FR3054268A1 - Pale destinee a etre montee sur une eolienne comportant une voilure tournant autour d'une poutre glissee a l'interieur. - Google Patents

Abstract

Il est proposé une pale destinée à équiper des hélices à pas variable d'un aérogénérateur, la pale comportant une voilure formant une surface extérieure allongée rigide procurant une portance maximale selon une direction donnée. Cette pale comporte en outre une poutre se prolongeant à l'intérieur de la voilure selon une direction sensiblement longitudinale. La voilure étant couplée à ladite poutre par au moins deux points d'appui, un premier point d'appui se situant à proximité du pied de pale, et un second point d'appui se situant à l'extrémité de la poutre et comportant un moyen de rotation couplant en rotation la structure interne de la voilure à l'extrémité de la poutre située à l'opposé du pied de pale, la voilure tournant autour de la poutre entre deux positions angulaires données. Cette disposition de pale est capable de s'adapter plus rapidement aux variations d'efforts provoqués par le vent et peut mieux résister aux contraintes exercées par les turbulences. La voilure de la pale est portée par deux appuis suffisamment distants l'un de l'autre pour reprendre efficacement les moments de flexion.

Description

Le domaine de l’invention est celui des éoliennes dotées d’un moyeu supportant une pluralité de pales disposées radialement, la voilure de chacune de ces pales pouvant tourner sur elle-même une fois montée sur le moyeu de façon à varier son pas. L’invention concerne plus particulièrement le fait que la rotation de la voilure s’effectue autour d’un poutre glissée à l’intérieur et fixée au moyeu.

2. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE

Au cours des dernières décennies, les éoliennes, appelées également « aérogénérateurs » sont de plus en plus utilisées et fournissent une part croissante de l’énergie électrique. Au fil des années, les éoliennes ont augmenté en taille pour être plus efficaces et leur puissance dépasse couramment les 3 mégawatts par appareil. Parallèlement à l'augmentation de la taille des éoliennes pour la production d'énergie, les pales de rotor d'éoliennes ont également augmenté en longueur qui s’élève couramment à 40 mètres, et un prototype de 8 Mégawatts est à l’étude avec une pale de 88 mètres de long.

La pale est généralement formée d’une voilure constituée d’une peau reliée au moyeu par des éléments de liaison tels que des vis et des écrous, la peau constitue l’enveloppe extérieure d’un volume comportant éventuellement des nervures pour renforcer la structure. Pour des pales de très grande dimension, l'épaisseur de la voilure est augmentée afin de mieux résister aux forces aérodynamiques. Cette épaisseur entraîne une augmentation du poids très importante. Au fur et à mesure que la taille des éoliennes augmente, il devient également un impératif technique et économique de pouvoir contrôler et minimiser les charges aérodynamiques asymétriques agissant sur l'hélice de manière à réduire les phénomènes de fatigue des matériaux.

De nos jours, la quasi totalité des éoliennes sont équipées d’un système de régulation de la puissance. Ce système de régulation est généralement constitué d’un anémomètre pour mesurer la vitesse du vent et d’un dispositif agissant sur la puissance motrice, leur permettant ainsi de s'adapter aux différentes configurations de vent. Cette fonction de régulation et de protection a été assurée par des dispositifs agissant sur divers organes de l'éolienne. De toutes les solutions, celle qui consiste à pivoter les pales suivant leur axe longitudinal est celle qui s'est imposée techniquement et qui est utilisée sur la grande majorité des éoliennes de grande puissance. Lors de vents très puissants ou soufflant en rafale, cette fonction de régulation protège efficacement l’appareil car le pivotement des pales est très rapide. En offrant moins de résrstance au vent, les contraintes sont diminuées, ce qui nécessite des pales moins renforcées et dont plus légères, et par voie de conséquences, les coûts de fabrication sont ainsi diminués.

