Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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Eolienne munie d'un mât articulé
L'invention concerne une éolienne munie d'un mât articulé de
manière à prendre une position dressée verticale au dessus
d'une fondation ancrée au sol et une position repliée
proche du sol.
Un tel mât est composé de parties sensiblement rectilignes
articulées entre elles de manière à pivoter entre la position
dressée dans laquelle elles sont sensiblement alignées
verticalement et la position repliée.
En général, l'éolienne est amenée dans la position repliée
pour éviter qu'elle ne subisse des dommages en cas de vent
violent.
Un système de contrôle est classiquement prévu pour assurer
le maintien du mât en position dressée et pour coordonner le
pivotement des différentes parties articulées afin de faire
passer le mât de la position dressée à la position repliée,
et inversement.
FR2 823 674 A propose un système de contrôle permettant de
dresser le mât de support d'une éolienne en position verti-
cale et de le rabattre en position horizontale à des fins de
maintenance. Ce système de contrôle comporte un mât de levage
relié au mât de support par des câbles de type haubans. Le
mât de levage supporte à son extrémité au sol un treuil
d'enroulement des câbles de levage actionné par le dispositif
de commande pour pouvoir coucher l'éolienne de tout son long
sur le sol. Le mât de support et le mât auxiliaire sont
articulés en un même point sur un pied fixé au sol.
Le système de contrôle décrit dans FR2 823 674 est adapté
pour maintenir le mât en position dressée et pour le rabattre
en agissant sur les câbles. Cependant, le maniement des
câbles est dangereux par grand vent. Les haubans génèrent de
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plus un encombrement important autour de l'éolienne, qui
limite l'implantation d'équipements ou le diamètre du rotor
de la nacelle de l'éolienne.
On connaît également d'après JP 62282167 une éolienne équipée
d'un système de contrôle pour dresser le mât de support en
position verticale et pour le rabattre en position horizon-
tale à des fins de maintenance. Le mât de support de l'éo-
lienne est relié par un câble à un mât de levage et est
articulé sur un socle. Le mât de levage présente une extrémi-
té reliée à un treuil sur lequel agit le dispositif de
commande pour permettre le basculement du mât de support et
du mât de levage, de la position verticale vers la position
horizontale. Une telle éolienne nécessite toutefois d'utili-
ser des mâts de faible hauteur. Par ailleurs, le maniement de
l'éolienne est également très dangereux par grand vent et le
dispositif de commande occupe un espace important autour de
l'éolienne, ce qui est pénalisant pour l'implantation d'équi-
pements.
L'invention vient améliorer la situation.
A cet effet, l'invention propose une éolienne comprenant un
mât articulé de manière à prendre une position dressée au
dessus d'une fondation ancrée au sol et une position re-
pliée proche du sol. Le mât est composé de parties sensi-
blement rectilignes articulées entre elles de manière à
pivoter pour amener le mât dans la position dressée ou dans
la position repliée. L'éolienne comprend en outre un dispo-
sitif de blocage agencé à l'une au moins des articulations
entre deux desdites parties pour verrouiller le mât dans la
position dressée. L'invention prévoit que le dispositif de
blocage comprend :
- un collier de serrage mobile radialement, agencé à l'ex-
trémité de l'une des deux parties de ladite articulation à
l'intérieur du mât, et
- des moyens d'actionnement aptes à déplacer le collier de
serrage radialement de manière à réaliser un raccord étroit
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de type mâlelfemelle entre les deux parties de l'articula-
tion.
Le blocage de l'éolienne en position dressée ne nécessitE
ainsi aucun élément externe. L'encombrement autour du mât est
alors réduit. L'invention permet donc de verrouiller le mât
en position verticale sans interférer avec les dispositifs dE
pivotement du mât.
L'invention assure également un raccord robuste entre le:
parties articulées, dont le verrouillage ou le déverrouillagE
est actionnable à distance. Il est donc sans danger pour lE
personnel technique.
Selon l'invention, il est possible de ramener l'éolienne er
position repliée horizontale en très peu de temps, pai
exemple en cas d'alerte cyclonique.
Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémen-
taires ou de substitution, sont énoncées ci-après:
- Le collier de serrage est constitué de portions de colliei
mobiles radialement.
- Les moyens d'actionnement comprennent des vérins hydrauli-
ques aptes à piloter le déplacement radial de deux portion:
de collier adjacentes.
- Les vérins hydrauliques opèrent sensiblement dans lE
direction radiale.
- Les vérins hydrauliques s'étendent sensiblement radialement
à partir de l'axe du mât tandis que chaque vérin comprend une
tige mobile dans l'axe du vérin, la tige étant reliée au.~
deux portions de collier adjacentes associées au vérin.
- Chacune des deux portions de collier adjacentes est reliée
à la tige du vérin associé par l'intermédiaire d'une branche
de raccord respective, selon une liaison pivot, le point de
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pivotement sur la tige des deux branches de raccord étant
commun.
- Le dispositif de blocage comprend en outre une entretoise
fixée à l'extrémité de la tige de chaque vérin, tandis que
ladite entretoise est adaptée pour venir se loger entre les
deux portions de collier adjacentes reliées au vérin, lorsque
le mât est verrouillé.
- L'entretoise a une forme sensiblement trapézoïdale tandis
que les bords libres des deux portions de collier adjacentes
tournés l'un vers l'autre sont biseautée de manière à loger
l'entretoise entre elles, lorsque le mât est verrouillé.
