Développement d'un anémomètre antigivre de deuxième génération

Authors: Beaudoin, Louis-Philippe
Advisor: Ruel, Jean
Abstract: Le vent contient de l'énergie. Cette ressource naturelle est la base de l'économie de l'industrie éolienne. La mesure extrêmement précise de la vitesse du vent est essentielle pour deux raisons principales. Premièrement, l'intérêt commercial des éoliennes découle de leurs performances calculées à partir de mesures du vent, ces mesures permettant la localisation au mètre près des éoliennes. Deuxièmement, la régulation du fonctionnement des éoliennes, par le biais d'anémomètres, optimise le rendement de ces machines. Les régions nordiques, ayant un potentiel éolien intéressant, verront une croissance inévitable de l'implantation d'éoliennes. L'anémomètre à coupoles est l'appareil le plus utilisé par cette industrie principalement grâce à sa simplicité, ses bonnes performances et son bas prix. En milieu nordique, la glace s'accumule sur les coupoles et affecte la mesure du vent. Des anémomètres chauffants sont nécessaires pour ces climats rigoureux et, actuellement, aucun de ces appareils chauffants ne satisfait les exigences de l'industrie éolienne. Ce mémoire fait partie d'un projet plus vaste de développement d'un anémomètre antigivre performant. Différentes techniques de chauffage pour déglacer ou prévenir la formation de glace ont été étudiées. Un prototype d'anémomètre à coupoles chauffantes par effet joule a été conçu. Le présent projet visait le développement du procédé de mise en forme des coupoles incluant l'encastrement d'un fil chauffant dans la coupole faite de polymère. Au cours du développement et suite aux tests des performances en laboratoire, des améliorations à apporter étaient évidentes. La suite du projet était d'utiliser les concepts gagnants de ce premier prototype et de poursuivre le développement en concevant et en réalisant la seconde génération de l'anémomètre. La nouvelle conception a été assistée par des simulations numériques de la distribution de température. Des éléments chauffants additionnels ont été intégrés au design, notamment dans les bras des coupoles, dans la région centrale du rotor et dans le support fixe sous le rotor. Le design des coupoles et leur procédé de mise en forme ont été révisés pour limiter l'inertie du rotor et pour uniformiser la distribution du chauffage. De plus, toutes les composantes électroniques ont été miniaturisées et assemblées sur un circuit imprimé qui a été intégré dans la base de l'appareil. Les tests antigivre, anti-verglas et dégivrants ont été effectués en laboratoire pour évaluer les performances antigivre de l'appareil. Ces tests ont montré que la deuxième génération de l'anémomètre peut prévenir la formation de givre et de verglas dans diverses conditions climatiques tout en consommant moins d'énergie.
Document Type: Mémoire de maîtrise
Issue Date: 2009
Open Access Date: 16 April 2018
Permalink: http://hdl.handle.net/20.500.11794/21096
Grantor: Université Laval
Collection:Thèses et mémoires

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