À mesure que les dimensions des éoliennes continuent de croître, la probabilité d'impact de la foudre augmente considérablement. La foudre peut endommager les systèmes de contrôle des turbines, les composants électriques, les pales et les générateurs. On estime que la foudre représente 80 % de toutes les réclamations d'assurance des éoliennes, tandis que les défaillances liées à la foudre représentent 60 % de toutes les pertes de pales. En moyenne, chaque éolienne subit des dommages aux pales induits par la foudre une fois tous les 8,4 ans.
Pour une durée de vie typique d'une turbine de 20 ans, cela correspond à 2 à 3 incidents de dommages aux pales causés par la foudre.

Pour comprendre pourquoi les éoliennes sont fréquemment « ciblées » par la foudre, trois facteurs clés doivent être clarifiés :

1. Hauteur et exposition environnementale:
Les hauteurs des pointes des éoliennes modernes dépassent 150 mètres, et une plus grande hauteur augmente la probabilité d'impact de la foudre.

2. Mouvement de rotation:
Les vitesses des pointes des pales atteignent 80 à 100 m/s, et une rotation aussi rapide intensifie l'accumulation de charges électriques, augmentant l'attraction de la foudre.

3. Caractéristiques des matériaux des pales:
Les pales sont généralement construites en fibre de verre ou en fibre de carbone, qui ont une faible conductivité.
Lorsque la foudre frappe, le courant électrique n'a pas de chemin direct, sauf si un chemin de conduction de la foudre dédié est intégré.

Pour cette raison, les pales doivent contenir un système de protection contre la foudre (LPS) interne composé de récepteurs de foudre, de conducteurs descendants et de bornes de mise à la terre. Les récepteurs sont placés aux extrémités des pales et aux bords d'attaque, où les impacts se produisent le plus souvent. Ils fournissent un chemin à faible résistance pour canaliser en toute sécurité le courant de la foudre à travers la tour et dans le sol.

Les méthodes d'inspection traditionnelles reposent sur des paniers suspendus manuels ou des camions nacelles. L'inspection d'une seule éolienne nécessite généralement plus de 5 heures, ce qui permet d'inspecter seulement 1 à 2 turbines par jour. Les techniciens doivent travailler dans des paniers suspendus à des dizaines de mètres, voire à plus de 100 mètres au-dessus du sol, face à des risques de chute extrêmes.
De plus :

l Les opérations dépendent fortement des conditions météorologiques (en particulier du vent).

l Des équipements spécialisés de grande taille (grues, nacelles) sont nécessaires, ce qui entraîne des coûts d'inspection très élevés.

l Le mauvais temps suspend les inspections, entraînant des retards de calendrier et une augmentation des risques.

L'industrie a un besoin urgent d'une nouvelle méthode d'inspection qui améliore considérablement l'efficacité, réduit les risques pour la sécurité et garantit la précision des mesures.
C'est dans ce contexte que la technologie d'inspection intelligente basée sur les drones (UAV) est apparue, une solution révolutionnaire pour l'industrie de l'énergie éolienne.

2. Concept technique global : inspection intelligente, basée sur le contact et à haut rendement

Pour surmonter les limites des méthodes traditionnelles, l'industrie de l'énergie éolienne s'oriente vers des technologies intelligentes et plus sûres.
Cette solution utilise un drone comme plateforme d'inspection aérienne.

Le système utilise un drone pour transporter un module de détection de type contact spécialement conçu qui touche à distance le récepteur de foudre/l'extrémité de la pale pour compléter la boucle électrique.

l Un ensemble de mailles en cuivre conducteur rétractable est installé sur le dessus du drone.

l Lorsque le drone atteint la zone de mesure, l'opérateur le contrôle pour établir un contact physique avec le récepteur/l'extrémité de la pale.

l Un câble de détection est fixé à la maille de cuivre et est automatiquement enroulé/déroulé par un treuil d'attache.

l Le treuil se connecte à un micro-ohmmètre de mise à la terre pour mesurer la conduction et la résistance.