- Le dispositif de blocage comprend trois vérins hydrauliques
placés sensiblement à 120 C l'un de l'autre, reliés à un pied
de support commun placé au centre du mât.
- L'éolienne comprend en outre au moins un dispositif de
pivotement principal apte à coordonner le pivotement entre
une partie inférieure et une partie supérieure, la partie
supérieure et la partie inférieure s'étendant sensiblement
horizontalement l'une sur l'autre, dans la position repliée
de l'éolienne.
- le dispositif de pivotement principal est piloté par un
ensemble de vérins hydrauliques parallèles s'étendant dans
le plan transversal du mât.
- le mât comporte des éléments de support de vérins agencés
au niveau de l'articulation entre la partie supérieure et
la partie inférieure, pour supporter lesdits vérins.
- Les vérins du dispositif de pivotement principal compren-
nent chacun une tige apte à se déplacer dans l'axe du vérin
vers l'avant de l'éolienne, lorsque le vérin est comprimé.
- Le dispositif de pivotement principal comprend deux
biellettes articulées selon un axe horizontal perpendicu-
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laire à l'axe des vérins, les extrémités de chaque biel.
lette étant fixées d'une part sur la partie supérieure e-
d'autre part sur la partie inférieure, de chaque côté à
mât.
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- Les biellettes sont articulées sur une pièce de raccor(
tandis que la tige de chaque vérin est reliée à laditf
pièce de raccord.
- Les extrémités supérieures des biellettes sont raccordée:
entre elles par une pièce de raccord fixée à la paro:
interne du mât, tandis que la tige de chaque vérin es'
reliée à l'une des articulations des biellettes.
- Le mât comprend une partie de base fixe et orientée sensi.
blement verticalement à l'extrémité de l'éolienne, la partiE
de base étant articulée sur une partie inférieure du mât,
tandis que l'éolienne comprend un dispositif de pivotemeni
auxiliaire apte à coordonner le pivotement entre l'a partiE
inférieure du mât et la partie de base.
- Le dispositif de pivotement auxiliaire comprend un vérii
hydraulique agencé à l'intérieur du mât, le vérin étant reliE
d'une part à la partie de base et d'autre part à la paro:
interne de la partie inférieure du mât, à l'avant du mât.
- Le vérin comprend une tige mobile dans l'axe du vérin,
tandis que le vérin est relié à la partie de base au niveat
de l'extrémité libre de la tige.
- Le dispositif de pivotement principal et le dispositif dE
pivotement auxiliaire opèrent en synchronisme.
Les caractéristiques et avantages de l'invention sont exposé:
plus en détail dans la description ci-après, avec référence
aux dessins annexés sur lesquels :
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- Les figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'une
éolienne selon l'invention dont le mât est respectivement en
position dressée et repliée;
- Les figures 3A à 3D sont des vues en perspectives en
élévation du dispositif de blocage conforme à l'invention,
dans différents états de fonctionnement;
- Les figures 4A et 4B sont des vues du dessus du dispositif
de blocage conforme à l'invention, dans deux états de fonc-
tionnement différents;
- La figure 5 est un organigramme illustrant les différentes
étapes mises en ceuvre pour la mise en position de sécurité de
l'éolienne;
- La figure 6 est un organigramme illustrant les différentes
étapes mises en oeuvre pour la mise en position de secours de
l'éolienne;
- La figure 7 est un organigramme illustrant les différentes
étapes mises en oeuvre pour la mise en production de l'éo-
lienne;
- Les figures 8A à 8D illustrent les différentes étapes de
repliement de l'éolienne;
- Les figures 9 et 10 sont des schémas de côté et de face de
l'éolienne, montrant les dispositifs de pivotement principal
et auxiliaire, selon une première forme de réalisation de
l'invention;
- La figure 11 est une vue éclatée de l'éolienne montrant les
dispositifs de pivotement principal et auxiliaire, selon la
première forme de réalisation de l'invention;
- La figure 12 est une vue en coupe de l'éolienne au niveau
de l'articulation haute montrant le dispositif de pivotement
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principal, selon la première forme de réalisation de l'inven-
tion;
- La figure 13 est un schéma de côté de l'éolienne dans une
position intermédiaire de repli, selon la première forme de
réalisation de l'invention;
- La figure 14 est un schéma de côté de l'éolienne en posi-
tion de repli, selon la première forme de réalisation de
l'invention;
- les figures 15 à 20 sont des figures analogues aux figures
9 à 14, selon une deuxième forme de réalisation de l'inven-
tion; et
- La figure 21 est un schéma représentant les biellettes du
système de pivotement supérieur.
L'éolienne illustrée comprend de manière classique une
fondation 2 destinée à être ancrée au sol, un mât 1 qui, dans
l'état représenté sur la figure 1 s'élève verticalement au-
dessus de la fondation 2, un support 3, appelé classiquement
nacelle, monté au sommet du mât et supportant un rotor 4
propre à tourner autour d'un axe A approximativement horizon-
tal. Le rotor représenté comprend trois pales 45, 46, 47 qui
décrivent un cercle lors de la rotation du rotor. L'invention
sera décrite en référence à un tel rotor. Toutefois, d'autres
types de rotor sont possibles, comme par exemple un rotor à
deux pâles. La fondation 2 peut se présenter sous la forme
d'une couronne ancrée dans le sol.
L'éolienne peut avantageusement présenter un angle de tilt
de quelques degrés avec l'horizontale qui permet d'éloigner
les pales du mât.
