs à empennage articulé,

. Les dispositifs à empennage fixe et à axe de rotation inclinable,

, Les dispositifs à empennage rigide et frein aérodynamique.

CP5iPFE E.S.P



3.1.2.2 Dispositifs à empennage articulé

Pour éviter que la machine ne s'emballe, on provoque au fur et à mesure

de l'accroissement de la vitesse du vent.

Une réduction de la surface offerte au vent par l'hélice par l'inclinaison

de l'axe de celle-ci sur la direction du courant d'air (diminution du maître

couple). la surface offerte au vent devient S Cos ~, S étant la surface

balayée, ~ l'angle entre la normale au plan de l'hélice et la direction du

vent.

Lorsque la vitesse atteint un certain seuil, l'hélice se met en drapeau.

3.1.2.3 Dispositif à empennage fixe et axe de rotation

inclinable

Par suite de la réduction de la surface offerte auvent qui est d'autant plus

marquée que l'intensité du vent est élevée, la vitesse de rotation de

l'éolienne se trouve limitée.

Ce dispositif est utilisé dans les éoliennes de production d'électricité de

la compagnie américaine Dunnlite (Iowa - USA).

L'axe de rotation de l'éolienne et le générateur entraîné sont fixés sur

une pièce métallique articulée autour d'un axe horizontal perpendiculaire

au plan de symétrie de l'installation.

En régime normal, l'axe de rotation de l'éolienne et de l'alternateur sont

maintenus horizontaux. Mais lorsque l'intensité du vent augmente, l'axe

de l'éolienne s'incline jusqu'à ce que le moment de la poussée axiale, qui

n'est pas nul par rapport à l'axe de basculement équilibre l'action du

ressort et celle du poids de l'équipage hélice

alternateur.

CPS1PFE E.S.P



En positionnonrnle

AlmamyFALL

Par vent violent

, Il

1 / 1_rr

Figure 14 : dispositif à axe de rotation orientable

Par suite de la réduction de la surface offerte au vent qui est d'autant

plus marquée que l'intensité du vent est élevée, la vitesse de rotation de

l'éolienne se trouve limitée.

Le dispositif qui à l'avantage d'être simple est représenté sur la figure ci

dessus.

CPS1PFE E.s.P



3. 1.2.4 Dispositif à empennage fixe et frein

aérodynamique

Système Windcharger

C'est un système qui fonctionne sous l'action de la force centrifuge. Il est

monté sur l'axe de l'hélice.

Il est constitué par deux plaques courbées, articulées sur des bras

diamétralement opposés calés à 90° par rapport à l'hélice supposé

bipale. La partie avant des palettes plus lourde et plus longue que la

partie arrière, est reliée à un ressort.

Si la vitesse est inférieure à 8,5 mis, le régulateur n'intervient pas, les

palettes étant maintenues en position concentrique par des ressorts.

Il -,1 1 Sers œ .,1 \ ùO~ rotatlon

a )'---1 ~j r-, 0 (.

m» _../

CP51PFE E.S.P



DETAIL

Figure 15 : Régulateur Windcharger

Lorsque la vitesse du vent dépasse 8,5m/s, les ailerons du régulateur

s'ouvrent automatiquement sous l'action de la force centrifuge; La

pression de l'air qui vient s'exercer aussi renforce l'effet de cette

dernière; L'ensemble agit comme un frein aérodynamique et maintient la

vitesse constante. Si la vitesse de rotation décroît la pression du vent sur

les palettes diminuent. L'action des ressorts l'emporte; les palettes se

rapprochent de la position initiale et l'effet du freinage s'en trouve réduit.

Freinage aérodynamique à pales creuses

Ce système consiste à freiner l'équipage en permettant à partir d'une

certaine vitesse de rotation, l'apparition d'un courant d'air dans les pales

supposées creuses de l'éolienne. Le schéma de principe est représenté

à la figure suivante.

CPS1PFE E.S.P



marchenormale 1 1

obturateur

,t: ,-

,-

admissiond'air

AlmamyFALL

1i 1

1 1

1

freinage

/

te

CPS1PFE E.S.P

Figure 16 : régulateur à pales creuses



Fonctionnement

Lorsque la vitesse de rotation atteint une certaine valeur, les masselottes

commandants l'ouverture de l'ouie d'admission située au centre

s'écartent de l'axe provoquant l'introduction de l'air dans les aubages.

Celui-ci, aspiré vers l'extrémité des pales par l'effet centrifuge, se met en

vitesse. Il en résulte l'apparition des forces d'inertie de Coriolis qui

agissant sur les pales en sens contraire du mouvement d'entraînement,

provoquent un freinage de la roue mobile.

Notons que la circulation d'air dans les pales pourrait également être

établie par l'ouverture, sous l'effet de la force centrifuge, d'obturateurs

situés aux extrémités des pales; ces organes étaient maintenus contre

leur siége par des ressorts tant que la vitesse de rotation de l'hélice reste

inférieure à une certaine limite. Dans ce cas, le moyeu de l'hélice,

évidemment ouvert au centre.

CPSIPFE E.S.P



3.2 Etude de faisabilité du freinage de

l'aérogénérateur

3.2.1 Introduction et définitions

Almamy FALL

Un frein est un dispositif transformant une énergie destinée à ralentir

(frein de ralentissement), ou à arrêter complètement le mouvement d'un

engin ( frein d'arrêt).

Quels que soient le système de freinage et son emploi il absorbe de

l'énergie mécanique extérieure qui sera cinétique dans notre cas

(Aérogénérateur).

L'énergie mécanique absorbée est restituée par le frein sous une forme

qui dépend du système de freinage considéré. Le tableau suivant donne

les principes de freinage habituel.

CPSIPFE E.S.P



r Systèmes de freinage courants

Energie à Mode de Energie Applications

transformer Transformation Transformée 1

Frottement Freins de

Solide. Energie calorifique . ralentissement et

d'arrêt.

Freins de

Frottement Energie calorifique. ralentissement et

Liquide. arrêt si l'étanchéité

(1) est suffisante .:::::1C" Energie électrique~

ra transformée sur Freins de(.)

'(1) Création de place en énergie ralentissementE(1) Courant calorifique

C)* Energie...

(1)c Création d'énergie calorifique parW

électrique par dynamos résistances Freins de

ou moteurs réversibles. électriques ralentissement.

* Energie électrique

récupérée.

Transformation Energie calorifique Freins de

thermodynamique par et énergie interne ralentissement.

compression . de l'air comprimé. 1

Tableau 6 : Systèmes de freinage

Nous ne saurions trop insister sur l'importance du freinage et le soin à

apporter à la détermination des freins . Dans le prix de notre installation,

les dispositifs de freinage entre pour une faible part et cependant ils,

conditionnent à la fois la sécurité de la souplesse de conduite de

l'éolienne. Une difficulté parfois insurmontable à été relevée car lors du

dimensionnement de l'arbre on avait prévu 400 mm pour le dispositif de

freinage .

CPSIPFE E.S.P



Les propriétés d'un frein sont caractérisées par un ce tain nombre de

grandeurs dont voici les définitions:

L'effort de commande est la force maximale constante exercée sur

l'organe de commande du frein au cours du freinage.

. La course de commande est le déplacement de l'organe de

commande du frein de la position repos à la position de freinage.

L'indice de commande d'un système de freinage est le produit de

l'effort par la course de commande, cet indice homogène à une énergie,

caractérise la valeur de l'installation de freinage comprenant le frein

proprement dit et le système de transmission.

L'efficacité du frein ou puissance du frein est le rapport du couple de

freinage à l'indice de commande

La régularité d'un frein est caractérisée par son indice de régularité,

rapport de la variation relative du couplet de freinage à la variation

relative du couple de frottement.

Par définition l'indice de régularité de deux surfaces planes est égal à

l'unité.

La régularité du couple ou de l'effort de freinage dû au frottement est

d'autant plus grande que l'indice de régularité est petit.

3.2.2 Composition et définition de la garniture

Historiquement, les garnitures étaient en fonte et le contre-matériau en

acier pour un facteur de frottement de l'ordre de 0,15. Hubert Frood créé,

en 1897, les premières garnitures à base d'amiante qui prirent plutard le

nom de «Ferrodo» (par transformation du patronyme Frood). De

récentes études médicales ont mis en évidence le caractère pathogène

de l'amiante blanc (silicate de magnésium).

CP51PFE E.S.P



Aussi les constructeurs actuels ont-ils lancés d'important programme

d'étude en vue de remplacer ce matériau par un produit non toxique

offrant par ailleurs des performances comparables. Les garnitures sont

obtenues par tissage, moulage ou frittage à partir des trois constituants

principaux:

liants: résines thermodurcissables (phénoplastes) et

caoutchoucs(naturels ou synthétiques). Ils assurent la cohésion de la

garniture;

fibres: amiante blanc (fibres courtes obtenues par broyage).Des

fibres d'aramide(kevlar), d'acier, de verre, de céramique sont en cours

d'essai. Notons que ce dernier présente rarement les caractéristiques de

souplesse et d'incombustibilité de l'amiante, bien qu'offrant une

résistance à l'usure accrue permettant d'envisager un allégement futur

des mécanismes de freinage.