Le contrôle individuel du pas de chaque pale suppose la maîtrise de deux contraintes techniques principales :

- une rotation libre de la pale autour de son axe longitudinal. Sur les éoliennes connues, cette fonction est assurée par une couronne d'orientation qui doit être fortement précontrainte afin d'éliminer les jeux mécaniques sous forte charge. Cette précontrainte entraîne un couple de rotation élevé et si la vitesse de variation du calage est élevée, une puissance importante sera demandée à l’actionneur;

- une mesure précise de l'effort aérodynamique appliqué sur la pale afin de pouvoir corriger sa valeur par un ajustement de l'angle de calage. Cette mesure est réalisée par des jauges de contraintes placées sur le pied de pale. Un inconvénient de cette solution, est le manque de fiabilité dans le temps et la nécessité de réaliser des étalonnages réguliers. Comme alternative à cette solution, il est possible de mesurer le couple de pivotement au pied de la pale, ce couple étant corrélé plus ou moins étroitement à l'effort de flexion que l'on cherche à contrôler. Mais cette mesure de couple ne peut être utile que si certains effets parasites sont éliminés ou significativement réduits, ces effets parasites sont :

- le couple causé par la précontrainte de la couronne d'orientation,

- la déformation de flexion de la pale sous l'effort aérodynamique causant un fort décentrement des points d'application des forces aérodynamiques par rapport à l'axe de pivotement surtout en bout de pale.

Il existe donc un réel besoin d’une nouvelle disposition de pales capables de s’adapter plus rapidement aux variations d’efforts provoqués par le vent et plus aptes à résister aux contraintes exercées par les turbulences. Selon un autre objectif, la nouvelle disposition de pale devra être plus légère pour autoriser notamment des longueurs importantes.

3. EXPOSÉ DE L’INVENTION

Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, il est proposé une pale destinée à équiper des hélices à pas variable d’un aérogénérateur, la pale comportant une voilure formant une surface extérieure allongée rigide procurant une portance maximale selon une direction donnée. Cette pale comporte en outre une poutre se prolongeant à l’intérieur de la voilure selon une direction sensiblement longitudinale. La voilure étant couplée à ladite poutre par au moins deux points d’appui, un premier point d’appui se situant à proximité du pied de pale, et un second point d’appui se situant à l’extrémité de la poutre et comportant un moyen de rotation couplant en rotation la structure interne de la voilure à l’extrémité de la poutre située à l’opposé du pied de pale, la voilure tournant autour de la poutre entre deux positions angulaires données.

Ainsi, la solution propose une nouvelle disposition de pale qui répartit mieux les efforts en flexion et en torsion sur toute la longueur de la voilure. La voilure de la pale est portée par deux appuis suffisamment distants l'un de l'autre pour reprendre efficacement les moments de flexion qui ont la particularité d'être très importants au point d'attache de la pale avec le moyeu.

Selon un premier mode de réalisation, la forme de la poutre est tronconique, la plus grande révolution se situant au niveau du pied de pale. De cette manière, la fabrication de la poutre est aisée et la rotation de la voilure est facilitée.

Selon un autre mode de réalisation, le moyen de rotation à l’extrémité de la poutre est un palier rotatif, fixé à une nervure prolongeant transversalement à l’intérieur de la voiture. De cette manière, le couplage entre la poutre et la voilure est assuré.

Selon un autre mode de réalisation, la poutre se prolonge à l’intérieur de la voilure sur une longueur variant de 20 à 75 % de la longueur totale de la pale, de préférence 60%. De cette manière, les efforts aérodynamiques appliqués sur la voilure sont repris par la poutre.

Selon un autre mode de réalisation, le point d’appui au niveau du pied de pale est constitué de deux patins cylindriques concentriques, les patins en contact l’un avec l’autre étant recouvert d’un matériau favorisant le glissement. De cette manière, la rotation de la voilure autour de la poutre est facilitée et ne nécessite pas une puissance importante pour contrôler le pas.

Selon un autre mode de réalisation, la voilure est mise en rotation par un servomoteur se situant au niveau du pied de pale, le servomoteur étant accessible par au moins une trappe d’accès découpée dans le bord de fuite de la voilure. De cette manière, la maintenance des équipements placés à l’intérieur des pales est facilitée.

