A smart composite based on carbon fiber and epoxy matrix for new offshore wind-turbines. Multi-scale numerical and analytical modelings
RAMAN
Type de document
THESE
Langue
anglais
Auteur
RAMAN
Résumé / Abstract
Les structures intelligentes fondées sur des matériaux composites ont été développées pour surveiller les structures qui doivent fonctionner dans des applications industrielles exigeantes, dans des environnements difficiles comme c'est le cas de l'aéronautique, de l'aérospatiale, du génie civil, des centrales nucléaires et chimiques ...). L'étude actuelle est axée sur la suggestion d'un nouveau matériau composite intelligent qui peut être utilisé avec succès dans les pâles d'éoliennes offshore de nouvelle génération. En effet, pour accentuer leur rendement, les pales de nouvelle génération doivent dépasser une longueur de 100m, ce qui représente actuellement une cible hors d'atteinte étant donné que les matériaux composites constitutifs sont fondés sur des fibres de verre, notamment connues pour être lourdes et dépourvues de rigidité significative. Par conséquent, le passage aux fibres de carbone (plus légères et 3 fois plus rigides) devient obligatoire. Dans cette thèse, nous proposons la mise en place d'un matériau composite intelligent à base de fibres de carbone et de matrice époxy (ici appeler matériau parent). Les capteurs à fibre optique (FOS) et les capteurs à résistance quantique (QRS) seront utilisés pour la détection de déformation dans toute la structure. Ce choix devrait permettre une documentation précise et un envoi instantané d'informations critiques aux ingénieurs. Pour atteindre cet objectif de développement d'un nouveau matériau intelligent pour une application critique dans la production d'énergie éolienne offshore, nous avons choisi de proposer un document de recherche regroupant plusieurs aspects du sujet, résumés en 5 chapitres. La thèse est fondée sur des modélisations numériques et analytiques. Le document n'a pas l'ambition d'être exhaustif. Il est destiné à présenter une recherche pragmatique qui met l'accent sur la façon dont les domaines de faiblesse mécanique peuvent être diagnostiqués, quelles sont les solutions qui peuvent être suggérées et comment nous pouvons les soutenir, quelles sont les questions relatives à l'utilisation de capteurs intégrés et les résultats expérimentaux qui permettent l'évaluation du statut actuel de la performance du matériau et les moyens d'en améliorer les performances.
Editeur
Ecole Centrale de Nantes