_ charges: éléments d'addition confèrent au mélange fibres-liant des

caractéristiques spécifiques. La silice est par exemple ajoutée pour ses

propriétés pour le frottement.

• considérations relatives aux supports de la garniture

Le bon fonctionnement du frein dépend beaucoup du dessin de la pièce

mécanique frottante et du choix du métal utilisé.

La meilleure vitesse de friction est comprise entre 15 et 20m/s. Il faut

aussi prévoir entre le diamètre passant par le talon de la garniture et le

diamètre du pivot il faut prévoir au moins un angle de 30°.

Pour les disques la proportion optimum entre les diamètres intérieurs et

extérieurs est 1/0,7.

• Considérations relatives aux garnitures

CPS1PFE E.S.P



L'épaisseur de la garniture est déterminée en prévoyant, pour des

conditions normales d'utilisation, 1mm d'usure pour 15 millions de kgm

freinés par décimètre carré de garniture.

La fixation des garnitures en matière tissée se fait par des rivets

d'aluminium à tête fraisée à 60° ; celle des garnitures en matière moulée ,

par des rivets pleins ou tubulai res à têtes plates , en aluminium, ou en

laiton pour les frictions fortement chargées. Dans tous les cas, la

garniture est fraisée pour recevoir la tête du rivet; cette fraisure doit

laisser une certaine épaisseur de matière sous la tête du rivet.

La surface de frottement de la garn iture sera choisie de telle sorte qu'elle

s'oppose à une surface métallique frottante dont le dos est ventilé.

En effet si elle était montée libre la garniture glisserait de préférence sur

la surface la plus chaude, ce qui serait mauvais au point de vue

frottement.

• Choix d'une garniture de friction

Les garnitures se présentent sous forme tissée ou moulée. Les

premières traditionnellement employées dans l'industrie étaient obtenues

par tissage de coton et d'amiante et imprégnation.

Les garnitures en matière moulée sont obtenues à partir de fibres

courtes d'amiantes, de résines et de charges diverses, le tout fortement

comprimé. Etant plus réfractaires que les ,garnitures tissées, elles

conviend ront pour les services particulièrement sévères, permettant de

résoudre certains problèmes nouveaux et difficiles.

Les caractéristiques d'une garniture sont : le coefficient de frottement, la

limite de sécurité de température et la limite de sécurité de pression.

Ces valeurs sont tabulées et sont des valeurs relevées dans des cas

classiques d'applications industrielles.

CPS1PFE E.S.P



Pour que le fonctionnement d'une garniture soit régulier, il ne faut pas

dépasser la température de sécurité sinon l'usure croit très rapidement

et le coefficient de frottement devient instable.

Toutefois des dépassements occasionnels rares et de courte durée, de

50% peuvent être toléré.

La pression de sécurité indique une limite à ne jamais dépasser dans les

applications courantes.

• Fixation des garnitures

Effort maximum par rivet:

Garnitures en matière tissée

Pour obtenir la surface de garniture que peut retenir un seul rivet, et par

suite le nombre de rivets, il faut diviser l'effort maximum par rivet par la

pression maximum sur la garniture .

Garnitures en matière moulée

Les considérations précédentes restent valables en utilisant des rivets

droits à têtes plates.

• Choix des rivets

Les 'rivets doivent s'user parallèlement à la garniture; il faut donc qu'il

soit en métal doux: cuivre rouge, aluminium pur.

Le diamètre de la tige du rivet est égal en principe à l'épaisseur de la

garniture jusqu'à 6mm. Au-delà , on limite le diamètre des rivets à 7 ou

Smm. Pour les garnitures travaillant en friction continue, ces garnitures

ayant des épaisseurs plus fortes que la normale, le diamètre des rivets

peut entre réduit, la pression étant généralement plus faible.

• Intervalle des rivets

La distance entre le bord de la garniture et l'axe du trou de rivet doit être

égale à 2,5 fois le diamètre de la tige de rivet.

CP51PFE E.S.P



• Logement de la tête de rivet

_ Rivet à tête conique

Pour une bonne tenue du rivet le collet de la tête doit porter sur le métal

sur lequel est fixé la garniture.

CPS1PFE E.S.P



Figure 17 : détails fixation par rivets

AlmamyFALL

CP51

PFE ESP

3.2.3 Base de calcul d'une garniture de frein

3.2.3. 1 Définitions et notations

ETUDE DE FAISABILITE D 'UN AERO GENERATEUR47

Ecole Supérieure Polytechnique AlmamyFALL

Symboles ! Unités Définition

T oC Température maximum atteinte par la surface métallique frottante au cours d'un cycle d'opération.

Ta , oC Température de l'atmosphère ambiante autour du mécanisme.

Ta oC Température autour des garnitures. 1

i1TmoC Elévation de température moyenne de la surface métallique frottante au cours d'un coup de frein isolé.

i1TroC Température résiduelle de la garniture métallique frottante au début d'un coup de frein isolé.

TsoC Température de sécurité pour une garniture donnée.

e mm Epaisseur disque frein.

V mis Vitesse périphérique moyenne générale du frein.

Tableau 7 : définitions et notations

CP51PFE E.S.P



Pour une élévation de température peu considérable comme dans notre

cas : à la suite d'études approfondies sur les lois de Stephan et de

Fourrier , et sur une expérience de plus de 50 ans, la Société Anonyme

Ferrodo a proposé une formule de calcul que nous adopterons par la

suite.

avec':

~ t: ~~~g [2eP/S)moy+JeP/S)moy ]

3.2.4 Frein à dis~

Un frein à disque est un frein dans lequel les surfaces de frottement sont

planes et perpendiculaires à l'axe de rotation .

3.2.4. 1 Généralités sur les solutions actuelles

Les disques communément utilisés ont la forme d'un cylindre de

faible longueur, du moins dans leur partie active. Les faces opposées du

disque portent les pistes de frottements.

Patins de frictions: ils sont complets ou partiels.

Le patin de friction complet, en forme de couronne, n'est de nos Jour

utilisé que pour le freinage de quelques tracteurs agricoles, véhicules

lents et avions. L'une des raisons de l'utilisation de ces patins complets

est probablement le maintien des pressions unitaires à des valeurs

acceptables.

A ce jour, dans le domaine de l'automobile, on semble avoir adopté

définitivement le patin partiel, qui recouvre qu'une portion angulaire

CPS1PFE E.S.P


Ecole Supérieure Polytechnique Alinamy FALL

réduite du disque. Cette solution qui dégage la majeure partie du disque

et qui permet en même temps une meilleure évacuation de la chaleur

sera préconisée dans notre étude de faisabilité.

3.2.4.2 Calcul du frein à disque

• Généralités

Soit un patin de friction en contact avec le disque par une surface plane

S de forme quelconque, et appliqué sur le disque par une force normale

~ de grandeur N ( la résultante des actions normales du disque sur le

patin sera N).

Sur une surface élémentaire ds entourant un point P situé à une distance

r de l'axe de rotation, le patin va recevoir de la part du disque les forces

suivantes (voir figure18) :

une force normale dit de grandeur:

dn =p ds

p = dn / ds sera appelée pression spécifique,

_ une force tangentielle:

dt et dit' situées dans le plan du disque perpendiculairement à 0 P et

dirigées dans le sens de rotation du disque,

~ étant le coefficient de frottement supposé constant sur toute la surface

S,

dn' ayant la même grandeur que dt /dn =dn'.

CP51PFE E.S.P


Ecole Supérieure Polytechnique

\\

\

\

Figure 18 : éléments de masse de disque frein

Résultante des actions normales

Cette résultante ~ appliquée en Po d'où:

Les forces dn étant parallèles, on peut écrire:

Almamy FALL

Le moment de cette force normale par rapport à l'axe 0 sera:

CP51PFE E.S.P



- - -AlmamyFALL

Si le patin admet un axe de symétrie, Po sera sur cet axe et, en

définissant tout point P par OP - r et (OE,0 ~=e, la formule

précédente devient:

oPo ·N =fJr,cos,8 -dn

or, ·N = fJp.r,cos8 -ds

d'où on tire:

R=fIp·r.cos8'ds

flp'ds

Avec R =OPo rayon d'action des forces normales.

Résultante des actions tangentielles et des moments de freinage

L'ensemble des forces dt correspond soit à une force "1, soit à un

couple le moment résultant M étant le moment de freinage.

L'ensemble des forces dt est équivalent à une force T

M=R'·T

Avec R' rayon des actions tangentielles.

CP5IPFE E.S.P


Ecole Supérieure Polytechnique Almamy FALL

L'ensemble des forces dt se réduit à un couple (T =0): ce cas est

exclu pour les patins partiels car la résultante des forces dt et toujours

non nulle; en effet il n'existe pas dans ce cas de forces dt 1 =-dt qui

annulerait cette résultante.