Un exemple de mât d'éolienne articulé auquel peut s'appliquer
l'invention a été décrit dans la demande de brevet français
N 0312184. La suite de l'invention sera faite en référence à
une telle éolienne à titre d'exemple non limitatif.
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Le mât 1 représenté sur les figures est constitué de trois
parties articulées 5, 6 et 7.
La première partie fixe 7 ou partie de base, solidaire de la
fondation 2, est articulée autour d'un axe horizontal dl avec
une seconde partie 6 ou partie inférieure. La partie infé-
rieure 6 est articulée autour d'un axe horizontal d2 avec une
troisième partie 5 ou partie supérieure portant la nacelle 3.
En particulier, les parties inférieure 6 et supérieure 5 se
présentent sous la forme de tronçons coniques ou cylindriques
de hauteur relativement importante, tandis que la partie de
base 7 se présente sous la forme d'un tronçon cylindrique de
faible hauteur. Des viroles de forme adaptée, c'est-à-dire
conique ou cylindrique selon le cas sont agencées sur les
parties 5 à 7 pour les renforcer.
L'invention s'applique notamment, sans y être limitée, à des
éoliennes dont le mât 1 comporte :
- une partie de base 7 se présentant sous la forme d'un
tronçon cylindrique de 3 200 mm de diamètre, de 2 330 mm de
hauteur et de 32 mm d'épaisseur;
- une partie inférieure 6 se présentant sous la forme d'un
tronçon conique de 3 200/2800 mm de diamètre et de 18700 mm
de hauteur; et
- une partie supérieure 5 se présentant sous forme d'un
tronçon conique de 2800/2050 mm de diamètre, et de 32050 mm
de hauteur.
Les parties 5, 6 et 7 sont articulées entre elles autour des
axes horizontaux dl et d2, qui sont parallèles entre eux et
perpendiculaires à l'axe du rotor A.
Ainsi, le mât présente deux articulations, une articulation
supérieure 56 et une articulation inférieure 67 autour des
axes horizontaux dl et d2. L'axe d2 de l'articulation 56 se
situe à l'avant de l'éolienne, tandis que l'axe dl de l'arti-
culation 67 se situe à l'arrière de l'éolienne.
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Ici et dans la suite de la description, les expressions
"avant de l'éolienne" ou "arrière de l'éolienne", ou encore
"côté de l'éolienne" sont utilisées en référence à l'orien-
tation du rotor 4. Ainsi, "l'avant" de l'éolienne se situe
du côté des pâles du rotor.
La partie de base 7 est fixe et orientée verticalement.
Chacune des autres parties 5 et 6, à partir de la partie de
base 7, est adaptée pour pivoter dans un sens donné par
rapport à la partie précédente à partir de la position
dressée du mât. Le sens de pivotement est inversé d'une
articulation à la suivante.
Il est maintenant fait référence à la figure 2 qui montre
l'éolienne dans la position repliée. L'orientation des axes
dl et d2 des articulations 56 et 67 permet à la partie
inférieure 6 de pivoter vers l'arrière de l'éolienne et à la
partie supérieure 5 de pivoter vers l'avant de l'éolienne
tandis que la face de raccord inférieure 100, initialement
horizontale, de chaque partie 5 et 6 forme un angle de plus
en plus ouvert avec la face de raccord supérieure 102 de la
partie de mât sous-jacent 6 et 7.
L'invention prévoit un système de contrôle de l'éolienne pour
contrôler le blocage de l'éolienne dans la position dressée,
au niveau des articulations, et contrôler le pivotement de
l'éolienne de la position dressée (figure 1) à la position
repliée (figure 2) et inversement.
Le système de contrôle comprend un dispositif de blocage 14
agencé à l'une au moins des articulations 56 et 67 pour
bloquer le mât 1 de l'éolienne en position dressée. Le
dispositif de blocage 14 est piloté par des moyens d'action-
nement adaptés. Ces moyens d'actionnement peuvent être des
vérins hydrauliques internes au mât. En variante, le disposi-
tif de blocage 14 peut être piloté par des vérins électri-
ques. La suite de la description sera faite en référence à un
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pilotage du dispositif de blocage 14 par vérins hydrauliques
à titre d'exemple non limitatif.
Le système de contrôle comprend en outre un dispositif de
5 pivotement principal 200 au niveau de l'articulation haute
56, et un dispositif de pivotement auxiliaire 202 au niveau
de l'articulation basse 67 pour coordonner le mouvement de
pivotement des différentes parties de l'éolienne. Le pivote-
ment de l'éolienne peut se poursuivre jusqu'à la position
10 montrée sur la figure 2, dans laquelle les parties inférieure
et supérieure 6 et 5 s'étendent sensiblement horizontalement
pour une prise au vent minimale tandis que la partie de base
7 s'étend sensiblement verticalement. Dans l'exemple illustré
sur la figure 2, les pales sont situées sensiblement entre la
partie supérieure 5, et la partie inférieure 6.
Les dispositifs de pivotement 200 et 202 sont pilotés par des
moyens d'actionnement adaptés, en particulier des vérins
hydrauliques 26.
Dans une première forme de réalisation représentée sur les
figures 9 à 14, les vérins 26 du dispositif de pivotement
principal 200 sont supportés par des éléments de support 265
placés au niveau de la charnière de l'articulation 56, entre
la partie supérieure 5 et la partie inférieure 6.
Dans une deuxième forme de réalisation représentée sur les
figures 1, 2, et 15 à 20, une partie de support de vérins
2650 est prévue pour supporter les vérins 26 du dispositif de
pivotement principal 200, entre la partie supérieure 5 et la
partie inférieure 6.