Cela permet une mesure directe de la continuité de l'extrémité de la pale et de la résistance de mise à la terre sans opérations humaines en haute altitude.

3. Principaux avantages et innovations technologiques : redéfinir la norme d'inspection des éoliennes

3.1 Amélioration révolutionnaire de l'efficacité

La solution par drone améliore considérablement l'efficacité de l'inspection.
Les inspections traditionnelles par panier suspendu prennent plus de 5 heures pour une turbine.
La solution par drone effectue une seule mesure de l'extrémité de la pale en moins de 3 minutes, améliorant l'efficacité de centaines de fois.

Une ferme éolienne complète peut être inspectée dans un délai très court, ce qui réduit considérablement les temps d'arrêt des turbines et améliore la production d'énergie.

3.2 Sécurité renforcée sur tous les fronts

L'un des plus grands avantages est l'élimination des opérations humaines en haute altitude.
Tout le travail est effectué au sol, sans équipement de levage, sans élévation du personnel.

Les caractéristiques de sécurité supplémentaires incluent :

l Le câble de détection est fixé par une attache de type anneau, empêchant les hélices du drone d'entrer en contact avec le câble.

l Le système fonctionne dans une plus large gamme de conditions météorologiques, ce qui augmente le temps de travail utilisable.

4. Composants du système et description fonctionnelle

4.1 Plateforme de drone

Le système utilise un drone de qualité industrielle avec une forte résistance au vent et une grande stabilité.
Les modèles recommandés incluent :

l DJI M350

l DJI M400

4.2 Détecteur de contact à mailles en cuivre conducteur

Le détecteur est constitué d'une structure annulaire avec une maille conductrice métallique interne.
Le câble de détection est fixé à la maille.
Cette conception augmente la surface de contact et améliore la fiabilité du contact.

4.3 Treuil d'attache automatique au sol et système de mesure

Le système au sol comprend :

l Treuil d'attache (enroulement automatique), se connectant à la maille de cuivre du drone

l Micro-ohmmètre pour la mesure de la résistance en temps réel

Ensemble, ils forment la boucle de détection complète.

5. Scénarios d'application : solution d'inspection complète du cycle de vie de l'énergie éolienne

5.1 Inspection programmée pour les parcs éoliens terrestres

Idéal pour la maintenance préventive avant les saisons de foudre.
Le système effectue rapidement des mesures de mise à la terre des pales sur l'ensemble de la ferme, réduisant les temps d'arrêt et prévenant les défaillances des pales induites par la foudre.

5.2 Détection des parcs éoliens offshore

Les inspections offshore traditionnelles sont extrêmement difficiles et coûteuses.
Le système de drone élimine le besoin de navires et de nacelles, ce qui réduit considérablement la difficulté et les risques opérationnels.

5.3 Installation et mise en service des turbines

Lors de l'installation de la turbine, le système de drone peut directement vérifier la résistance de mise à la terre du LPS après que la turbine est entièrement assemblée, ce que les méthodes conventionnelles étape par étape ne peuvent pas faire.

5.4 Diagnostic des défauts de protection contre la foudre

Après un impact de foudre, le système de drone effectue des diagnostics rapides pour confirmer l'intégrité du LPS, localiser les défauts et guider les réparations, minimisant ainsi les temps d'arrêt des turbines.

6. Support technique et assurance de service

6.1 Support technique professionnel

Nous fournissons une équipe dédiée avec de solides antécédents en matière d'énergie éolienne et d'applications de drones.
Les services comprennent la conception de solutions, la sélection d'équipements et le support technique sur site.

6.2 Mises à niveau technologiques continues

Nous optimisons en permanence les performances du système et développons les fonctionnalités en fonction de l'évolution des besoins de l'industrie.
De multiples brevets connexes constituent un système de protection technique complet.

Spécifications détaillées

Treuil d'attache de détection et ensemble de mailles en cuivre