Dans notre cas nous développons les calculs pour les patins partiels;

les équations seront:

T = fIiliT =~fLW

M =R'·T

M= ff'dt

M= ~ ff·dn

M =~ fIp·r'ds

Lorsque le patin admet un axe de symétrie, T est perpendiculaire à cet

axe et en définissant le centre P de ds par OP =r et (Op0 ,OP)=8on

obtient:

T=J.l-N'

T = ~ fldnl.cos8

T = ~ fIp·cos8.ds

CP51PFE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D' UN AEROGENERATEUR53


Or cos e < 1 donne flp·cose'ds < flpds d'où N'<N

Eléments à déterminer

R = Hp·r.cose.ds

flp'ds

R = ----=-=--=fIp_·f_.ds_

fIp·cose'ds

fIp·cose'dsÀ-....::.....:o:.~--

- flp'ds,

j.!'_ j.!Hp·cose'ds

- flp'ds

AlmamyFALL

On peut remarquer ces quantités sont liées par X1 =~' R'

Rayon équivalent d'un frein complet

X1 étant relatif au contact d'un patin avec une face du disque on aura

pour:

_ un frein à disque unique x = 2 X1

_ un frein multidisques ( n disques) x =2 n X1

En pratique pour tenir compte des efforts parasites (coulissement des

disques sur les cannelures etc ... ) il faut multiplier la formule précédente

par un coefficient K. En pratique K est légèrement inférieur à l'unité.

0,9 < K < 0,99.

CP51PFE E.S.P



Pression spécifique sur les patins

La pression spécifique moyenne (N/S ) doit être comprise entre 20 et

50 bars

• Forme des patins

Deux règles permettent de définir la forme optimale des patins: usure

constante et échauffement constant.

Usure constante

L'idéale serait que la face d'appui du patin reste parallèle à la face

d'origine au cours de l'usure.

On admet que l'usure ds d'un élément, dont le centre P est à une

distance r de l'axe de rotation, est proportionnelle au travail de frottement

qu'il reçoit. Cette condition impose que le travail de frottement soit le

même en tout point du patin.

dW /ds=Cte

Soit:

dW /ds== V·dtds

dW !ds=r.Cù.J.!.~

dW(ds= u.pr-œV : vitesse linéaire du disque au point P

~ : coefficient de friction supposé constant sur tout le disque

Cü : vitesse angulaire de rotation

CONDITION USURE CONSTANTE: pr = Co (1)

avec Co constant.

CP51PFEE.S.P



Echauffement constant

Il est également souhaitable que tout élément du disque ds reçoive au

cours de son passage sur le patin r la même quantité de chaleur : le

disque s'échauffera ainsi régulièrement et se déformera moins.

Soit un élément ds du disque, dont le centre P est situé à une distance r

de l'axe passe devant le patin pendant une rotation 2a et décrit donc

pendant ce passage une course 2 r a =e. En supposant que qu'il est

soumis à la même pression unitaire, pendant tout le trajet l'élément ds

reçoit l'énergie:

dW'=dt·l

Soit:

dW '=2up-ds-r-o

d'où:

CON,DITION ECHAUFFEMENT CONSTANT: d:=2IJ:p·r·a (II )

Pour respecter usure et échauffement constant les formules (1) et (II)

donnent:

a =constante

CP51PFE E.S.P


CP51

PEE ESP

r2

Figure 19 : patin à bords radiaux

Figure 20 : patin à bords parallèles

ETUDE DE FAlSABll..,ITE D'UN AEROGENERATEUR57


• Application à f'aérogénérateur

Le patin idéal serait donc limité par deux cercles concentriques, de

rayons r1 et r2 et délimités par deux droites radiales formant un angle 2u.

Les données de l'aérogénérateur sont les suivantes:

La charge radiale (poids des pièces) : 300 kg

La vitesse de rotation maximum de l'arbre est 120 tr/mn.

cI>arbre =100 mm

Charge tangentielle à vaincre à ce diamètre: 3 PM =100 kg

Le couple de freinage est pris sensiblement égal au couple

transmis au moteur: Couple moteur = 600 N.m soit 61 kg.m.

Garniture ferrodo 44 Matière moulée noire ou apparaisse des

fils en laiton (pour disque seulement); coefficient de frottement à sec J..1=

0.25; T, = 180 "C Pression max. = 25 kg/cm2.

La durée de freinage est prise égale à 60 s

.... . .. . . . . . :::::::: :::::::::::::..:.. . ::: :::: ::-:::.. . "::::::::: :::::: ::

.:...::.:.:-:-:: : :....... . .: ;.: c.xcccx xcccccccc

Figure 21 : arbre

• Calcul des inerties

Toutes les inerties sont calculées par rapport à l'axe moteur.

CP51

PF"t t: 5PETUDE DE FAISABllJTE D'UN AEROGENERATEUR

SB


Pour une pale le rayon est de 4.6m et la masse de 32 kg.

PD2 =32*4.62

11 =3 * 32 * 4.62/4g =51.77 kqrns"

Arbre proprement dit:

Poids =100 kg

Diamètre =100mm

PD2 = 30*0.1 2/2

1 2 = 30*~i 2/2 =0.00382 kgms?

Arbre porte satellite:

Almamy FALL

[(854- 356) 10-3 ] .

t, ~50* 42g ~O.079kgms2

L'inertie est essentiellement due aux pales; on majore l'inertie totale qui

est égale à la somme des inerties des pièces tournantes solidaires de

l'arbre à 60 kqrns"

1 ==60 kgms'

• Calcul des dimensions de la garniture

_ Détermination de la surface de la garniture:

61(120*2TC )

PIS =15 ~o = 0.07 Ch /drrr'

D'où:

5 =1614 mm"

_ Détermination de l'épaisseur de la garniture

CPS1PFE E.S.P



On utilise les formules de la société anonyme Ferrodo

rmoy = 0,100 m

120*2nV = r (0=0.1* 60 = 1.25m/s

La température résiduelle de la surface métallique frottante au début

d'un coup de frein

Pour:

~tm +118+25~ 180°C

~tm ~ 37 "C on prend ~tm = 35°C

Pmax = Couple de fre inage * (f) max / 75

~ couple transmis au moteur.

Cm = 600 Nm

Soit: Cf =61 kg m.

On a :

(600 * 120 *2n) *(-L)

_ 60 75 * ( 10 e)35 - 745 *1614.10 -4 \60e +rr

soit e1= 645.11 mm ou e2=13.95 mm. D'où:

e E } 3 ,95 ;645 , 11 [

On prend :

e =14 mm.

CPS IPFE E.S.P

ETUDE DE FAISAB ILITE D'UN AEROGENERATEUR60

Ecole Supérieure Polytechnique Alrnnmy rAI.I .

• Remarque

Le catalogue nous impose une hauteur comprise entre 5 mm et 77 mm

et de prévoir au minimum 15 mm entre le trou et le bord de la garniture

(problème de fixation).

• Forme du patin

Patin à bords radiaux

!< - 1() ()

\

Figure 22 : cotation du patin à bords radiaux

s = (R+I)2Jr(i(en degré) _ (R-I)2 Jr B (en degré)360 360

1614 .96 = (100 + 11~~3 .14 *21 (100 - 1)2 *3 ,. 14 * 21

360

CP5IprE E.S.P

1 == 22 .04 mm

ETUDE DE FAISABILITE D'UN /\EROGENERATEUR

.:r


_ Patin à bords parallèles

Figure 23 : cotation du patin à bords parallèles

Almarny FAI.L

44

On voit que la surface de la garniture est équivalente à ce!!e du rectangle

de largeur 44mm ( 44 ::: 2*15 + e pour tenir compte du rivetage).

D'où on tire facilement:

2 1 = 1614.96/44 = 38.52 mm.

Une esquisse du schéma sur AutoCAD nous a permis de mesurer:

2U1 = 28.59 0 et 2U2 = 22,20 o.

• Calcul du frein

Dans ce premier calcul on considère que:

_ J..l est constant,

CP5IprE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATJ~LJR

62


_ le patin qui s'entend radicalement sur les rayons r1 et r2 admet un axe

~de symétrie: le point d'application de la force sera sur cet axe et

T sera perpendiculaire au dit axe(voir figure suivante).

L'élément ds sera délimité par deux cercles de rayon r et r+dr et par

deux droites formant un angle dG d'où :

ds==rdrd8

En reprenant les formules théoriques et en appliquant successivement

aux lois d'usure et d'échauffement constant pour les patins limités soit

par des bords radiaux ou parallèles on obtient les formules pratiques du

tableau suivant:

"

1

CP51prE E.S.P


. - -._-._-_. - --Tableau 9 : Valeurs des éléments de calcul d'un frein à disque pour deux applications particulières.

Eléments- 1 ère hypothèse

pr= Co

x

/-l rl 2a r dr / rl2a dr

R

t2sin a . rdr/ flza dr

2 emehypothès~

pr= Cte

Calcul 1 ère hypothèse

théorique pr = Co

1ere application 2 ème hypothèse

u= CI pr= Cte

Il (2 a r 2 dr / (2 a rdr

1J.·(rl + ~ 2 )2

J{ ~ (fI2+2flf2+f/]

r.tr.

fl2sin a r2dr / t2a r dr

sin a ·(rl + ~ 2 ) - 2a

J{'Sina(f 12 +2flf z+f/)

bi)l1 ère hypothèse

pr= Co

[

. az . al +cotan az - cotanU1]1J.'1, sm az sm al2 az al L tan az 2

----'~- - - - + og-~-----'-,..,.+

sin az sin al tan al/2a2

sin a2

_1 1_sinco

a2sin a2

_1 _ 1 ]sin-co sin-co

. ~l +cotana2 - cotan cosm al

'f-S-i~-/-a-2-----------2emeapplication 2 ème hypothèse

espacement pr = Cte

des droites

limites

al cosa2sin -co + sin 2a2

parallèles 2 1

2"31J.1,'

0.2sin 30.2

0.2sin 20.2

cos Ul _l Lo tan) , <sin 2Ul 2 g tan

~+cotana2 - cotan œisin 20.2

CP51PFE E.S.P


64a

_. . -- - - -- - - ---Valeurs des éléments de calcul d'un frein à disque pour deux applications particulières.