Selon un autre mode de réalisation, le servomoteur est commandé par une boucle de régulation prenant notamment en compte l’effort de tangage au pied de pale, et délivrant un signal vers le servomoteur afin de positionner le pas de la pale. De cette manière, le moment fléchissant mesurée sur chaque pale est maintenu à une valeur la plus constante possible.

Selon un autre mode de réalisation, la pale comporte au moins un troisième point d’appui se situant entre le premier et le second, reprenant ainsi les forces de flexion de la voilure. De cette manière, la déformation de la voilure suit d’avantage celle de la poutre

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé un procédé de montage sur un aérogénérateur de pales décrites selon l’un quelconque des paragraphes précédents, comportant notamment les étapes suivantes :

- transport des voilures et des poutres de façon séparée,

- montage radial autour du moyeu rotatif de l’aérogénérateur d’une pluralité de poutres,

- engagement de voilures autour de chaque poutre jusqu’à une profondeur déterminée où les éléments de la voilure et de la poutre constituant chaque moyen de rotation sont en contact,

- fixation des éléments de la voilure et de la poutre constituant le moyen de rotation pour interdire la translation de la voilure et de la poutre tout en autorisant la rotation.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé un aérogénérateur comportant sur son moyeu rotatif une pluralité de pales selon l’un quelconque des paragraphes précédents.

4._LISTE DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels :

la figure 1 est une vue d’ensemble d’une éolienne selon l’invention, la figure 2 présente une vue en perspective d’une pale comportant une poutre à l’intérieur selon un exemple de réalisation, la figure 3 présente une coupe longitudinale de la pale présentant les points de contact entre la poutre et la voilure selon un exemple de réalisation, la figure 4 présente une variante de réalisation dans laquelle le point d’appui au niveau du pied de pale comporte une liaison de type diaphragme.

5. DESCRIPTION DÉTAILLÉE

Sur toutes les figures du présent document, les éléments identiques sont désignés par une même référence numérique.

On présente maintenant, en relation avec la Fig. 1, une éolienne selon l’invention comprenant :

- un mât 1 ancré au sol par des fondations,

- une nacelle 2 abritant une génératrice électrique 3, et une unité de contrôle 4,

- un moyeu 5 situé à l’extrémité de l’arbre d’hélice qui est couplé à la génératrice avec éventuellement un système de démultiplication,

- une pluralité de pales 6 montées de façon rotative sur le moyeu, la pale présentant à l’extérieur une voilure.

La rotation de chaque pale entre deux positions angulaires données permet de faire varier son pas et de ce fait, sa portance au vent.

La Fig. 2 présente une vue en perspective d’une pale comportant une poutre à l’intérieur selon un exemple de réalisation de l’invention. La poutre 10 est insérée à l'intérieur de la voilure 11 à partir du pied de pale 12 jusqu’à une profondeur d déterminée et permet la rotation de la voilure autour d’elle. La longueur de la poutre varie de 20 % à 75 % de la longueur totale de la voilure, c’est à dire de la pale puisque la poutre est intégralement recouverte par la voilure.

La longueur de la poutre se définit expérimentalement et est un compromis entre différentes contraintes souvent antagonistes, une des contraintes impose de minimiser la déformation de la voilure de manière à ne pas avoir de problème de contact entre l'intérieur de la voilure et l'extérieur de la poutre, cette première contrainte impose un couplage en rotation le plus près possible du pied de pale, la seconde contrainte importante impose de placer le couplage en rotation suffisamment loin du pied de pale de manière à ce que l'axe de pivotement de la pale suive au plus près les sections de la voilure soumises aux efforts aérodynamiques les plus importants. Les efforts aérodynamiques les plus importants se situent dans la zone de 70 à 85 % de l'envergure totale de la pale, ce qui aboutit à une position préférée à 60 %. Ainsi pour une pale de 66 mètres, la poutre insérée à l’intérieur possède une longueur de 39,60 mètres (+/- 2 mètres).

Si le compromis ne se révèle pas satisfaisant, il reste la possibilité d'ajouter un ou plusieurs paliers intermédiaires à mi longueur de la poutre de manière à guider la déformation de la voilure en fonction de celle de la poutre. Par exemple, si un seul palier intermédiaire est posé, sa position se situe à 35% de la longueur de la pale, ce qui offre la possibilité de placer le couplage en rotation à 70 % de la longueur de la pale. Le calcul est un travail d'optimisation dont chaque étape est validée par des calculs de simulation.