Le système de contrôle peut comporter en outre des centra-
les hydraul,iques et une armoire électrique munie d'un
coffret d'automatisme permettant la commande des distribu-
teurs et servo-distributeurs, la gestion des mouvements des
vérins asservis, ainsi que la gestion des sécurités propres
à l'installation hydraulique.
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Chaque articulation 56 ou 67 est formée par deux demi virole,-
de forme adaptée (conique ou cylindrique selon le cas) fixéee
respectivement sur les deux parties de part et d'autre dE
l'articulation. Ces demi viroles renforcent les extrémitéE
des tronçons de mât.
Les figures 3A à 3D, 4A, et 4B sont des vues d'un disposi-
tif de blocage 14 conforme à l'invention.
La suite de la description sera faite spécifiquement en
référence au dispositif de blocage agencé au niveau de
l'articulation 56 entre la partie supérieure 5 et la partie
inférieure 6. Bien entendu, un tel dispositif de blocage
peut être agencé de manière analogue au niveau de l'articu-
lation 67 entre la partie inférieure 6 et la partie de base
7.
Le dispositif de blocage 14 comprend un collier de serrage
1400 monté à l'extrémité de la partie inférieure 6 sur un
support de collier 142. La paroi du collier de serrage 1400
s'étend dans l'axe du mât, à l'intérieur de la partie
supérieure 5, lorsque le mât est assemblé.
Le dispositif de blocage comporte en outre des moyens
d'actionnement 1401, 1403 et 1405, aptes à déplacer radia-
lement le collier de serrage entre deux positions de ma-
nière à pousser la paroi du collier de serrage contre la
paroi interne de la partie supérieure 5 du mât 1 et à
réaliser ainsi un raccord de type mâle/femelle étroitement
serré entre la partie supérieure 5 et la partie inférieure
6. Le collier de serrage 1400 emprisonne 2 demi couronnes
l'une fixée sur la partie supérieure 5 et l'autre fixée sur
la partie inférieure 6.
Plus précisément, le collier 1400 est constitué de 3 por-
tions de collier 1402, 1404 et 1406, mobiles radialement
entre une position de serrage et une position de desser-
rage. Dans la position de serrage, représentée sur les
figures 3A, 3C et 4A, le diamètre du collier 1400 est
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sensiblement égal au diamètre interne de la partie supé-
rieure 5 du mât de sorte que le mât dressé est verrouillé.
.Dans la position de desserrage, représentée sur les figures
3B, 3D et 4B, le diamètre du collier 1400 est inférieur au
diamètre interne de la partie supérieure 5 du mât de sorte
que le mât dressé est déverrouillé, par exemple pour être
replié.
Les moyens d'actionnement du collier de serrage comprennent
trois vérins hydrauliques 1401, 1403 et 1405, dont chacun
commande le déplacement radial de deux portions de collier
adjacentes. Ainsi le vérin 1401 agit simultanément sur les
portions de collier 1402 et 1404, le vérin 1403 agit simul-
tanément sur les portions de collier 1404 et 1406, et le
vérin 1405 agit simultanément sur les portions de collier
1402 et 1406.
Comme on le voit plus en détail sur les figures 4A et 4B,
chaque vérin 1401, 1403 et 1405 est équipé d'une tige
radiale 1407 qui pousse simultanément les portions de
collier adjacentes (figure 4A) pour verrouiller l'articula-
tion ou les tire vers l'axe du mât (figure 4B) pour déver-
rouiller l'articulation.
La tige 1407 de chaque vérin 1401, 1403 et 1405 s'étend
sensiblement radialement à partir de l'axe du mât 1 et est
mobile vers l'extérieur du mât lorsqu'elle est comprimée.
Chaque vérin, par exemple 1401, est par ailleurs relié aux
deux portions de collier adjacentes, 1402 et 1404, par deux
branches de raccord 1408. L'une des extrémités de chaque
branche de raccord 1408 est reliée à l'une des deux por-
tions adjacentes de collier selon une liaison pivot, tandis
que l'autre extrémité des branches est reliée au vérin
hydraulique 1401 également selon une liaison pivot. Les
deux branches de raccord 1408 ont un point de pivotement
commun sur le vérin.
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Ainsi lorsque les vérins hydrauliques, 1401, 1403 et 1407,
sont comprimés, leurs tiges 1407 sont poussées rad.zalement
vers l'extérieur du mât 1 de manière synchrone, de sorte
que les deux branches de raccord 1408 reliées à chaque
vérin écartent simultanément les deux portions de collier
adjacentes associées, 1402/1404, 1404/1406, ou 1406/1402,
l'une de l'autre pour amener le collier 1400 en position de
serrage (figure 3A, 3C et 4A). Le mouvement des trois
vérins 1401, 1403 ou 1405 est synchronisé de telle sorte
que les portions de collier soient toujours alignées selon
un cercle. Dans la position de serrage, représentée par
exemple sur la figure 4A, les deux branches 1408 associées
à un vérin sont sensiblement perpendiculaires à la tige
1407 du vérin.