R'- --r- r dr / fZsin a dr

flza r2 dr / flZsin a r dr

- -- a·(rl +--;2f

2sina

3{.a{rl2+2rlrZ

+rz2

)

sin a (f1+r zr------<-

Â.

-yz. dr/YZadrsm ari ri

tZsin a r dr / flza r dr

sina-a

sina--

a

Il'

Jl t Zsin a dr / tZa dr

Jl flZsin a r dr / r- r dr

IJ.·sinaa

IJ. sinaa

1a 2~l sin"l>

.0;1 +cotan a 2- cotan al ]sm al----;--------L

sinœaog-sinal

a zsin-ce

Log s~nalsinœ

al L tan az/2-- + og---+-~

sin-co tan al/2/-4'[ a, ~,g :~~: tan 0.>/2 ]

-'si:-"n"'-'2a'-----2 - -sin- 2-a-1 + og tan alj2

_1 __1 ]C';nN.... C';nUI

.0;1 - cotanœ - cotancosm al

2 IJ.'[ ..H"v.~ ...HU'

~

sin-co

_ 1 __1 ]~;nN... sinui

.0;1 +cotanaz - cotancosm aI

2'l ..HUv.~ ..»oU~

sin-co

r

a z al + a z -~ _1 Le tan azj2 ].!.. sin2az sinZal sin2az sin2al 2 g tan alj23 _ 1 1_

sinœz sinœ:

CP51PFE E.S.P

ETUDE DE FAISABIUTE D'UN AEROGENERATEUR

G4·b


r2 = 122 mm

• Applications numériques

On comparera deux patins de formes différentes mais ayant les points

communs suivants :

- même rayons extrêmes r1 et r2,

- angle 2a du patin à bords radiaux sensiblement égal à 2a2 du patin à

bords parallèles (on prend 21.5 0)

Les valeurs numériques sont les suivantes:

a) patin à bords radiaux:

r1=78 mm

a = 10.75° = 0,187525rd

b) patin à bords parallèles:

r1=78 mm

a1 = 14,295° = 0,249368 rd

a2 = 10.75° =0.187525 rd

1 =19.26 mm

M= 0.25

r2 = 122 mm

..

Tableau 8 : Valeurs numériques des éléments de calcul du frein à disque

Eléments IIX(mm) !I R(mm) I[R'(mm) Il "A'1

,M

•

Patins à bord 251199.46 11 100.53 11° ·994 1° .248

radiaux 25.40 J1 101.00 11102.22 11 ° ·994 1° .248

Patins à bords 11.401189

.34

1190.62 /1 0.9933 1 0.2483

parallèles 22.651/89.96

1191.31 11° ·9924 0.2481

CP51PFE E.S.P



Examen comparatif des résultats:

point d'application de la force normale

_ pour une même forme de patin plus on surcharge l'intérieur, du patin

plus R diminue:

R (pr = Co) < R (p = cte)

En effet 99.46 mm < 101.00 mm.

_ pour une même loi de pression , plus la matière est reportée loin du

centre, plus R est grand :

R (patins à bord radiaux) > R (R patins à bords parallèles).

En effet: 99,46mm > 89,34 mm.

_ pour un patin à bords radiaux quelle que soit la loi de pression, la

force normale est bien centrée:

en effet: (r1 +r2) / 2 = 100 mm

R = 99.46 mm pour pr = Co

R = 101.00 mm pour pr = Cte.

_ pour un patin à bords parallèles, la force normale est centrée pour

p=cte. Par contre, pour pr = Co l'excentration est inadmissible (R= 89.34

mm ).

Pour ce dernier patin appliquer la loi d'usure constante seule donne des

résultats illusoires: l'usure en effet croit avec la température. Par contre,

la loi p = Cte donne comme condition d'échauffement constant r = Cte,

d'où une forme de patin très voisine de la forme à bords parallèles ( r

sin« = Cte ). Il s'ensuit que pratiquement la loi p = Cte est bien adaptée

au patin à bords parallèles.

• Rayon équivalent

CPSIPFE E.S.P



Pour obtenir un rayon équivalent relevé, on doit faire travailler en

priorité la surface du patin la plus éloignée de l'axe, et à éloigner au

maximum la matière de l'axe, d'ou:

_ x (pr = Co) < X (p=Cte)

En effet: 25,OOmm < 25,40mm et 11 ,4mm < 22,65mm

_ x (bords radiaux) < X (bords parallèles)

En effet: 25 mm < 11 ,4mm et 25,4mm < 22,65mm

Le patin à bords radiaux est nettement supérieur aux patins à bords

parallèles.

• Coefficient de forme

Ce coefficient À ne dépend que de a pour le patin à bords radiaux et

décroît avec cet angle.

Il est plus élevé pour le patin à bords radiaux que pour le patin à bords

parallèles. Pour ce dernier il est plus élevé dans l'hypothèse p= Cte que

dans l'hypothèse pr = Co. L'existence de zone ou e est relativement

grand et la surcharge de ces zones diminue ce facteur.

• Rayon d'action de T

Paradoxalement; du moins à première vue; l'évolution de R', suivant les

lois de charge, est pour un patin à bords parallèles inverse de son

évolution pour le patin à bords radiaux.

La résultante des actions dt le long d'un arc de cercle de rayon r et

d'ouverture a est située à une distance ra Isin a du centre, distance qui

croit en fonction de a.

La surcharge des zones à forte ouverture tend à excentrer la résultante

générale.

• Conclusion

CPS1PFE E.S.P



En pratique, la loi p = ete est couramment employée. Le patin à bords

radiaux donne un meilleur rayon équivalent, mais l'avantage n'est réel

que pour les patins longs.

• Design du frein et modélisation à partir d'un mécanisme

élémentaire

3

4 2

I-t-----jf-

o

Figure 24 : Schéma minimal du frein et esquisse du frein en 20

1 : Disque

2 : Plateau de 'friction 'fixe

3 : Plateau de 'friction mobile

4 : Ressort de compression

5 : Electroaimant

e : jeu de réglage de l'effort de commande

CP51·PfE t SP

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR6B


• Fonctionnement

Comme nous l'avons illustré sur ce schéma le frein que nous voulons

concevoir sera un frein électromagnétique.

Lors d'un coup de freinage par une impulsion électrique sur

l'électroaimant 5, le plateau de friction mobile 3 qui est lié à un

ressort de rappel 4 se déplace et se met en position de frottement sur

le patin solidaire du disque 1 qui à son tour va frotter à l'aide de son

deuxième patin sur le plateau de friction fixe 2.

Lorsque le mécanisme est à l'arrêt au bout d'tm temps assez court que

nous préciserons par la suite les opérations de maintenance peuvent

être effectuées.

La distance e entre l'organe de commande (électroaimant 5) et la face

réceptrice du plateau de friction mobile 3 règle l'effort de commande.

CP51PFE E.S.P



goupille d'indexag

couvercle

electroaim a

AlmamyFALL

garniture

rivet

disque

roulementdouille cannelée

- - --,- - ----- - - - ----- -- - ---~--- -

ecrou de réglage à encoche

ecrou de reglage de la tension du ressort

coulisseau

viscontre écrou

porte electroaimant

plateau de friction fixe

dou ille

piece de friction mobile

CP51PFE E.S.P

Flqure 25 : modélisation en deux dimensions sur AutoCAD

ETUDE DE FAISABILITE D 'UN AEROGENERATEUR70


• Analyse du mécanisme

1 Disque :

C'est une pièce fondamentale dont l'épaisseur est généralement voisine

de celle des patins pour la construction automobile.

Nous avons choisi de faire cette pièce en mécano - soudée pour qu'il

soit réalisable avec les machines - outils de la SELMEG (tours,

fraiseuses, postes de soudage). Cette remarque est fondamentale car

l'objectif est d'étudier la faisabilité d'un aérogénérateur avec une

entreprise Sahélienne.

Vérification de résistance

La contrainte maximale admissible par la garniture est de 25 kg / cm"

Force axiale de freinage maximale admissible

Figure 26 : effort sur le disque

Couple de freinage/2 =300 Nm

F

x

yL .n*O 82

Fmax =cr/S= 25x(16, 14- 4' )*9,81=3,83 kN

• Facteurs de concentration de contraintes

En utilisant les courbes de l'annexe C du livre «Eléments de

Machines », cf références bibliographiques,

CP51PFE E.S.P



_En compression on prend un Ktc = 2 pour tenir compte des effets de

la soudure.

En flexion

D/w=8/80 =0 ,1

D/h=8/27,5=O,29

d'ou Ktf = 2,6 .

on majore ce coefficient à 3 pour tenir compte de la soudure.

_En torsion on prend aussi 3.

