L'érosion des matériaux utilisés dans les pales d'éoliennes sous l'effet des conditions météorologiques est un problème qui s'applique à l'ensemble du secteur de l'énergie éolienne. Le projet antiAGE de VTT a trouvé une solution fonctionnelle au problème des matériaux à l'aide de l'intelligence artificielle et de l'impression 3D.
L'érosion du matériau des pales d'éoliennes est un problème étonnamment coûteux, que personne n'avait pu résoudre auparavant.
"Le matériau de la lame s'érode sous l'effet de la pluie, grêlons et poussière de sable, ce qui réduit considérablement la durée de vie des éoliennes. Le remplacement accéléré des turbines devient coûteux :jusqu'à 2 à 4 % de la valeur de toute l'énergie éolienne est perdue à cause de ce problème, " déclare le scientifique principal Anssi Laukkanen de VTT.
« Il s'agit d'un problème classique au sein de cette industrie particulière qui coûte des milliards d'euros et apporte des coûts supplémentaires à toute l'énergie éolienne. Alors que la taille des éoliennes augmente et que les parcs éoliens sont placés en mer dans des conditions de plus en plus exigeantes, l'importance du problème est soulignée", dit Laukkanen.
L'intelligence artificielle (IA) trouve une solution optimale
Dans son projet antiAGE, VTT a modélisé le problème matériel et a entrepris de le résoudre virtuellement. C'est la première fois que l'IA est utilisée pour développer une solution matérielle à cette échelle.
En principe, il est possible de trouver un nombre illimité de variantes différentes pour le matériau utilisé dans les pales d'éoliennes composées des mêmes composants matériels mais légèrement différents les uns des autres. De toutes ces alternatives, il faudrait trouver celui qui convient le mieux à cette fin particulière et répond à ses exigences opérationnelles.
« Les compétences perceptives humaines sont insuffisantes pour visualiser toutes les dimensions liées à l'optimisation des solutions matérielles. IA, d'autre part, est capable de démêler des relations de cause à effet très compliquées, simuler des solutions et parcourir un nombre infini d'alternatives pour trouver celle qui fonctionne le mieux par rapport aux exigences définies », Laukkanen fait remarquer.
L'impression 3D apporte de la flexibilité à la fabrication
En principe, en utilisant l'IA, il serait possible de trouver une solution matérielle sur mesure optimisée pour un usage spécifique pour chaque composant d'un même produit. Cependant, la fabrication de ces matériaux hautement personnalisés serait difficile si des techniques de fabrication traditionnelles étaient utilisées.
impression en 3D, ou fabrication additive, offre la possibilité de produire le matériau souhaité sous n'importe quelle forme sans coûts déraisonnables. Lorsqu'il est appliqué comme ceci, L'impression 3D fera exactement ce qu'elle est censée faire.
Début de la coopération avec les fabricants d'éoliennes l'année prochaine
Les résultats du projet antiAGE ont dépassé les attentes. Grâce à un processus de conception utilisant des tests virtuels et l'apprentissage automatique, VTT a pu développer une solution optimisée à un problème de matériau très difficile en moins d'un an :un matériau très résistant qui durcit lorsqu'il est exposé à des contraintes mécaniques.
« Quand nous avons publié la nouvelle de notre solution, les fabricants d'éoliennes s'y sont tout de suite intéressés. Nous négocions actuellement les détails avec les opérateurs commerciaux, " rapporte Laukkanen.
VTT demande également un financement supplémentaire pour le projet, car il existe de nombreux objectifs pour des solutions matérielles optimisées dans d'autres secteurs de l'industrie également. Plus le produit est complexe, plus il est coûteux de développer des matériaux adaptés à un usage spécifique, et plus il est en général difficile de trouver des solutions matérielles performantes. L'IA permet de résoudre ces problèmes avec efficacité.