La section de la poutre est de préférence conique, ce qui n’exclue pas des sections plus complexes par exemples des tôles soudées en croix. La poutre est de préférence réalisée en matériaux composites, principalement pour des raisons de poids, mais il est possible, étant donnée la forme simple de cet élément, de la réaliser en acier ou tout autre matériau économiquement intéressant.

La Fig. 3 présente une coupe longitudinale de la pale mettant en évidence les points de contact entre la poutre et la voilure selon un exemple de réalisation. La poutre est au contact avec la voilure par au moins deux points d’appuis. De cette façon, la structure externe de la pale constituant la voilure est supportée par un appui au niveau du cylindre constituant le pied de pale 12 et au moins un autre appui à l'extrémité de la poutre.

Selon un mode préféré de réalisation, le point d’appui à l’extrémité de la poutre est constitué d’une liaison rotule 14 composée de deux anneaux concentriques. L’anneau intérieur est mécaniquement lié à l’extrémité de la poutre, et l’anneau extérieur est mécaniquement fixé à une nervure 13 transversale de la voilure. Cette liaison rotule autorise les rotations suivant les trois axes dont l'axe longitudinal de la pale et ainsi permet le réglage du calage de la pale. Selon une variante, un roulement à bille est rajouté à la rotule pour assurer la fonction de rotation suivant l'axe longitudinal, cet équipement réduit le plus possible le couple de frottement en rotation.

A cette liaison rotule est adjoint un système d'attache en bout de poutre pouvant être manipulé à distance depuis le pied de pale. L'extrémité de l'axe fileté de la rotule s'engage dans une pièce métallique percée en bout de poutre, dans la partie interne de la poutre un élément pivotant et taraudé est vissé sur l'axe de rotule. Le vissage de cet élément est commandé depuis le pied de pale par un axe guidé le long de l'intérieur de la poutre et actionne par l'intermédiaire d'un démultiplicateur à engrenage la rotation de l'élément vissé sur l'axe de la rotule. Cet élément de liaison doit être dimensionné pour supporter les forces centrifuges agissant sur la masse de la voilure et cela quelque soit la vitesse de rotation du rotor. Une variante de ce système de liaison consisterait à utiliser une commande hydraulique pour assurer ce vissage à distance ou tout autre système de blocage d'un axe dans un alésage comme le frettage.

Au niveau du pied de pale, l’appui entre la voilure et la poutre est réalisé par deux cylindres circulaires coaxiaux et coulissants, dont les surfaces en vis à vis se trouvent placées à l'intérieur de la voilure et à l'extérieur de la poutre centrale. Cet appui est libre en rotation par le glissement des surfaces d'appui, un léger déplacement longitudinal est également autorisé par le coulissement des surfaces d'appui. Les surfaces en contact sont avantageusement constituées de patins 15 recouverts d’un matériau à faible coefficient de frottement et résistant à l’usure, du polytétrafluoroéthylène (ou PTFE en abrégé) par exemple.

La force de poussée exercée par le vent sur la pale est majoritairement reprise par la rotule déportée vers le milieu de la pale, ainsi la force de poussée résiduelle au niveau du pied de pale est facilement reprise par les patins.

Un tel montage s’écarte nettement des dispositions connues consistant à utiliser une couronne d'orientation dont le diamètre est limité à celui du pied de pale et pour laquelle l'effort dominant est un effort de flexion. L'éloignement important des points d'appui caractérisant l'invention, permet l'utilisation de paliers qui seront soumis principalement à des forces radiales, plus faciles à maîtriser et à des forces de frottement bien inférieures à celles d'une couronne d'orientation.

