Procédés de fabrication :

D’après les littératures, les procédés de fabrication les plus utilisés dans le domaine de fabrication des pales d’éoliennes en composite, est la technique du moulage au contact ou le

V.3.2.1.1. Moulage au contact :

• Principe :

Procédé manuel pour la réalisation de pièces à partir de résines thermodurcissables, à température ambiante et sans pression. Les renforts sont déposés sur le moule et imprégnés de résine liquide, accélérée et catalysée. Après durcissement de la résine, la pièce est démoulée et détourée [22].

Figure V.30: moulage au contacte.

• Cas d'utilisation :

- Procédé pour de petites séries : de 1 à 1000 pièces / an - Pièces de grandes à de très grandes dimensions.

- Revêtement sur supports divers.

• Caractéristiques principales :

Les caractéristiques générales du moulage au contacte sont rassemblés sur le tableau V.6.

Tableau V.6 : caractéristiques de moulage au contacte

• Matières premières :

Essentiellement les matériaux s’apprêtant à la production des pales d’éoliennes sont :

- Renforts : mats, tissus de fibre de verre, de carbone ou d'aramide (taux de renfort volumique allant jusqu’à 35 % dans le cas du verre)

- Résines : polyesters, époxy, phénoliques, vinylesters

- Divers : catalyseur, accélérateur, charges, pigments, agent de démoulage, acétone.

• Matières utilisées:

- Moule : simple coque généralement en composite, éventuellement en plusieurs éléments assemblés

- Outillages à mains : ciseaux, pinceaux, débulleurs, pistolet à peinture ou gel-coateuse - Outillages de sécurité : casques, masques, gants, lunettes et costumes de sécurité.

VI.3.2.1.2. Moulage sous vide

• Principe :

Le moulage sous vide s'effectue entre un moule et un contre-moule rigide, semi-rigide ou souple suivant la technologie de mis en œuvre. Le renfort (mat, tissu, préforme) est placé à l'intérieur du moule ; la résine catalysée est versée sur le renfort. On utilise la pression qui s'exerce sur le moule lors de la mise sous vide pour répartir la résine et imprégner le renfort [22].

La résine peut également être injectée par l'aspiration consécutive du vide.

• Cas d'utilisation :

- Production en petites séries de pièces nécessitant deux faces lisses

- Amélioration des conditions de travail et d'hygiène (réduction des émanations de styrène)

• Caractéristiques principales :

Tableau IV.7: Caractéristiques du moulage sous vide

• Matières premières :

- Renforts : mats fils coupés ou fils continus, préformes, tissus - Résines : polyester, vinylester, phénolique, époxy

- Divers : catalyseur, accélérateur, pigments, charges, agent de démoulage, solvant

• Matériels utilisés :

- Moules et contre-moules en composites ou pellicules souples.

- Pompes à vide avec réservoir tampon, feuilles en nylon, des tuyaux et des outils de raccordement

- Outillages de sécurité : casques, masques, gants, lunettes et costumes de sécurité.

V.3.2.2. Méthode de réalisation de pale : V.3.2.2.1. Structure de la pale :

La pale que nous aurons à réaliser est composée par trois parties, deux présentant la peau (l’extrados et l’intrados) la troisième correspond à la nervure qui assure la rigidité de la structure [18,23].

Figure V.32 : Structure à nervure d’une pale.

V.3.2.2.2. Les phases de réalisation :

La réalisation d’une pale passe par les phases suivantes [23,24]:

 Phase I : Construction de la nervure.

 Phase II : Construction des peaux de la pale (extrados et intrados).

 Phase III: Ajustement et collage de toutes les parties pour l’obtention de la forme finale de la pale.

 Phase IV : Vérification de toutes les surfaces de la pale.

 Phase I : La construction de la nervure passe par les étapes suivantes : - Étape 01 : construction des plaques latérale 1 et 2 :

Dans un moule en bois et par moulage au contact de composite à base d’époxyde et des fibres de verre d’épaisseur 2 mm on obtient :

Figure V.33: Moule de plaque latérale 1.

La plaque 2 se compose de deux parties, chaque partie a un moule, et par le même procédé de fabrication on obtient la forme des deux parties des deux plaques.

Figure V.35: Deux moules pour la plaque latérale 2.

Figure V.36 : Plaque latérale 2.

- Étapes 02 : Construction des deux peaux de la nervure (extrados et intrados) :

A l’aide du moule principale de la pale et d’une couche d’épaisseur 2 mm obtenue par moulage au contact, on construit des arcs des profiles à chaque pas de la longueur ce qui donne une nappe en composite.

Figure V.37: Les deux nappes de nervure.

- Étape 03 : collage des parties de nervure pour obtenir la forme finale.

Premièrement on colle les plaques sur la nappe d’intrados par la résine d’époxyde plus dense, ensuite on colle la nappe de l’extrados.

Figure V.38 : Vue « 3d » de la nervure après collage.

 Phase II : Construction de la peau d’extrados et d’intrados de la pale qui passe chacune par les étapes suivantes :

 Étape 01 : Nettoyage du moule.

 Étape 02 : Préparation de l’outillage (de travail et de sécurité), du moule et de la matière première.

 Étape 03 : Peindre la surface fonctionnelle par le gel-coat pour faciliter le démoulage de la pièce.

 Étape 04 : Appliquer une fine couche de peinture de résine de chaque côté du moule, puis déposer une couche de fibre de verre (environ 1mm).

Figure V.39: Opération d’ébauche de moulage de la peau de la pale.

 Étape 05 : Une fois de plus une couche de résine sur le dessus de la couche de fibre de verre, et ainsi de suite jusqu'à il y’a environ 3 à 4 mm d'épaisseur.

Figure V.40: opération finale de moulage de peau de la pale.

 Étape 06 : Au niveau du pied on commence par faire plusieurs couches jusqu’à atteindre l’épaisseur de 2 cm. Ensuite vient le montage du gabarit des tiges de fixation, encore une fois on applique une couche 2 cm au-dessus des tiges pour renforcé cette partie et pour assurer une parfaite adhérence des tiges de fixation de la pale.

 Étape : 07 : Laissé sécher quelques heures pour obtenir la forme finale rigide des peaux.

 Phase III : Ajustement et collage des parties de la pale et l’obtention de la forme finale de la pale :

Dans cette phase on ajuste les parties réalisées et on peint les surfaces de contacte par une couche de résine plus dense pour une adhérence idéal de toutes les parties par le collage de l’extrados de la nervure avec l’extrados de la pale. De même on procède pour la partie intrados. Après on laisse la pale pour sécher pendant quelques heures.

Figure V.42 : Vu « 3d » de la pale après collage.

 Phase IV : Vérification de toutes les surfaces de la pale.

Figure V.43 : Vue « 3d » de la pale obtenue.