SGS – Vol d’un hélicoptère aux abords d’une éolienne

SGS – Vol d’un hélicoptère aux abords d’une éolienne

TURBULENCE

Théorie

Sous l’effet du vent, la portance de la pale d’une éolienne, qui lui permet d’entrer en rotation, est produite par une différence de pression entre l’air circulant sur l’extrados, zone de dépression, et l’air circulant sur l’intrados, zone de surpression. Cette différence de pressions s’explique par la plus grande vitesse de l’écoulement d’air sur l’extrados, liée à la géométrie du profil de la pale et à son incidence. La somme des vitesses selon le contour de l’aile, est appelée circulation.

Mathématiquement, la circulation d’un écoulement sur un contour fermé (par exemple le profil d’aile), notée Г et exprimée en m²/s, correspond à l’intégrale sur le contour de la vitesse tangentielle V de l’écoulement le long de ce contour L :

Г=∫ L.V.dl  

Représentation 

Le sillage proche en aval est fortement perturbée et turbulent, Le sillage proche est la région directement influencée par des phénomènes tels que le mouvement des pales, leurs caractéristiques aérodynamiques et la forme de la nacelle. L’écoulement, très turbulent, montre une grande hétérogénéité. C’est notamment dans cette zone que les tourbillons marginaux vont s’établir.
Un peu plus en aval, c’est le sillage lointain. L’influence précédente se fait moins ressentir du fait de la distance, l’écoulement est un peu plus homogène, et ses caractéristiques sont généralement plus prévisibles.

Energie

Les vitesses tangentielles tourbillonnaires maximales sont de l’ordre de 12 à 15 m.s-1

Comparativement, les vitesses d’éjection des tourbillons marginaux en extrémité de pales pour un hélicoptère sont respectivement environ égales à :
a) 21,7 m.s-1 pour un Super Puma AS332L ;
b) 24,8 m.s-1 pour un AS225 LP.

DISTANCE DE SÉCURITÉ

Calcul 

La distance de sécurité, d, dixième spire, peut être calculée en fonction des caractéristiques de l’éolienne, à savoir:
son rayon R ;
le nombre de pales Nb ;
le Tip Speed Ratio λ = RΩ/U∞, avec Ω la vitesse de rotation des pales.

Exemple :
– R =120 m / 3 pales – 3 blades ;
– Vitesse de rotation = 14 t/mn ;
– Séparation entre éoliennes – Wind turbine separation = 1800 m

 

Synthèse schématique

position des mâts des éoliennes ;
——– limites horizontales du gabarit réglementaire des surfaces de décollage et d’atterrissage d’une hélistation ;
——– ce même gabarit incluant le fait qu’en cas de vent dans l’axe les pales de l’éolienne déborderont dans la surface de décollage bleue, ce qui constitue un obstacle mobile. Le gabarit initial est donc augmenté de la valeur d’un rayon rotor éolienne ;
——– marge de sécurité liée aux turbulences et issue des études théoriques.

Le soutien aérien sur les parcs éoliens en mer

Le soutien aérien sur les parcs éoliens en mer

Helihub soulève ici une problématique récurrente identifiée par Brittany AVIATION depuis l’émergence du marché “offshore wind farm” en France.

 

Le changement de la politique d’exploitation de certains sites d’éoliennes en mer en Angleterre et plus largement en Europe met un terme progressif aux contrats, pourtant déjà précaires, des opérateurs aériens positionnés sur le secteur. Certains d’entre eux ont pris la décision de fermer leurs bases, d’autres font le choix de rapatrier leurs hélicoptères pour réorienter leurs activités.

Le point commun

« pour les parcs éoliens en Europe, aucun contrat d’assistance par hélicoptère n’inclut une redevance permanente mensuelle redevable aux exploitants aériens. Toutes les opérations se font sur une base de vol ad hoc et dépendent du volume de vols et de la volonté de l’exploitant du parc éolien de recourir à ce mode opératoire ». Contrairement à l’industrie pétrolière, les industriels de l’EMR n’ont pas encore intégré un modèle économique durable nécessaire à la stabilité des opérations aériennes complexes et ne sont donc pas encore prêt à mutualiser sur un même secteur géographique afin de donner une visibilité indispensable aux opérateurs aériens.

En parallèle,

la prospection de l’énergie renouvelable s’accroit par la nécessité stratégique des gouvernements à trouver des formes d’énergie décarbonée et d’assumer leur indépendance de production. La guerre du carbone vient ajouter une problématique systémique à des liens économiques créés entre les acteurs de la filière EMR. A ce titre, Brittany AVIATION met en lumière les études récentes sur l’empreinte carbone des moyens aériens : « Au regard des moyens nautiques, la vitesse, la flexibilité et la précision des opérations menés par hélicoptère ont un impact positif direct sur l’empreinte carbone généré ».

Notons que l’accélération des projets de production par les technologies flottantes entraine inévitablement l’éloignement en haute mer des sites de production. Dès lors l’accessibilité aux moyens de production est un élément stratégique, les moyens aéromaritimes deviennent incontournables dans les opérations de maintenances. Ne pas structurer en amont une organisation des vecteurs aériens entrainera la disparition prochaine des compétences spécifiques détenues par certains opérateurs (HOFO, HHO, ESLO) et peut être même la contraction de l’offre commerciale par la disparition de certains acteurs européens.

Ensemble

En donnant de la visibilité aux opérateurs, et en prenant en compte les coûts réels de ces derniers, les compagnies aériennes seraient en mesure de proposer des tarifs compétitifs tout en amortissant les investissements nécessaires pour proposer une offre de qualité telle que l’on peut la trouver sur les marchés actuels de Taiwan et des USA.