• Contraintes principales

cr x = Ktco c + Ktfcr f

cr c = 25*9",81 = - 245.25 Pa

~ - Mc\J f - -

l

M = 0,160 * 3830 = 620 Nm

Le moment d'inertie est calculé par solid works.

Propriétés de masse du disque

Système de coordonn ées de sortie: Système de coordonnées4

Masse = 466 .516 grammes

Volume = 466516.479 millimètres cube

Superficie = 70787.127 millimètres carrés

Centre de gravité: ( millimètres)

X = 14.446

Y = 26.356

Z = 0.000

Axes d'inertie principaux et moments d'inertie principaux: ( grammes *

millimètres carrés)

lx = (-0.005,1.000, -0 .000) Px = 781693.721

CPS 1PFE E.S.P

ETUDE DE FAISA BILITE D'UN AEROGENERATEUR72


Iy = (0.000, -0.000, -1.000)

Iz = (-1.000, -0.005, 0.000)

Py = 1689322.659

Pz =2423866.935

Almamy FALL

Moments d'inertie: ( grammes * millimètres carrés)

Pris au système de coordonnées de sortie .

Ixx = 2747891.491

Iyx = -161442.062

Izx = -51481.280

Ixy =-161442.062 Ixz =-51481.280

Iyy =906318.624 Iyz =89893.087

Izy = 89893.087 Izz = 2083527.528

On pend en compte le fait que la masse volumique d'un acier au

carbone est de 7850 kg/m3.

1 = Izz*7.850 kg 1m3

Mc 620 *(160 -26 .36 )*1 E-3cr f = - r- = 2083527 *7.850 *1E-9 5065 Pa

Comme la force est appliquée en compression , on doit considérer la

contrainte négative de flexion si l'on veut obtenir en valeur absolue, la

valeur maximale de la contrainte.

o x=-3*5065-245.25*2 =-15688Pa

• Contrainte de torsion

Tc 600*(l60-26.36)lE-3r xy =] = 2083527*7,850*lE-9 4902Pa

G1,2 =T± (TJ+Kts(T,y)'

G1=-0215 ~(-02 1 5 r+ 3(0 .049 y =-O.18MPa

CPS1PFE E.S .P

ETUDE DE FAISABILITE D'UN' AEROGENERATEUR73

Ecole Supérieure Polytechnique AImamyFALL

" . .------- ,._-- . . _. ... ,.- ..... , , .." :: :.;;::.::.::: :: :: :::::

Porte gamiture

-,. . ~.. J,

" " ~'. ; ,':, ""'.

l.,. . J.,.. ,)

,:.;J.~;«. 1 ", • ,~',' •

coulisseau

............. .......:.:.;.:.. ...:..:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:....

disque

disque

Figure 27 : Disque

On porte choix sur un acier G 10450 Le Sut =620 MPa Sy =340 MPa

HB =179

CP51PrE t SP

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATElJR7+


2Ressort :

C'est la pièce qui est responsable de la précision du freinage son calage

définit les paramètres de sortie du frein.

Figure 28 : ressort

Vérification

Nous portons notre choix sur le matériau Chrome _ vanadium pour les

raisons suivantes:

c'est l'acier allié le populaire lorsque les contraintes induites sont

supérieures à celle que peuvent supporter les aciers à haute teneur en

carbone et que l'aspect endurance est important.

_ il et largement utilisé pour fabriquer les ressort de soupapes et de

moteur d'avion.

_ à de hautes températures allant jusqu'à 200°C.

_ disponible pour des diamètres de 0,8 à 12.

Exposant m =0.167 A =2000

CP51PFE E.S.P


Ecole Supérieure Polytechniqu e Almamy FALL

Diamètre d'enroulement 137mm

Au cours de son fonctionnement la longueur variera de 50 mm à 80 mm.

• Vérifions qu'il n'y a pas de déformation permanente lorsque la

longueur est écrasée

Le =8*5 =40 mm

_ Déflexion correspondant à la longueur maximale (Ymax)

Ymax = La -L, = 100 - 40 = 60 mm

Calcul de la contrainte induite

dG y1=Ks. nD2N

N =NT =5 (nombre de spires)

D = 8 mm D = 1.37 mm. Y= 60 mm G = 73.13 (Module de rigidité en

torsion)

L'indice du ressort :C=~ =17,125mm

K -1 0,5 -1 0,5 -1 02s - +C- + 17 125 - .,

8.10-3*79,3.109*0.06

't=1 ,~44 1ï(0.137J*5 =134MPa

_ Calcul de la contrainte permise

S =À= 2000 =1413MPaut dm 8 0,167

S, = 0,75.Sut=1059,9MPa

s, =0,577Sy =611,57 MPa

T<Ssy il n'aura pas de déformation permanente à l'écrasement.

CPS 1PFE E.S.P



_ Constante élastique

_F_ dG 8.10-3.79,9.109

K - 3184N/m- y - 8C3N 8*17.123*5

_ Flambage

Lü = long.libre = 100 =0 72D diamètre 137 '

Le ressort ne va pas flamber.

Vie et facteur de sécurité

Fmin=K Ymin =3184( 100-80).1 0-3=63,68 N

Fmax=KYmax=3184(100-50).10-3=159N

F - Fmax -Fmin 42Na- 2

Fm = Fmax+Fmin =111N2

'T" =k 8FaDva nd3

'T" -K 8FmDvrn - s nd3

k- 4C-1 0,615- 4C-4+ C

4*17,12-1 0,615k= 4*17 12-4 +17 12 =1,08, ,

8*42*0 09 .'ra =1,08 n(0,008)3 -20MPa

AlmamyFALL

CPS]PFE E.S.P



=1 02 8*49,07*0,09 SOMPaLm , n(0,008)3

Limite d'endurance

S'se = 310 MPa (ressort non grenaillé)

s., = kc* k/ ktS'se

k, =1 (fiabilité à 50%)

kd =1 (température inférieure à 75°C)

kt =1 (pas d'autres facteurs)

FS = ~:e=32~=15.5

AJmamyFALL

FS = Ssy'ta+'tm

611,5770 8,7

Le ressort a une durée de vie infinie.

Pour le design on va prévoir des trous oblongs circulaires pour assurer

une meilleure ventilation du frein._.....

Figure 29 : Plateau de friction fixe

.;.;.;-;-;-;.;-..; -•......:.: ".- .

CP51Pft" E SP



..... : ... : . ; :-:-:: ..::::::::.::: : : :.; : ; :: : : :.:

Figure 30 : Plateau de friction mobile

AlmamyFALL

", ,.,.,~.:_:_:.-_- _ ·.·.·.·.·N ·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.···.·.·· . ..... . ........ .............:.,.:.::.:..::.:. .

CP51

PfE t SPETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR

79


: : : ::: :; ::: :::; : ::: : : : . .. .

AlmamyFALL

CP51PFE E '3 P

Figure 31 : Détail frein à disque électromagnétique ventilé



3.3 Etude de faisabilité de la régulation de

l'aérogénérateur

Les freins utilisés en général pour la régulation sont des freins

centrifuges.

3.3.1 Calcul d'un frein centrifuM

Tableau 9 : définitions et notations

Symboles Unités Définitions Dimensions

fl= tanrp Nombre Coefficient de frottement des sabots sur l'air Sans

N kg Réaction radiale de l'air sur un sabot, correspondant à la vitesse de

rotation maximum de l'arbre. MLT2

2 PM kg Effort exercé par la charge à la circonférence des sabots de frein et

correspondant à la vitesse de rotation maximum (vent fort) . MLT-2

Fe kg Force centrifuge agissant sur un sabot. MLT2

Q kg Poids du sabot MLT2

F kg Traction exercée par le ressort de rappel sur le sabot. MLT2

a mm Bras de levier de l'effort radial N par rapport à l'axe d'articulation du

sabot. L1

i mm Bras de levier de l'effort tangentiel de frottement au vent flN par rapportb

à l'axe d'articulation du sabot. L

c mm Bras de levier de la force centrifuge Fe, appliquée au centre de gravité S

du sabot, par rapport à l'axe d'articulation de ce dernier. L

f mm Bras de levier de la force d'articulation F par rapport à l'axe

d'articulation du sabot. L

r m Distance du centre de gravité d 'un sabot L

n tr/mn Vitesse maximum de rotation l'arbre ( correspondant à M et 2P M). Tl

V m/mn Vitesse périphérique du centre de gravité d'un sabot. LT I

g rn/s 2

Accélération de la pesanteur « 9,81 m/s". LT2

CPSIPFE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D 'UN AEROGENERATEUR81


Etablissement des formules

AlmamyFALL

( l )

a

Figure 32 : schéma de principe régulateur centrifuge

S : centre de gravité du sabot.

B : sabot.

E : biellette de rappel.

Considérons un frein centrifuge à deux sabots. Ces deux sabots

agissent exactement de la même manière, et le calcul sera établi pour

un seul d'entre eux.

La force centrifuge agissant sur un sabot, est donnée par :

F = fiV 2 Q. 4 TC 2 r 2 n 2 ~ Q rn 2

erg r 60 2 900

Chaque sabot est soumis à l'effort radial N, à l'effort tangentiel de

frottement IJ,N au vent,à la force centrifuge Fc et à la tension F du

CPS1PFE E.S.P



ressort. L'équilibre exige que la somme algébrique des moments de ces

forces par rapport au centre d'articulation du sabot soit nulle:

Fe -c - N -a - /-l·N .b - F·f = 0 (II )

La charge limite exerce un effort 2 PM à la circonférence du sabot. Si l'on

veut avoir une vitesse uniforme il faut que PM = JiN, d'ou d'après les

deux équations précédentes.

