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Harsh environments

Essais à grande échelle dans des conditions extrêmement hostiles

Des machines et des systèmes électromécaniques de grande taille, tels que des éoliennes, mais aussi des équipements lourds, tels que des engins de construction ou des infrastructures de transport d'énergie, sont de plus en plus souvent utilisés dans des endroits reculés et doivent donc être capables de fonctionner dans des conditions extrêmes, dans des environnements extrêmement hostiles allant du Grand Nord et de la haute mer à des zones montagneuses et désertiques. En outre, des environnements moins hostiles peuvent également mettre à rude épreuve ou endommager ces machines et équipements, notamment dans des conditions de givrage atmosphérique.

Les essais climatiques réalisés sur de grands composants ou des machines entières afin d’en valider la fiabilité et les performances constituent l’une des activités principales de notre installation d’essai climatique située dans le Port d’Anvers. La grande chambre climatique permet de tester et de valider des machines lourdes et de grande taille dans des conditions climatiques extrêmes. Des températures extrêmes (de -60 °C à +60 °C), un taux d’humidité élevé (95% RH), de la chaleur infrarouge et la formation de givre peuvent y être simulés de manière contrôlée afin d'obtenir un aperçu des capacités de résistance et des limites de fonctionnement des composants utilisés dans des éoliennes, des centrales solaires, des solutions de stockage de l'énergie, ... En outre, en 2020, la mise au point d’un nouveau type d’essais a débuté, venant compléter l’offre actuelle : des essais de givrage peuvent désormais être réalisés à l’aide d’une nouvelle installation d’essai dans la grande chambre climatique. Ces nouvelles fonctionnalités permettent par exemple de tester des drones ou des composants aéronautiques, mais aussi d’étudier le comportement de revêtements antigivrage et des méthodes de détection du givre.

Installation d’essai permettant d’étudier la formation de givre

Dans le cadre du projet NewSkin et du projet COOCK Fighting Icing, des installations de validation et d’essai sont déployées afin de démontrer les performances des composants fabriqués dans des applications et des conditions réelles. Outre le programme Onshore & Offshore Wind Energy Industry, l’équipe revêtements de Sirris participe également à ces deux projets. C’est ainsi qu’une installation d’essai de givrage a été développée dans la grande chambre climatique. Cette installation mesure environ 6m x 3m x 5m (longueur, largeur, hauteur) et la formation de givre se fait par pulvérisation, à l’aide de 25 buses. Différentes structures et différents types de glace y sont créés pour pouvoir simuler les conditions de formation de givre dans le monde entier. Nous pouvons ainsi soutenir l'industrie en effectuant des essais de givrage sur toutes sortes de systèmes, de matériaux et d'équipements à l’échelle réelle. Vu la taille de l'installation, il est par exemple possible de tester les effets du givrage sur plusieurs échantillons de revêtement simultanément. En outre, cette installation permet de tester la fonctionnalité des revêtements appliqués sur des composants réels de grande taille. Le temps nécessaire pour la formation et la fonte du givre, l'épaisseur, la couleur et l'adhérence de la glace ainsi que la formation de gouttes sont mesurés. Un scanner 3D nous permet de documenter la forme de la glace et une caméra thermique peut être utilisée pour étudier et comparer des solutions de dégivrage pour des machines déterminées.

 

Exploration du potentiel des surfaces nanostructurées

Le nouveau projet NewSkin, auquel Sirris participe, explore le potentiel des surfaces nanostructurées pour les produits industriels et grand public.

NewSkin entend accélérer l'adoption industrielle des nanotechnologies de surface en Europe. Les objectifs de ce projet H2020 sont la création d'un 'Open Innovation Test Bed' (OITB), une nouvelle entité juridique qui fournira à l'écosystème d’innovation européen les technologies, les ressources et les services nécessaires afin d’intégrer un ensemble de procédés innovants, efficaces et rentables pour la production de produits industriels et grand public reposant sur les nanotechnologies, ainsi que de la capacité d'essai nécessaire pour démontrer les caractéristiques des biens reposant sur les nanotechnologies.

Les installations de production innovantes pour l’industrialisation et les essais fourniront à l'écosystème d'innovation les outils nécessaires pour créer des technologies TRL7 et de nouvelles technologies permettant de relever les défis de secteurs clés et de l'industrie en général en Europe.

Sirris transposera immédiatement les connaissances engrangées durant le projet à l'industrie flamande dans le cadre du projet COOCK Fighting Icing, qui étudie des solutions concrètes aux problèmes de givrage et leur mise en œuvre.

Maîtriser le risque de formation de givre

Le projet COOCK « Fighting Icing » traduit les connaissances et les solutions de pointe de détection des problèmes de givrage dans divers domaines d’application tels que l’énergie éolienne, l’aviation et les drones, l’aérospatiale, l’offshore, le transport, ... en méthodologies structurées et concrètes en vue de leur mise en œuvre.

Le projet COOCK Fighting Icing accorde une attention particulière au givrage atmosphérique dans des climats caractérisés par des températures basses à modérées, comme la Belgique et d’autres régions similaires. Dans cette optique, les conditions de givrage adéquates sont reproduites en laboratoire, les dernières méthodes de détection de la formation de givre ou de l’absence de formation de givre sont testées et évaluées, et l’efficacité de surfaces dégivrantes ou antigivrantes (par ex. revêtements et texturisation laser) est évaluée dans ces conditions. À la fin du projet, une synthèse de la meilleure solution aux problèmes de givrage sera présentée.

A l’occasion du webinaire « Icing risks and mitigation solutions » organisé le 26 novembre, les participants ont eu une vue d’ensemble des risques de givrage dans différents secteurs (éolien, drones, aérospatiale et offshore). Des experts de Sirris et des orateurs invités ont expliqué l’importance de mettre en place des mesures d’atténuation et des solutions adaptées face au risque de givrage.