Effet de la dysmétrie et monitoring de la décolonisation des éléments de câbles dynamiques de structures offshore
Dans le monde entier, les projets d’éoliennes flottantes, à l'échelle du prototype, de la ferme pilote ou de la ferme commerciale sont en cours de développement.
Un de leurs composants clés est le câble dynamique de puissance permettant le raccordement des éoliennes à leur sous-station électrique et au réseau énergétique sous-marin.
Une difficulté majeure est que le cahier des charges des câbles dynamiques est établi par projet. Les caractéristiques du câble dynamique dépendent en effet de la puissance unitaire des turbines 10 MW pour les fermes pilotes, mais 15MW à 22MW envisagées pour les fermes commerciales), du schéma de raccordement général (en série avec au moins 2 câbles par éolienne ou en parallèle), de l’architecture prévue pour les sous-stations (embarquées sur un flotteur d’éolienne, flotteur indépendant,…), des conditions d’environnement du site (profondeur d’eau, houle et courant, biofouling), et de l’architecture du ou des supports flottants retenus. Les câbles sont donc conçus spécifiquement et de façon unitaire pour chaque ferme avec une large gamme de solutions.
Parmi les effets les moins connus et les plus impactant figure la bio-colonisation.
On entend par bio-colonisation le développement de concrétions marines (algues, moules, huîtres) qui peuvent atteindre plusieurs dizaines de centimètres d’épaisseur et par l'effet d'écran thermique, de masse additionnelle et de modification de la rugosité, la bio-colonisation va impacter le comportement du câble dynamique.
Parmi les effets majeurs on note :
les sollicitations hydrodynamiques modifiant la tenue en situation de tempête ou de fatigue.
les effets thermiques autour du câble.
L'objectif est:
D’introduire la paramétrisation la modification de géométrie provenant de la bio colonisation des parties horizontales d’un ombilical dans le code de calcul MALOST du GeM afin d’en faire un outil facile à utiliser.
D’intégrer l’influence de cette excentricité sur les coefficients hydrodynamiques dans ce code par un choix des composants horizontaux.
De prendre en compte la rigidité des conditions aux limites aux câbles.
Calculer la fiabilité d’une structure de type portique avec et sans excentricité.
Définir une stratégie de monitoring avec ou sans connaissance de la bio-colonisation de lignes d’amarrages elles-mêmes monitorées.
On proposera une méthode d’implémentation de la bio-colonisation dans le logiciel Orcaflex ou Deeplines.