PM (~ 1 b ) + F .t =~~~ 2 C (fi )

La valeur de Q ainsi obtenue conduira à la vitesse n recherchée.

3.3.2 AQplication à l'aérogénérateur

Figure 32 : dispositif de régulation

CPSIDt<1:; y:; C D

ETUDE DE FAISABlLITE D'UN AEROGENERATEUR

83


Les données de l'aérogénérateur sont les suivantes:

La charge radiale (poids des pièces) : 300 kg.

Diamètre de l'arbre 100 mm.

La vitesse de rotation maximum de l'arbre est n=120 tr/mn.

Charge tangentielle à vaincre à ce diamètre : 2 PM = 100 kg

~l = 0.009

Le tracé du frein par rapport à l'encombrement disponible sur

solid works nous donne:

Propriétés de masse du sabot

Système de coordonnées de sortie: -- par défaut -

Densité = 0.007850 grammes par millimètre cube

Masse = 68544.773961 grammes

Volume =8375130.440908 millimètres cube

Superficie = 1548157.511554 millimètres carrés

Centre de gravité: ( millimètres)

X = -1579.113525

Y = 127.246818

Z = 149.999993

F= 584.80 mm

C = 598.35 mm

R = 1305 m

_ [100 ( 1305 604 , 16 ) 584 ,80 ] 900Q- 2 0 ,009 *598 ,35 + 598 ,35 + F 598 ,35 1579 *120

Le dessin so/id works du sabot nous donne comme masse

approximative Q=68.5kg.

CPSIPFE E.S.P

ETU DE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR

84


D'où en résolvant l'équation précédente avec un solver on trouve

F=111.75kgf/sabot.

Ressort :

C'est la pièce qui est responsable de la précision de la régulation son

calage définit les paramètres de sortie du frein aérodynamique.

Figure 33 : ressort

• Vérification

Nous portons notre choix sur le matériau Chrome _ Silicium (UNS

G92540) pour les raisons suivantes:

_ On s'en sert surtout pour fabriquer des ressorts de hautes contraintes

alternées, avec une longue durée et sujets à des chocs

_ à de hautes températures allant jusqu'à 250°C

_ disponible pour des diamètres de 0,8 à 12.

Exposant m = 0.112 A = 2000

Diamètre d'enroulement 40 mm

Au cours de son fonctionnement la longueur variera de 250 mm à

400mm.

CP51PFE E.S.P



Vérifions qu'il n'y a pas de déformation permanente lorsque la longueur

est écrasée

Le =10*20 =200mm

_ Déflexion correspondant à la longueur maximale (Ymax)

Ymax = La -L, = 450 - 200 = 250 mm

Calcul de la contrainte induite

_ dGy't-Ks. TC Dl N

N =NT =20

d = 10 mm D = 40 mm. Y= 250 mm G = 73.13 GPa (Module de rigidité

en torsion)

L'indice du ressort :

C=D =4mmd

Ks=l+ °è5=1+ °45

=1.125

10.10-3*79,3.109*0.25't=1,125 1t(0.041*20 =2219MPa

Calcul de la contrainte permise

Sut = t, = fo~9~ =1545.36MPa

S, = 0,75.Sut=1159.02MPa

't<Ssy il n'y aura pas de déformation à l'écrasement.

Constante élastique

K =F 1117.5 4470N/my 0.25

CPSIPFE E.S.P



Flambage

La= long.libre = 450 =11 25D diamètre 40 '

Almamy FALL

Le ressort va flamber pour éviter cela on doit prévoir un guidage comme

pour les amortisseurs des automobiles.

Vie et facteur de sécurité

Fmin=KYmin =4470(450-400).10-3=223/5N

Fmax=K Ymax= 4470(450-250).10-3 =894 N

Fm = Fmax+Fmin=558 N2

'T" = K 8Fa Dva nd3

'T" -K 8FmDv m - 5 nd 3

x. = 1+°·5C

K_ 4C- 1 0,615- 4C-4 + C

K= 4*4-1 0,615=1404*4- 4 + 4 '

CP5 1PFE E.S.P



8*558*004'"Cm =1,125 TC(0,01)3 63,9JVIPa

Limite d'endurance

S'se = 310 MPa (ressort non grenaillé)

k, =1 (fiabilité à 50%)

kd =1 (température inférieure à 75°C)

kf =1 (pas d'autres facteurs)

FS= Sse =31 0=1°1a 31

Almamy FALL

FS = S sy

'ta+'t m

66831 .8+ 63 .9

6.98

Le ressort a une durée de vie infinie.

Les camarades de l'UTBM ont pris comme vitesse maximum de l'arbre

224 tr/mn pour un vent de 22 m/s: conditions difficilement réalisables au

Sénégal c'est pour cela que nous avons pris comme vitesse à réguler

120 .tr/mn pour un vent de 12m/s qui colle plus à nos conditions

météorologiques.

• Solutions technologiques

Le régulateur Windcharger est un frein aérodynamique décrit sur les

généralités.. ,,.4

Pour réaliser les articulations nous avons utilisé des chapes quj'n~.us ont

permis de faire la transmission , de mouvement entre deux axes

concourants.

CP51PFE E.S.P

ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR \.88


Figure 34 : Détails articulations

1

CP51

PFt ES PETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR


L'ensemble sera guidé en rotation avec l'arbre par un système de

cannelures.

Figure 35 : Détail guidage en rotation

CP51PfE t SP


90


3.4 Etude de faisabilité du dispositif d'orientation

de l'aérogénérateur

Nous avons préconisé de mener notre étude sur le dispositif à

empennage pour plusieurs raisons:

Nous avons une éolienne lente de 9m de diamètre de pales environ,

ce qui ne répond pas rigoureusement au critère de choix de ce dispositif

qui prévoit des diamètres voisines de 6m ou inférieur.

_ La facilité de mise en œuvre, on était parti sur le principe de faire une

éolienne artisanale c'est à dire ne nécessitant pas des moyens de

fabrications de très hautes précisions et pouvant être réalisée grâce au '

savoir-faire SELMEG.

C'est ainsi que pour ces éoliennes de pompages qui sont installées

dans plusieurs villages du Sénégal la Selmeg utilise ce dispositif

d'orientation.

3.4.1 Calcul de l'empennage

E =350mm

. D = 9000 mm

Nous prenons comme distance L entre le support vertical de l'éolienne et

le centre de l'empennage environ 0,6 fois le diamètre soit 5400 mm et

pour distance E entre le plan de rotation de l'éolienne et l'axe du pivot

vertical une valeur voisine de Ll4 soit 1350 mm.

La surface du gouvernail sera choisie égale à 10% de la surface balayée

par l'hélice soit 6,35m2.

L'orientation se fera par rotation suivant l'axe du support.

CPS1PFE E.S.P



Figure 36 : gouvernail

AlmamyFALL

CP51PFE ES P

ETUDE DE FAlSABILITE D'UN AEROGENERATEUR


3.4.2 Dimensionnement du profilé en console du

gouvernail de l'aérogénérateur

3.4.2. 1 Pré dimensionnement

On se propose de choisir un profilé IpE 200 (avec un b = 100 mm ) pour

permettre un assemblage boulonné. On veut éviter au maximum les

soudures pour permettre une maintenance facile.

3.4.2.2 Type de chargement

Le dessin Solid Works du gouvernail nous a permis de connaître le type

de chargement grâce à la fonction «propriétés de masse» incluse dans

le logiciel et qui nous a donné la répartition des charges sur le profilé.

P -' == 20 10 ·1 ,,/ ,., ----,

Le = !d';JO .<l ': ...,

L I = 221 11 , ' 11' - t---- --!

f-- - - - - - - - L = 5-511 ,..,.,--- --- ---1

Figure 37 : type de chargement

3.4.2.3 Charges de sollicitation ultime

Pu = 9 + q

Avec g = {poids propre de la poutre}=1,35 Ps* ; q = {charges variables} =

1.35 { 2 P1* ;2 P3* }

CP51PFE E SP


93


3.4.2.4 Vérification à l'ELU(état limite ultime)

Détermination du moment fléchissant ultime:

Méthode de superposition des effets

Almamy FALL

CP5}PFE E.S.P


-Ecole Supérieure Polytechnique de Thiès Almamy FALL

... ,,,,, . I &o!! ~ "' '' '' \

~JJJJJJ0ILlnJJ J 1I ii 1

1 1..~J')IJI"f'---- Mmax =_ P5L

2PU

Vmax5 =_5_

Qmax =- PsL 1 8EI

l... ~, -rt" Mmax =- P3L{(L-L2)- ;2]Qmax =-P3L2

Vrnaxt =

2~klkL-Ll)[(L-LI)-(L-L1-L2)~4L2(L-LIY +L~]

"1/)./ ~r"'li'.., , .

l o. W·) Q,U _

Mmax = - Pl L{(L-L1)- ~1]Qmax =-

Vmax2 = 2~kI~LY[(LY -(L-L1) ~4Ll(L)+Li]1. 1 ·l"ZW""~

1 L • '''' ~ 1P1 L1

Tableau 10 : calcul de RDM

CP51PFE E .S.P



Mus = II~t = P~L +P3L{(L-L2)- ;2]+P\L{(L-LJ-;I] =12555 N.

r,= limite élastique fonction de la classe de l'acier prédéfini et donné par

les constructeurs.