Lorsque les vérins hydrauliques, 1401, 1403 et 1407, sont
relâchés, leurs tiges 1407 reviennent radialement vers
l'intérieur du mât 1 de manière synchrone, de sorte que les
deux branches de raccord 1408 associées à chaque vérin sont
ramenées vers l'intérieur du mât simultanément, ce qui
provoque un déplacement radial des portions de collier
adjacentes (1402/1404, 1404/1406, ou 1406/1402) vers l'axe
du mât jusqu'à ce que le collier 1400 arrive en position
desserrage (figure 3B, 3D et 4B). Dans la position de
desserrage, représentée par exemple sur la figure 4B, les
deux branches 1408 associées à un vérin forment entre elles
un angle tel que les bords des deux portions de collier
adjacentes reliées aux branches soient rapprochés l'un de
l'autre.
En référence à la figure 4B, une entretoise 1409 peut être
prévue à l'extrémité libre de la tige 1407 de chaque vérin.
Ainsi, lorsque la tige 1407 d'un vérin, par exemple 1401,
est poussée radialement vers l'extérieur, l'entretoise 1409
vient se loger entre les deux portions de collier adjacen-
tes reliées, 1402 et 1404, dans la position de serrage
(figure 4A).
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L'entretoise 1409 compense ainsi l'écartement entre les
portions de collier adjacentes (1402/1404, 1404/1406, ou
1406/1402), ce qui renforce le verrouillage du mât.
Chaque entretoise 1409 d'un vérin, par exemple 1401, pré-
sente une forme conjuguée à celle des bords libres des deux
portions de collier adjacentes, 1402 et 1404. En particu-
lier, l'entretoise 1409 présente une forme sensiblement
trapézoïdale tandis que les bords des deux portions de
collier adjacentes, tournés l'un vers l'autre, sont biseau-
tés.
Un organe de renfort 1410 peut être également associé à
chaque vérin 1401, 1403 ou 1405 pour les supporter. Cet
organe 1410 délimite le mouvement radial des portions de
collier 1402, 1404 ou 1406 entre la position de serrage et
la position de desserrage. Sur les dessins, chaque organe
de renfort 1410 comprend une paroi transversale 1411 agen-
cée en amont de la tige 1407 du vérin associé, par exemple
1401, et s'étendant perpendiculairement à l'axe du vérin,
ainsi que deux parois latérales 1412. Chaque paroi laté-
rale 1412 est reliée d'une part à la paroi transversale
1411.
Ainsi, l'organe de renfort 1410 entoure l'extrémité de la
tige 1407 du vérin et la zone de jonction entre les deux
portions de collier adjacentes 1402 et 1404, tout en étant
solidaire de la partie fixe du vérin 1401.
Les parois latérales 1412 de l'organe de renfort présentent
chacune une rainure de guidage sensiblement radiale 1413,
tandis que la tige 1407 du vérin 1401 porte une barre de
coulissement 1414 perpendiculaire à l'axe du vérin. La
barre de coulissement 1414 est conformée de sorte que ses
deux extrémités coulissent simultanément dans les rainures
de guidage 1413 des deux parois latérales 1412, pendant le
mouvement radial du collier de serrage. Les parois latéra-
les 1412 forment en particulier un angle obtus avec la
paroi transversale 1411 de l'organe de renfort. Ainsi, en
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position de serrage, la barre de coulissement 1414 vien-
sensiblement en butée contre la face interne du collier d,
serrage, tandis qu'en position de desserrage, la barre d,
coulissement 1414 vient sensiblement en butée contre 1,
5 fond des rainures 1413. L'organe de renfort 1410 perme-
ainsi non seulement de délimiter le mouvement radial di
collier, mais aussi de renforcer le dispositif de blocagi
et de guider le mouvement radial du collier 1400.
10 Les bords d'extrémité des parois latérales 1412 qui sonreliées au collier
de serrage présentent en outre unE
découpe 1415 adaptée pour le déplacement radial des por.
tions de collier adjacentes respectivement.
15 Comme représenté plus en détail sur les figures 3A-3D, 4i
et 4B, le support de collier 142 comporte en outre ui
plateau de support 1420 fixé à l'extrémité de raccord de 1i
partie inférieure 6 du mât et un ensemble d'éléments df
support 1422 agencés sur le pourtour du plateau de suppori
pour raccorder le collier de serrage 1400 à la partiE
inférieure 6 du mât, tout en autorisant le déplacemeni
radial du collier 1400.
Chaque élément de support 1422 a une forme sensiblement dE
U, les branches du U s'étendant radialement dans la direc-
tion opposée à l'axe du mât. Les éléments de support 142~
sont plus précisément conformés de manière à permettre lE
déplacement radial du collier de serrage 1400. Ainsi, le
collier de serrage 1400 vient coulisser entre les branche:
de la forme en U pendant son mouvement radial.
Dans la forme de réalisation représentée sur les dessins,
le dispositif de blocage 14 comporte trois vérins hydrauli-
ques 1401, 1403 et 1405 placés sensiblement à 120 C l'un dE
l'autre, et reliés à un pied de support 1424 commun faisant
saillie à partir du plateau de support 1420 et s'étendant
dans l'axe du mât. Bien entendu, l'invention n'est pa~
limitée à cette forme de réalisation à trois vérins.
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Le système de contrôle peut être commandé à distance ei
fonction des conditions extérieures et des besoins de produc-
tion.
En particulier, le système de contrôle de l'invention est
adapté pour mettre l'éolienne en position de sécurité, par
exemple en cas de vent fort, en position de secours si
l'opération de mise en position de sécurité n'est pas possi-
ble, ou encore en position de production.
Un exemple de procédé de mise en position de sécurité va
maintenant être décrit, en référence à la figure 5 conjointe-
ment avec la figure 8. Sur la figure 8, le dispositif de
pivotement principal. 200 est supporté par une partie de
support 2650 conformément à la deuxième forme de réalisation
de l'invention.