Sur une pale d'éolienne le moment fléchissant est très faible en bout de pale et augmente rapidement pour devenir maximal au pied de pale. La présence de la poutre à l’intérieur et des points d’appui la couplant avec la voilure permet de transférer ce moment fléchissant depuis la voilure de la pale vers la poutre intérieure. De cette manière, à partir de l'appui rotule et en allant vers le pied de pale, l'effort fléchissant supporté par la voilure extérieure de la pale diminue pour s’annuler totalement au niveau du pied de pale du fait de la liaison libre en rotation suivant les 3 axes. Le moment fléchissant continue d'augmenter sur la poutre interne en allant vers le pied de pale. Cet effet de transfert de charge a pour avantage de reporter la masse de la structure depuis la voilure 11 vers la poutre 10 et ainsi de ne pas augmenter sensiblement la masse totale de la pale.

La fixation de la poutre sur le moyeu 5 s’effectue selon une technique connue en soi, par des vis et des écrous par exemple. Ce mode de fixation est beaucoup plus simple que ceux consistant à incorporer un mécanisme de rotation de la pale. Selon la présente invention, le servomoteur commandant la rotation de la voilure autour de la poutre se situe au niveau du pied de pale, de préférence dans le bord de fuite de la voilure. En effet, à cet endroit se trouve un volume suffisamment important et protégé pour placer des dispositifs volumineux. Des trappes d’accès sont pratiquées dans la voilure pour accéder au servomoteur. La présente invention autorise la découpe de la voilure au niveau du pied de pale, à cause du transfert des efforts fléchissant de la voilure vers la poutre centrale au fur et à mesure que l'on se rapproche du pied de pale. Ces trappes d'accès de l'extérieur vers l'intérieur de la voilure ne compromettent pas la solidité globale de la voilure qui sera beaucoup moins sollicitée à cet endroit. Du dessus de la nacelle de l'éolienne, endroit facilement accessible pour les éoliennes connues, des opérateurs peuvent facilement accéder à l'intérieur de la voilure.

Le servomoteur est commandé par une boucle de régulation comprenant une unité de contrôle recevant des informations de capteurs et actionnant le servomoteur commandant la rotation de la voilure autour de la poutre. Le capteur permet de mesurer l'effort de tangage au pied de pale (appelé également « pitch moment »). La présente invention permet de positionner le centre de poussée aérodynamique par rapport à l’axe de pivotement de la pale, de façon à rendre ladite poussée aérodynamique sur l’ensemble de la pale proportionnelle au moment de tangage mesuré au pied de la pale. La régulation comporte une boucle dite « primaire » qui agit collectivement sur le pas de l’ensemble des pales pour maintenir la puissance de l’éolienne en-dessous d’une valeur nominale. La régulation comporte une boucle dite « secondaire » qui agit individuellement sur chaque pale. Cette boucle secondaire prend en compte la valeur de l’effort de tangage mesuré au pied de chaque pale, c’est à dire le moment fléchissant et agit sur le pas de cette pale pour le maintenir le plus constant possible. Le temps de réponse de la boucle secondaire est plus rapide que celui de la boucle primaire.

Selon un exemple de réalisation, le capteur mesure la pression dans un vérin intégré dans le servomoteur ou une grandeur électrique (tension, courant) si l’actionneur est complètement électrifié. De cette façon, l’ensemble commande/mesure est parfaitement compact et il est inutile de placer de capteurs à d’autres endroits de la pale. La réponse à l'effort de tangage est un mouvement de tangage, c'est pour cette raison que le capteur et l'actionneur sont concernés par le même degré de liberté de la pale. Selon un autre exemple de réalisation, l'actionneur est un ressort avec une raideur contrôlée, un tel mécanisme est quelquefois présent sur les suspensions hydropneumatiques ou les suspensions de voiture de compétition.

Selon un perfectionnement décrit pas la Fig. 4, le point d’appui au niveau du pied de pale possède une liberté de mouvement en rotation obtenu par une liaison de type diaphragme 16 entre la voilure et un des tubes coulissants 15 autour du pied de pale. Cette liaison diaphragme assure une bonne étanchéité à la pluie notamment, et une mobilité accrue. Selon une variante, cette liaison peut être réalisée par une rotule simple, constituée d’un anneau bombé en périphérie.