Nous prenons fy = 235 dans notre cas conformément à la faible

épaisseur de notre profilé.

co > /vi\) _12555 53,42cm3Piast - f

y235

On choisit IpE 120 sur le tableau annexe

La structure tient-elle?

Vérification à l'effort tranchant

AvzfyVs =Vu <Vr = .J3

Avec Avz=Aire de cisaillement

Vs =Pu = IIQim~x l = PsL+ P3L2+ P1L1=1826 N

fiVs fi*182 ,6.10-J

Avz> 235 =0,0013cm 2

fy

Ce qui est largement inférieure à la valeur du tableau annexe pour

IpE 120.

3.4.2.5 Vérification à l'ELS( état limite de service)

Lomax < 200

On a pris pour coefficient de service 200 on peut remarquer qu'elle est

de 500 pour les ponts ou plus pour les structures de haute précisions.

8max = L(vi max)

CPSIPFE E.S.P



= i~; +2* 2~kl[6{L-Ll)[(L-Ll) -(L-Lj-L2)~4L2(L-LJ) +Li]+

2* 2:kI[6(L-L1)[(L-L1) -(L-LI-L2)~4L2(L-Ll) +L~]

8 = 55439,1max El

E = 21OOOOMPa pour cet acier

1= Iy donné par le catalogue annexe 02, Iy =317 cm" pour IpE 120

bmax=0.087

Or 2~O =0,028 donc la structure présente une flèche inadmissible avec

le profilé IpE 120.

Le Iy minimale vérifiant la condition ELS est 977,76 cm" .

Ce qui correspond à un profilé IpE A180.

Or pour notre prédimensionnement nous avions pris un IpE 200 qui est

légèrement supérieur donc la structure est sécuritaire.

CPS1PFE E.S.P



• Solutions technologiques

AlmamyFALL

......._--_ ..---..... .......................

Figure 38 : Détails fixation gouvernail

CP51PFE ES P


98


Conclusion

Almamy FALL

Les études menées dans ce projet ont montré que l'exploitation optimale

de l'énergie éolienne nécessite entre autre une recherche approfondie

sur le terrain.

De nombreuses installations de l'énergie éolienne ont vu le jour au

Sénégal mais peu d'entre eux sont encore en service aujourd'hui, bien

souvent pour des problèmes de maintenance mais aussi parce qu'elles

étaient inadaptées au site sur lesquels elles avaient été implantées.

L'exécution de ces genres de projet nécessite la mise en place de

structures de coordination aussi bien au niveau national qu'au niveau

international (des outils comme l'A.C.S.P. pourront aider en cela) afin

d'utiliser au mieux toutes les ressources indispensables à leur

réalisation.

Dans cette perspective, des actions telle que la mise en place de

structures nationales et sous-régionales devraient être réalisées ou

renforcées. " serait judicieux d'associer les ONG et la société civile à la

réalisation de ces genres de projet afin de mieux les sensibiliser aux

possibilités qu'offre l'énergie éolienne et la collaboration en ligne avec

internet. Les institutions de coordination doivent également chercher à

intéresser et sensibiliser le secteur privé pour accroître au maximum la

possibilité d'un approvisionnement large et régulier du marché

d'équipements d'énergie éolienne. Au besoin, ces structures doivent

aider le secteur privé à établir des contacts avec les organismes

étrangers.

Dans l'exécution des projets, la priorité doit être accordée aux projets

pilotes et de démonstration et une large publicité devra être faite autour

de ces projets afin de mieux sensibiliser tous les acteurs concernés.

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Les plus hautes autorités gouvernementales doivent s'impliquer

davantage en entreprenant les actions suivantes:

- le recours aux énergies renouvelables dans les projets de

développement nationaux ou régionaux (agriculture, santé, éducation,

etc... ) et l'inscription de ces projets dans les plans nationaux de

développement;

- la création de fonds nationaux des énergies renouvelables devant

servir de contrepartie aux financements extérieurs des projets;

- l'adoption de lois portant sur la réduction des taxes d'importation sur les

équipements pour les énergies renouvelables.

- la formulation et la constitution des documents de projets sous forme

de référentiels d'orientation.

- la sensibilisation aux énergies renouvelables des populations; en effet

la totalité des installations de production d'électricité par voie éolienne au

Sénégal ne fonctionne plus. Ceci étant du en partie à l'absence de

moyens mis en œuvre pour assurer la maintenance. Les populations

villageoises ont du mal à prendre conscience du coût de l'électricité et

attendent tout du gouvernement qui baigne dans l'économie sous

perfusion.

- des actions de micro crédit peuvent avoir des effets appréciables sur

l'acquisition, par les populations rurales et périurbaines, des

équipements en matière d'énergies renouvelables et sur la formation des

techniciens de maintenance;

- la concertation et la collaboration entre toutes les institutions africaines

concernées par les énergies renouvelables pour échanger les

expériences acquises, créer en commun des banques de données et

lancer en coopération des programmes éducatifs ou de recherche et

développement.

CPS1PFE E.S.P


Ecole Supérieure Polytechnique de Thiès M. Almamy FALL

L'exécution de ce projet a nécessité l'utilisation d'outils de conception

comme:

• Les logiciels AutoCad et Solid Works dans le domaine de la CAO,

• Les outils Microsoft Office2000,

• Le logiciel ACSP pour la gestion, le SUIVI du projet et la

capitalisation de ses données.

• Internet Explorer 5.5

L'utilisation de ces ensembles de logiciels, de méthodes de travail

intégré dans notre cours de « Procédés de Fabrication », nous a permis

de nous sensibiliser davantage à la complexité de la gestion des projets,

à l'échange de données entre des acteurs.

Nous avons certes rencontré au début de nombreuses difficultés

sur le plan informatique (accès à l'outil Internet) et sur la collaboration

avec les entreprises locales. Ce qui a occasionné des reformes au

niveau du calendrier initial du projet.

Lors de la réalisation de ce projet, nous avons préféré traiter

certains points précis et les dimensionner correctement mais le temps

nécessaire à ce travail ne nous a pas permis d'étudier l'aspect

estimation des coûts mises en œuvre pour accéder à de telles

installations. Une étude d'opportunité devra être menée à coup sûr par la

suite.

Cette partie pourra être développée ultérieurement par un autre

groupe de travail qui reprendra notre étude. Ce groupe bénéficiera de la

capitalisation des connaissances que nous avons effectuées gr~ce à

l'ACSP et disposera ainsi de toutes les informations nécessaires afin de

mener ce projet à son terme.

CPSIPFE E.S.P



BIBLIOGRAPHIE

M. Almamy FALL

[1] Eléments de machines, Gilbert DROUIN, Michel GOU, Pierre THIRY, Robert

VINET, Edition de l'Ecole Polytechnique de Montréal, 1996.

[2] Construction mécanique (transmission de puissance 2. Applications), Francis

ESNAULT,1994

[3] Guide du Dessinateur Industriel, A Chevalier, Hachette Technique, 1993.

[4] Energie éolienne (Théorie, conception et calcul pratique des installations), Désiré

LE GOURIERES, EYROLLES, 1982.

[5] Mécanique (Points matériels, solides, fluides avec 250 exercices et problèmes

résolus), Jos é-Phillippe PEREZ, 4e édition,1995.

[6] Mécanique et chaleur, Jaques DEBAENE, Michel CAZIN, Maurice DIZIER,

Techniques de l'ingénieur, 1972.

[7] Des Matériaux, Bernard PALISSY, édition Ecole Polytechnique de Montréal , 1980.

[8] Forum d'Affaires et d'Investissement pour le Développement des Energies

Renouvelables en Afrique, M.C. Mapako, AFREPREN.

[10] Forum d'Affaires et d'Investissement pour le Développement des Energies

renouvelables en Afr ique, Pedro de Sampaio Nunes, Harare, 29-31 Mars 1999.

[11] Certaines parties empruntées à A.M. Dahouenon, GTZ-Sénégal, et Z. Koïta,

SENELEC, Sénégal

[12] Systèmes solaires, n0127 - 1998 - 29

[13] Aide-mémoire de résistance des matériaux, G. PISSARENKO, A. Yakovley, U.

MTVEEV, EM édition Moscou 1975.

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ANNEXES

M. Almamy FALL

Annexe 01 Référentiel d'orientation

Annexe 02 Annexe des profilés en I européenne (extrait)

Annexe 03 Carte de la vitesse des vents au Sénégal

Relevés Service Météo Sénégal des vitessesAnnexe 04

moyennes de vents pour Dakar-Yoff

Annexe 05 Tableau de choix des garnitures pour'frein à disque

1 Liste des sites et liens intéressants traitant surAnnexe 06

l'énergie éolienne.

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ANNEXE 1Référentiel d'orientation

1. Données initiales

A. Appellation

M. Almamy FALL

Ce projet est intitulé: Etude de faisabilité d'un aérogénérateur au Sénégal.

