Le test de résistance de la pale d'hélice, d'aile ou d'éolienne compare, pour chaque élément de la pale, le moment de flexion appliqué dans les conditions de fonctionnement testées au moment maximal que l'élément peut supporter. Heliciel lance ce test automatiquement à chaque reconstruction du design de la pale et à chaque test de performances : vous n'avez rien à demander, il suffit de lire le résultat.

Au sommaire :

• Le test de résistance de la pale
• Lire le graphique des moments admissibles
• Exemple : renforcer une pale en rupture
• Matières et textures des éléments de pale

1 : Le test de résistance de la pale

Une pale en fonctionnement subit des efforts : la poussée (ou la portance) et la traînée des profils la fléchissent, comme un plongeoir plié par le plongeur. Plus on s'approche du pied de pale, plus le moment de flexion est grand, puisque tous les efforts du dessus s'y ajoutent. À l'inverse, la section résistante d'un élément dépend de sa corde, de son épaisseur, de sa structure interne et de sa matière.

Heliciel confronte ces deux grandeurs élément par élément. La résistance d'un élément est celle de son armature, de sa structure et de sa matière, que vous pouvez choisir dans les options avancées de géométrie. Vous pouvez aussi cocher Intégrer résistance enveloppe pour ajouter la résistance de l'enveloppe à celle de l'armature.

L'onglet Résistances sous la vue 3D : une colonne par élément de pale, avec le moment appliqué et le moment admissible.

2 : Lire le graphique des moments admissibles

À chaque test de performances, Heliciel crée un graphique qui donne, pour chaque élément de la pale, le moment maximal admissible et le moment appliqué dans les conditions de fonctionnement testées. Tant que le moment appliqué reste sous le moment admissible, l'élément résiste. Le titre du graphique affiche le verdict du test.

Quand un élément ne résiste pas, l'alerte apparaît en rouge : la pale ne supportera très probablement pas les conditions actuelles.

Les alertes de résistance en rouge : la pale ne résistera pas aux conditions testées.

Modifier la largeur (la corde) des profils de la pale peut augmenter sa résistance. L'autre levier est l'épaisseur des profils, que nous abordons dans l'exemple suivant.

3 : Exemple : renforcer une pale en rupture

Pour contrôler les épaisseurs des éléments, passons en loi de profil par épaisseur : nous réglons alors à la main la distribution de l'épaisseur des profils de la pale. Après une légère augmentation de l'épaisseur, la pale résiste mieux, mais reste en rupture sur les éléments de bout de pale.

Après une première augmentation d'épaisseur, les éléments de bout de pale restent en alerte.

Avec une nouvelle petite augmentation, la résistance devient correcte. En contrepartie, le coefficient de puissance est passé de 0,6 à 0,5 : nous y sommes allés un peu fort. Les profils plus épais sont moins performants, il faut donc chercher un compromis entre résistance et rendement.

Tous les éléments résistent, mais le coefficient de puissance a baissé de 0,6 à 0,5.

4 : Matières et textures des éléments de pale

Vous pouvez aussi choisir une matière et sa texture pour chaque élément de la pale, dans l'onglet 2 : Géométrie pale, Options de géométrie avancées, Armature éléments. L'éditeur de matière paramètre automatiquement les données de résistance de la matière choisie, et vous pouvez en créer de nouvelles dont vous connaissez les caractéristiques mécaniques. La page sur l'armature, la structure et la matière de la pale détaille ces options.

L'éditeur de matière, ouvert depuis l'onglet Armature éléments.

Une fois les matières choisies, les textures rendent la pale reconnaissable sur la vue 3D et la résistance de chaque élément s'affiche avec le nom de sa matière.

Les textures sur la pale et, dessous, les moments de flexion et moments admissibles de chaque élément avec leur matière.

Pour aller plus loin, nous pouvons comparer les structures possibles (longerons, coque, tubes) dans la page sur l'armature de pale ou d'aile, ou voir comment la sélection du profil de pale influe à la fois sur le rendement et sur l'épaisseur disponible.