L'éolienne est initialement en position dressée, comme
représenté sur la figure 8A.
A l'étape 501, le système de contrôle déclenche un arrêt
automatique de l'éolienne par mise en drapeau des pales de la
nacelle.
A l'étape 502, le système de contrôle déclenche un arrêt
complet du rotor en position spécifique.
A l'étape 503, le rotor est verrouillé manuellement ou
automatiquement en position.
A l'étape 504, le système de contrôle oriente automatiquement
la nacelle en position de descente.
A l'étape 505, la nacelle est verrouillée manuellement en
position.
A l'étape 506, le système de contrôle actionne les disposi-
tifs de blocage 14 pour déverrouiller les articulations 56,
et 67.
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A l'étape 507, le système de contrôle actionne les disposi-
tifs de pivotement 200 et 202 pour lancer et contrôler lé
descente au sol de l'éolienne. Les figures 8A à 8C illustrent
les positions intermédiaires dans lesquelles passent l'éo-
lienne pour se replier.
A l'étape 508, le système de contrôle agit sur les disposi-
tifs de pivotement 200 et 202 pour verrouiller les articula-
tions 56 et 67 de l'éolienne en position finale complètement
repliée.
En complément, l'éolienne peut être sécurisée manuellement
(plots d'attache pales, nacelle et articulation).
Le procédé de mise en position de sécurité se termine par une
mise hors tension des systèmes électriques, et une mise hors
réseau de l'éolienne.
Un procédé de mise en position de secours peut également être
prévu, si l'opération de mise en sécurité n'est pas possible,
par exemple sï le vent est déjà supérieur à une valeur limite
de 15m/s ou si les générateurs de secours sont hors service.
Le procédé de mise en position de secours peut par exemple
comporter les étapes décrites ci-dessous, en référence à la
figure 6.
A l'étape 601, le système de contrôle déclenche un arrêt
automatique de la machine par mise en drapeau des pales
tandis que le rotor est laissé libre en rotation.
A l'étape 602, le système de contrôle oriente automatiquement
la nacelle en position sous le vent ("downwind"), tandis que
la machine est laissée libre en rotation.
A l'étape 603, le système de contrôle déclenche une mise en
drapeau des pales pour la position de la nacelle sous le
vent.
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A l'étape 604, le système de contrôle met les systèmes
électriques hors circuit et l'éolienne hors réseau.
Un exemple de procédé de mise en position de production va
maintenant être décrit en référence à la figure 7 conjointe-
ment avec la figure 8D. La mise en position de production
n'est possible que si le vent est inférieur à une valeur
prédéfinie, par exemple de 15m/s.
A l'étape initiale, l'éolienne est totalement repliée comme
représenté sur la figure 8D.
A l'étape 701, le système de contrôle déclenche une mise sous
tension des systèmes électriques, et une mise sur le réseau
de l'éolienne.
A l'étape 702, les protections des parties du mât exposées
sont démontées.
A l'étape 703, les éléments de sécurisation de l'éolienne au
sol sont démontés (plots d'attache pales, nacelle et articu-
lation).
A l'étape 704, le système de contrôle agit sur les disposi-
tifs de pivotement 200 et 202 pour déverrouiller les articu-
lations 56 et 67 de l'éolienne qui est en position complète-
ment repliée.
A l'étape 705, le système de contrôle actionne les disposi-
tifs de pivotement 200 et 202 pour lancer et contrôler la
remontée de l'éolienne.
L'éolienne passe alors de la position repliée représentée sur
la figure 8D à une position dressée comme représenté sur la
figure 8A, en passant par les positions intermédiaires
illustrées sur les figures 8C et 8B.
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A l'étape 706, le système de contrôle actionne les disposi-
tifs de blocage 14 pour verrouiller les articulations 56 et
67 de l'éolienne en position dressée.
A l'étape 707, la nacelle est déverrouillée manuellement ou
automatiquement en position.
A l'étape 708, le système de contrôle oriente automatiquement
la nacelle en position suivant la direction du vent.
A l'étape 709, le rotor est déverrouillé manuellement ou
automatiquement en position, puis le frein hydraulique du
rotor est relâché.
Enfin, à l'étape 710, l'éolienne est lancée automatiquement
en production.
Le système de contrôle de l'invention est autonome en
énergie, en service, même en cas de perte réseau. Il permet
donc un actionnement en toute sécurité pour les techniciens
et pour les équipements, y compris en cas de perte
d'alimentation électrique ou de problèmes hydrauliques ou
mécaniques.
L'invention propose également des dispositifs de pivotement
principal et auxiliaire 200 et 202 pilotés par vérins.
Le dispositif de pivotement principal 200 est prévu pour
coordonner le pivotement entre la partie inférieure 6 et la
partie supérieure 5, qui s'étendent sensiblement horizonta-
lement l'une sur l'autre, dans la position repliée de
l'éolienne tandis que le dispositif de pivotement auxiliaire
202 est prévu pour coordonner le pivotement entre la partie
inférieure du mât 6 et la partie de base fixe 7.
Il est maintenant fait référence aux figures 9 et 10 qui sont
respectivement une vue de côté et une vue de face du mât 1,
selon la première forme de réalisation de l'invention.