B. Responsables

Responsable entreprise SELMEG M. SANTAResponsable UTBM M. Samuel GOMESChef de projet M. Matthieu COUTURIER

c. Budget

Aucun budget n'a été prévu.

D. Dates de début et de fin

Le projet sera réalisé du 22/09/00 au 15/01/01.

2. Origine du projet

A. Situation actuelle

Actuellement, il a été mis en place une éolienne de pompage au Sénégal.De manière à accroître la production d'énergie, il est nécessaire de mettre enplace un nouveau type de générateur. L'entreprise SELMEG, implantée auSénégal, nous a demandé d'effectuer une étude de faisabilité pour la fabricationd'un aérogénérateur qui devra être fabriqué avec les moyens techniques locaux.

B. Situation désirée

L'étude de faisabilité permettrait la concrétisation de l'aérogénérateur avec les moyensde fabrication de l'entreprise SELMEG.

CPSIPFE E.S.P



C. Clients

M. Almamy FALL

Entreprise SELMEGAdresse e-mail selmegéàmetissacana.sn

Domaine d 'activité Fabriquant d'éoliennes de pompage

3. Formulation du projet

A. Description générale du projet

Comme ce projet implique une collaboration entre la SELMEG,polytechnique du Sénégal et les étudiants de l'UTBM chargés de l'étude,nécessaire de répartir les tâches comme suit:

l'écoleil a été

• Recherche d'informations relatives aux éoliennes, aérogénérateurs, conditionsmétéorologiques, moyens de l'entreprise, site d'implantation

• Etude de faisabilité

•11 s'agit ici de faire une étude de faisabilité puis de proposer des solutions.

B. Date des principaux événements

• Rédaction du cahier des charges pour la fin octobre.• Fin du projet le 15 janvier 2001• Synthèse du projet à l'entreprise SELMEG pour le milieu du projet.

C. Cahier des charges

Le cahier des charges conceptuel sera réalisé en utilisant les phases suivantes:Nous devrons tenir compte des premières contraintes apparues lors de la première mise encontact avec SELMEG.Nous devons chercher des informations sur le besoin, les produits existants, les moyens deSELMEG et les conditions d'implantation.Etudier des critères tel que la fonctionnalité.

D. Conditions nécessaires à la réalisation du projet

Nous devons obtenir le maximum d'informations concernant:

• Les méthodes de fabrication les plus adaptées aux produits fabriqués par SELMEG.• Les moyens que SELMEG prévoit de donner au projet à développer.

Malheureusement, nous ne pourrons pas visiter le cite de SELMEG, l'entreprise se trouvantau Sénégal .. . (Prévoir budget déplacement par l'UTBM ?)

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CP51PFE E.S.P



4. Synthèse de l'étude d'opportunité

M. Almamy FALL

A. Etude technique: degré d'innovation, caractères dominants:

Fabrication d' aérogénérateurRéalisation d'un cahier des charges + préconcepts + concepts.

B. Enjeux économiques parts de marché, rentabilité financière:

Possibilité d 'obtenir une dimension financière avec des ONG. (transfert de technologie)

C. Moyens et ressources humaines

L'étude est menée dans le cadre de l'unité de valeur CP51, à l'UTBM,dans le but de familiariser les étudiants aux outils de développement actuel touten gérant un projet à caractère industriel. L'équipe réalisant l'étude présentée ciavant est constituée de 6 acteurs:

Nom Prénom FilièreCOUTURIER Matthieu CDP

DELAFOY Pierre Antoine CDPGORSKA Yoann CDP

PEGORIER Julien LibrePRIEUR Patrick CSM

RICHELOT Julien CSM

D. Aspect organisationnel du projet

Le groupe cherchera à appliquer une gestion de projet en ingénierie simultanée sous laresponsabil ité d'un chef de projet.

Des tâches ont été déterminées à l'analyse du sujet et à la réalisation d'un SADT(Structural Analysis and Design Technic).

E. Recommandations

Une collaboration efficace sera nécessaire entre l'équipe d'étudiants de l'UTBM etl'entreprise pour garantir le bon déroulement du projet.

CPSIPFE E.S .P



ANNEXE 2Annexe des profilés en 1 européenne (extrait)

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CPS1PFE E.S.P

ETUDE DE FAISA BILITE D'UN AEROGENERATEUR

108

Ecole Supérieu re Polytechnique de Thiès

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ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEURIIO


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ANNEXE 3Carte de la vitesse des vents au Sénégal



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ETUDE DE FAISABILITE D'UN AEROGENERATEUR11 3


ANNEXE 4Relevés Service Météo Sénégal des vitesses moyennes de

vents pour Dakar-Yoff

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A Monsieur 1. Oi~ct:eu:r Géné:ra~

De 11:' Météo Na t i ona l e

OBJET ; c:lernande d~ donn~ ~logiqU8S

Monsieur leDirecteur.

Dans le cad re des pro] ts de fin d 'études des élèves-ingénieu rs , l'Ecole

Supérieure Polytc rhn ique est. t101en~ é collaborer avec des ins titu tl on s telle

que la votr e,

C'e l dana cC:: ca d re , que l' èlève-Ing ènicu r Almarny F'ALL dans son pr oje t

intitul "Etu de de fa isab tlit é d 'une éolie nne de: product ion d 'électricité- a besoin

de donn ée m eteo au ni e U vot re service m ét ôorologique natioual.

En espérant u ne reponse favorable de vo tre part , nous vous p rio n s de croire ,

Monsieur le Directeur Général, à I'a ssurancc d e ma cons id érati on die t in gu ée,

Le Directeur duProjllt

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ETUDE DE FAISABILITE D'Ul\J AEROGENERATEUR116


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ETUDE DE FAISABILITE D' UN AEROGENERATEUR

117

Ecole Supérieure Polytechnique de Thiès M. Almarny FALL

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Ecole Supérieure Polyteclmique de Thiès M. Almamy FALL

ANNEXESTableau de choix des garnitures pour frein à disque

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ANNEXE 6Liste des sites et liens intéressants traitant sur l'énergie

éolienneinformations générales

• EOLE : le meilleur site francophone sur l'énergie éolienne - Atlas des vents , lesÈoliennes, les moulins, le coût et le fonctionnement

• . Suisse-éole: Association Suisse pour l'énergie éolienne; informations sur le parc éoliendu Mont-Crosin dans le Jura Suisse

• American Wind Energy Association

• British Wind Energy Association

• Wind Power Monthly : le mensuel de référence sur l'énergie éolienne dans le monde

• Compagnons d'éole, Les : - Association de promotion de l'énergie éolienne

• Cabinet Germa - Spécialiste français de l'énergie éolienne. Conseil, réalisation deparcs éoliens et éoliennes de forte puissance

• Espace Eolien Développement : bureau d'études, acteur du programme EOLE 2005

• Eolienne moderne : technique et principes de fonctionnement d'une éolienne moderne

• Franklin Museum, Pennsylvanie, initiative pédagogique

• Wuseltronik - focuses on research and development in renewable energy resources

fabricants de matériels

• American Windmills :- sells old fashioned water pumping windmills

• MKW : fabricants d'éoliennes 20 kW

• De Wind Technik : fabricant d'éoliennes

• Juvent: fabricant d'éoliennes

• EWS: fabricant d'éoliennes

• NORDEX: fabricant d'éoliennes

• Ferguson Manufacturing :- windmill makers

• Koenders Mfg. Co. Ltd. :- manufacturer of windmills and waterpumps

• Anglesey Wind & Energy Ltd

CP51PFE E.S .P



• Atlantic Equipment - buys and sells used wind and solar energy equiprnent andindustrial machinery

• Bay Winds - dealer/distributor of grid interconnect and stand alone wind energysystems

• Bergey Windpower Co - manufactures small wind turbines for remote power, waterpumping, and grd-connected applications - 1,5-10 kW

• Brower and Company - providing analysis of alternative energy resources andtechnologies, wind resource mapping software and services, and electric resourceplanning

• Maywind - makers of surveying equipment for wind prospection

• McInnis Industries - specializing in antique and aeration windrnills, greenhouse kits,wooden venetian blinds, marine solar shades, and metal tubing benders

• Nordex Balcke-D,rr - produces wind turbines

• Olsen Wings - blades for small wind turbines

• Prairie Wind and Sun

• Southwest Windpower, Inc. - supplier of small battery charging wind turbines.Products are used to bring electricity into rural areas of the world

• Trillium Windpower Canada - Trillium Windmills distributor for RutlandWindchargers, Koenders Windmills for water aeration, and Transonic Pest Repellers

• Vestas Wind Systems AIS - specialize in the manufacture of wind turbines. Located inDenrnark.

• Wind Fire & Ferrous - wind turbine sales and service on most all equipment. Partsavailable or we can manufacture

• Windland, Inc. - sales and installation ofreconditioned wind turbines.

• Windmission - develops and markets wind turbines and hybrid systems, componentssuch as rotors, generators and controllers

• World Power Technologies - manufacturer of the Whisper line ofwind generators

CP51PFE E.S.P

ETUDE DE FAISABlLlTE D'U1\J AEROGENERATEUR123

SUPERIEURE FALL POLYTECHNIQUE GENIE MECANIQUE utbm · • M. Samuel GOMES, Maître de Conférence...

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