La disposition de pale ainsi décrite permet de surmonter certaines limitations propres aux conceptions des grandes éoliennes mises au point au moment du dépôt de la présente demande et ainsi faciliter le contrôle individuel de chaque pale, tout en apportant une simplification et une augmentation de fiabilité pour des éoliennes de petite et moyenne taille.

Dans certaines configurations d'efforts extrêmes, la voilure se déforme, ce qui peut mettre en contact sa surface interne avec la surface extérieure de la poutre. Pour éviter cette situation et selon un perfectionnement, un ou plusieurs paliers intermédiaires sont placés entre les deux extrémités de la poutre. Ces paliers intermédiaires comportent une liaison en rotation, soit par roulement ou bagues de glissement, montées sur une ou des structures déformables liées à la voilure externe. Des longerons, utilisés dans les structures classiques de pales d'éolienne et destinés à reprendre les efforts de cisaillement et assurer une tenue au flambement adéquate, sont notamment utilisés pour réaliser la structure porteuse du ou des paliers intermédiaires.

Les éoliennes de grande puissance soulèvent des problèmes de transport et de manutention du fait des dimensions importantes de certains éléments comme les pales. La disposition de pale ainsi décrite, du fait de la reprise des efforts de flexion par un élément central monobloc, est plus facilement subdivisible en sous éléments de taille plus modeste. La longueur des pales telles que décrites dans la présente demande, peut être largement réduit jusqu'à une division par deux de la longueur du plus grand élément par rapport à la longueur de la pale complète.

En utilisant la disposition objet de la demande, il est possible de placer un actionneur et un guidage en translation au niveau de la liaison entre extrémité de poutre et voilure, et ainsi permettre des mouvements dans le sens bord d'attaque/bord de fuite.

Une gestion adéquate de ces mouvements permet d'amortir les phénomènes de résonnance de la pale suivant cette direction. Cette liberté de mouvement est également mise à profit pour ajuster le couplage entre la force de portance aérodynamique et le couple de rotation longitudinal (moment de tangage).

Le montage de ce type de pale sur une éolienne est facilité du fait de la disposition en deux parties : la voilure et la poutre. Il est maintenant décrit un exemple de procédure d’installation d’une éolienne équipée de pales décrites dans la présente demande. Dans un premier temps, les voilures et les poutres sont transportées séparément sur le lieu d’installation. Le mat et la nacelle sont montés. Puis les poutres sont fixées de façon radiale autour du moyeu rotatif de l’aérogénérateur. Les voilures sont alors engagées autour de chaque poutre jusqu’à une profondeur déterminée où les éléments de la voilure et de la poutre constituant chaque moyen de rotation sont en contact. Les points d’appui sont couplés et solidarisés, de façon à assurer une rotation sans frottement de la voilure autour de la pale et une fixation en translation de la voilure de façon qu’elle ne se désengage pas de sa poutre lors de la rotation de l’hélice.

La disposition de pale décrite dans la présente demande procure de nombreux avantages dont notamment :

- économie de la couronne d'orientation entre le pied de pale et le moyeu, remplacée par un roulement et une rotule ou un roulement unique de quelques kilogrammes en bout de poutre et un dispositif de guidage par glissement coaxial en pied de pale;

- quasi élimination des forces de frottement en rotation procurant un moyen d'évaluation précis des forces agissant sur la pale et une faible puissance demandée à l'actionneur de contrôle du calage;

- sur la zone couverte par la poutre les efforts sur la voilure externe de la pale sont largement diminués, ce qui procure plus de liberté au concepteur pour optimiser la forme extérieure de la pale par rapport aux aspects aérodynamiques, alors que sur la solution classique la forme de la pale, au fur et à mesure que l'on se rapproche du pied, est optimisée pour les contraintes mécaniques ce qui va à l'encontre des performances aérodynamiques ;

- la poutre centrale est de forme conique ce qui rend sa fabrication réalisable avec des procédés de fabrication des structures composites qui peuvent être automatisés comme l'enroulement filamentaire;

- la poutre qui supporte la majorité des efforts peut être fabriquée en une seule pièce sans recours à des joints de collage qui restent un des points délicats à traiter avec la conception classique;