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Le dispositif de pivotement principal 200 représenté en
traits pleins est agencé au niveau de l'articulation haute
56 à l'extérieur du mât, à l'avant de l'éolienne. Le dispo-
sitif de pivotement principal 200 présente des vérins hydrau-
5 liques 26 fixés au mât au niveau de l'articulation 56. Dans
la première forme de réalisation, les vérins 26 sont fixés à
des éléments de support 265, agencés à l'avant du mât, au
niveau de l'articulation 56. La description va tout d'abord
être faite en référence à cette première forme de réalisa-
10 tion.
Le dispositif de pivotement auxiliaire 202 représenté en
pointillés est agencé au niveau de l'articulation basse 67 à
l'intérieur du mât, sur la paroi interne avant de l'éo-
15 lienne.
Le dispositif de pivotement principal 200 et le dispositif
de pivotement auxiliaire 202 peuvent être commandés en
synchronisme.
Plus précisément, le dispositif de pivotement principal 200
est agencé à l'extérieur du mât pour contrôler le replie-
ment de la partie supérieure 5 par rapport à la partie
inférieure 6, au moyen d'un ensemble de biellettes articu-
lées 24, pilotées par des vérins hydrauliques. Le disposi-
tif de pivotement auxiliaire 202 est agencé à l'intérieur
du mât pour contrôler le repliement de la partie inférieure
6 par rapport à la partie de base 7 au moyen d'un vérin
hydraulique interne.
Le dispositif de pivotement principal 200 va maintenant
être décrit en référence à la figure 11.
Le dispositif de pivotement principal 200 comprend un
ensemble de biellettes 24 comprenant deux biellettes 240 et
242 articulées autour d'un axe horizontal, ainsi qu'un
ensemble de vérins parallèles 26, constitué ici de deux
vérins 260 et 262, pour piloter le mouvement des biellet-
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tes. L'axe des vérins est perpendiculaire à l'axe d'articu-
lation d4 des biellettes 24.
Les biellettes 240 et 242 sont symétriques entre elles par
rapport à un plan passant par l'axe du mât et perpendicu-
laire au plan des pâles de la nacelle 3. Les vérins 260 et
262 présentent la même symétrie.
Les deux vérins 260 et 262 s'étendent dans le plan trans-
versal du mât, à l'extérieur du mât, et de part et d'autre
de son axe. Chaque vérin 260 ou 262 présente une tige 261
apte à se déplacer dans l'axe du vérin vers l'avant de
l'éolienne, lorsque le vérin est comprimé.
Les vérins 260 et 262 sont fixés à travers les éléments de
support de vérins 265. En particulier, un élément de sup-
port 265 est prévu pour supporter chaque vérin 260 ou 262.
Ces éléments de support 265 sont avantageusement fixés de
chaque côté du mât sur la partie supérieure 5.
Les vérins 26 sont raccordés aux biellettes 24 au niveau de
leur articulation 24F. Les deux biellettes 24 sont par
ailleurs reliées entre elles, au niveau de leurs extrémités
supérieures 24B, par l'intermédiaire d'une pièce de raccord
21 sensiblement tubulaire qui est fixée aux parois du mât
1, à l'intérieur de celui-ci. La pièce de raccord 21 est
perpendiculaire aux deux vérins et s'étend dans le plan de
la section du mât. Les biellettes sont plus spécifiquement
reliées à la tige des vérins 260 et 262.
Dans la deuxième forme de réalisation représentée sur les
figures 15 à 17, les vérins 26 sont raccordés à une partie
de support 2650 du mât prévue entre la partie supérieure 5
et la partie inférieure 6. Les vérins traversent ainsi la
partie de support 2650 pour venir se raccorder aux biellet-
tes 24. Les vérins 26 sont raccordés aux biellettes 24 par
l'intermédiaire d'une pièce de raccord 210 sensiblement
tubulaire qui définit l'axe d'articulation d4 des biellet-
tes. La pièce de raccord 210 est perpendiculaire aux deux
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vérins et s'étend dans le plan de la section du mât. I
pièce de raccord est reliée à la tige des vérins 260 E
262. Dans cette forme de réalisation, il n'est pas prévu c
pièce de raccord additionnelle entre les deux extrémité
supérieures 24B des biellettes. Au cours du repliement c
mât 1, la partie de support 2650 reste sensiblement verti
cale.
Les biellettes sont représentées plus en détail sur 1
figure 21. Chaque biellette 240 ou 242 est constituée d
deux tubes 24A articulés entre eux en un point d'articula
tion 24F. Les extrémités supérieures 24B des biellettes 24
ou 242 sont raccordées à la partie supérieure 5 de chaqu
côté du mât selon une liaison pivot, tandis que les extré
mités inférieures 24C sont raccordées à la partie infé
rieure 6 de chaque côté du mât, selon une liaison pivot
Par ailleurs, les points d'articulation 24F de chaqu
biellette 240 ou 242 sont raccordés soit directement au
vérins 26, dans la première forme de réalisation de l'in
vention, soit à l'une de extrémité de la pièce de raccor
210, également selon une liaison pivot, dans la deuxièm
forme de réalisation de l'invention. Les deux tubes 24A d
chaque biellette 240 ou 242 sont adaptés pour pivoter l'u
vers l'autre en phase de repli, et de manière à s'écarte
en phase de redressement de l'éolienne. Le pivotement de
deux biellettes est synchronisé et dans le même sens.
Les figures 12 et 18 montrent la position des vérins 260 e
262 lorsque l'éolienne est en position dressée, dans le
deux formes de réalisation de l'invention. Dans cett
position, la tige 261 de chaque vérin n'est pas sortie.
Les deux vérins sont commandés en synchronisme de sort
que, lorsqu'ils sont comprimés, leurs tiges respectives 26
poussent les biellettes vers l'avant et provoquent leu.
repliement. Ce repliement synchronisé des deux biellette
240 et 242 ramène progressivement la partie inférieure 6 e-
la partie supérieure 5 du mât l'une vers l'autre, commi
représenté sur la figure 13, conforme à la première formi
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de réalisation de l'invention, et sur la figure 19,
conforme à la deuxième forme de réalisation de l'invention.
Ce mouvement est en outre synchronisé avec le pivotement au
niveau de articulation 67, qui se fait en sens inverse de
manière à ramener le mât est en position repliée sensible-
ment horizontale, comme représenté sur la figure 14
conforme à la première forme de réalisation de l'invention,
et sur la figure 20, conforme à la deuxième forme de réali-
sation de l'invention.
La suite de la description sera faite en référence à la
première forme de réalisation, à titre d'exemple non limi-
tatif.
Le dispositif de pivotement auxiliaire 202 va maintenant
être décrit en référence à la figure 11.
Le dispositif de pivotement auxiliaire comporte un vérin
d'articulation 25 agencé à l'intérieur du mât, sur la paroi
interne avant de ce dernier. Il est relié d'une part à la
partie de base 7 du mât à l'opposé à l'articulation 67, et
d'autre part à la paroi interne de la partie inférieure 6
du mât. Le vérin 25 comporte une tige 250 mobile en tran-
slation dans l'axe du vérin. Le vérin 25 est fixé par cette
tige 250 à la partie de base 7, comme représenté sur les
figures 13 et 14. Le vérin 25 peut être en particulier un
vérin à double effet, dont la course est contrôlée par une
pression de chaque coté du vérin.
Lorsque le dispositif de pivotement auxiliaire 202 est
actionné pour replier le mât, le vérin 25 est comprimé, ce
qui pousse la tige 250 à l'extérieur du vérin. La longueur
du vérin augmente alors progressivement de manière à
contrôler l'angle d'ouverture entre la partie de base 7 et
la partie inférieure 6. Ce mouvement est synchronisé avec
celui des vérins 260 et 262 du dispositif de pivotement
principal 200, ce qui permet de replier le mât en position
sensiblement horizontale.
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Lorsque le dispositif de pivotement auxiliaire 202 est
actionné pour redresser le mât, la tige 250 est ramenée à
l'intérieur du vérin. La longueur du vérin diminue donc
progressivement de manière à contrôler la diminution de
l'angle entre la partie de base 7 et la partie inférieure
6. Ce mouvement est là encore synchronisé avec celui des
vérins 260 et 262 du dispositif de pivotement principal 200
pour redresser le mât.
Le mouvement des 3 vérins des dispositifs de pivotement 200
et 202 est piloté en consigne de déplacement avec rampe
d'accélération progressive pour suivre la loi de mouvement
du dépliage et repliement de l'éolienne.
Le système de contrôle de l'invention permet de verrouiller
ou de déverrouiller le mât en position dressée, et de
replier le mât en position sensiblement horizontale de
manière autonome, même par vents importants, sans risques
pour la sécurité des techniciens.
L'invention est particulièrement adaptée pour des mâts de
hauteur et de poids important.
Elle permet en outre de replier ou de redresser le mât en
un temps relativement court, ce qui est particulièrement
utile en cas d'alerte cyclonique.
Par ailleurs, le dispositif de blocage interne de l'inven-
tion assure un verrouillage efficace du mât, sans augmenter
l'encombrement autour de l'éolienne. Il est notamment
compatible avec l'implantation du dispositif de pivotement
principal 200.
Certains éléments décrits dans le cadre de la présente
invention peuvent avoir un intérêt particulier lorsqu'ils
sont considérés séparément. C'est le cas notamment du
dispositif de pivotement principal 200, ou encore du dispo-
sitif de pivotement auxiliaire 202.
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L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation
décrites ci-dessus. En particulier, elle n'est pas limitée à
la forme du mât représenté sur les dessins à titre d'exemple
non limitatif. D'autres formes de mât articulés sont possi-
5 bles, par exemple un mât ayant la forme générale d'un tronc
de pyramide à base carré.
Par ailleurs, le dispositif de blocage 14 de l'invention peut
être aménagé sur un mât articulé présentant moins de quatre
10 parties. En outre, l'invention n'est pas non plus limitée à
un dispositif de blocage 14 muni de trois vérins et de trois
portions de collier de serrage. D'autres agencements de
vérins et de portions de collier sont possibles.
15 Le mât peut également comporter plus de trois articulations,
les parties étant disposés en zigzag au cours du repliement.
Dans une telle variante, le mât peut présenter plusieurs
dispositifs de pivotement principaux 200 pour coordonner le
pivotement entre deux parties se repliant l'une sur l'autre
20 en position horizontale. Des éléments de support de vérins
262 sont alors prévus entre ces deux parties.
L'invention a été décrite en référence à un dispositif de
pivotement principal 200 équipé de deux vérins 260 et 262.
25 Toutefois elle s'applique également à un dispositif de
pivotement principal 200 équipé d'un ou de plus de deux
vérins 26.
Plus généralement, l'invention a été décrite en référence à
des moyens d'actionnement de type vérin pour piloter les
dispositifs de pivotement 200 et 202, et le dispositif de
blocage 14. Cependant, tous types de moyens d'actionnement
adaptés peuvent être utilisés pour piloter ces dispositifs.