- dans les équipements existants, le fléchissement de la pale induit le déport du point d'application des forces aérodynamiques par rapport à l'axe de pivotement de la pale. La disposition décrite dans la présente demande permet de réduire significativement cet inconvénient car l'appui en bout de poutre accompagne le fléchissement de la voilure et ainsi l'axe de pivotement bascule avec la pale;

- la couronne d'orientation assurant la liaison en rotation avec le moyeu de l'hélice soumise à des moments de flexion très importants se déforme en produisant un effet de levier qui augmente significativement la traction sur les goujons de fixation. L'absence de couronne d'orientation simplifie la conception de la liaison entre le pied de la poutre et le moyeu de l'hélice;

- la disposition décrite dans la présente demande apporte un gain très important en termes de sécurité, car elle autorise une mise en drapeau de la pale si l'effort de contrôle du calage vient à disparaître pour une cause accidentelle. Dans les équipements existants, le système de contrôle du calage doit prévoir une alimentation électrique de sauvegarde ou d'un réservoir d'air comprimé permettant d'assurer cette fonction en cas de défaut. La disposition décrite dans la présente permet à la force du vent elle même d’assurer le pivotement en position de sécurité.

Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Pale destinée à équiper des hélices à pas variable d’un aérogénérateur, ia pale comportant une voilure (11) formant une surface extérieure allongée rigide

   5 procurant une portance maximale selon une direction donnée, caractérisée en ce que ladite pale comporte une poutre (10) se prolongeant à l’intérieur de la voilure selon une direction sensiblement longitudinale, la voilure étant couplée à ladite poutre par au moins deux points d’appui, un premier point d’appui (15) se situant à proximité du pied de pale, un second point d’appui se' situant à

   10 l’extrémité de la poutre et comportant un moyen de rotation (14) couplant en rotation la structure interne de la voilure à l’extrémité de ia poutre située à l’opposé du pied de pale, la voilure (11) tournant autour de la poutre entre deux positions angulaires données.
2. 2. Pale selon la revendication 1 caractérisée en ce que la forme de la poutre (10) est tronconique, la plus grande révolution se situant au niveau du pied de pale.
3. 3. Pale selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le moyen de rotation (14) à l’extrémité de la poutre est un palier rotatif, fixé à une nervure (13) se

   20 prolongeant transversalement à l’intérieur de la voiture.
4. 4. Pale selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la poutre (10) se prolonge à l’intérieur de la voilure sur une longueur variant de 20 à 75 % de la longueur totale de la pale, de préférence 60%.
5. 5. Pale selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le point d’appui (15) au niveau du pied de pale est constitué de deux patins cylindriques concentriques, les patins en contact l’un avec l’autre étant recouvert d’un matériau favorisant le glissement.
6. 6. Pale selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la voilure (11) est mise en rotation par un servomoteur se situant au niveau du pied de pale, le servomoteur étant accessible par au moins une trappe d’accès découpée dans le bord de fuite de la voilure.
7. 7. Pale selon la revendication 6, caractérisée en ce que le servomoteur .est commandé par une boucle de régulation prenant en compte l’effort de tangage au pied de pale, et délivrant un signal vers le servomoteur afin de positionner le pas de la pale pour que cet effort ne dépasse pas un certain seuil.
8. 8. Pale selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un troisième point d’appui se situant entre le premier et le second, l’au moins un troisième point d’appui reprenant les forces de flexion de la voilure.
9. 9. Procédé de montage sur un aérogénérateur de pales décrites selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :

   - transport des voilures (11) et des poutres (10) de façon séparée,

   20 - montage radial autour du moyeu rotatif de l’aérogénérateur d’une pluralité de poutres (10),

   - engagement de voilures (11) autour de chaque poutre jusqu’à une profondeur déterminée où les éléments de la voilure et de la poutre constituant chaque moyen de rotation sont en contact,

   25 - fixation des éléments de la voilure et de la poutre constituant le moyen de rotation pour interdire la translation de la voilure et de la poutre tout en autori sant 1 a rotati on.
10. 10. Aérogénérateur caractérisé en ce qu’il comporte sur son moyeu rotatif une pluralité de pales selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.

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