Développement d’amortisseurs multi-plage à récupération d’énergie pour conducteurs haute tension

Mise en contexte : Les conducteurs haute tension sont soumis aux vents qui engendrent des vibrations.  L’amplitude de ces vibrations éoliennes vont de quelques millimètres à plusieurs centimètres, alors que leurs fréquences couvrent une plage allant de 3 à 150 Hz.  La vibration d’un câble provoque des contraintes cycliques causant de la fatigue et de l’usure internes (des brins).  Afin de réduire ce phénomène, l’industrie a principalement recours à des amortisseurs dynamiques de type Stockbridge.  Ces derniers sont attachés aux câbles à des endroits spécifiques. 
Les vents dépendent en grande partie de la position géographique des installations.  Ils comportent aussi une large part aléatoire. Les amortisseurs dynamiques doivent donc être multifréquence.  De par leur nature mécanique, les Stockbridge dissipent l’énergie vibratoire par frottement et génération de chaleur.  Ils sont aussi peu efficaces en dehors de leur plage de réglage fréquentielle.  
En réalité, la vibration des câbles, en particulier des conducteurs haute tension, représente une source d’énergie dont le potentiel reste à explorer.  Le projet de recherche proposé visera à définir le potentiel énergétique réel des vibrations éoliennes des câbles aériens, et à développer de nouveaux amortisseurs qui capteront cette énergie plutôt que de la dissiper.  Ces nouveaux amortisseurs viseront notamment à assurer des plages d’efficacité plus larges que celles présentement offertes par les amortisseurs mécaniques de type Stockbridge.

Objectif : 
L’objectif global est développer un amortisseur à récupération d’énergie à large plage d’efficacité 
Les sous-objectifs sont :
1.    Développer un modèle numérique d’évaluation de l’énergie vibratoire disponible sur des conducteurs en fonction des conditions de vents;
2.    Identifier l’approche de conversion optimale de l’énergie vibratoire disponible en énergie électrique stockable;
3.    Intégrer l’approche de conversion d’énergie dans un dispositif d’amortissement capable de couvrir une plage maximale de fréquences de vibration des conducteurs;

Connaissances requises

•    Connaitre la méthode des éléments finis;
•    Avoir des connaissances en récupération d’énergie

Programme d'études visé

Doctorat

Domaines de recherche

Énergie, Le développement durable, l’économie circulaire et les enjeux environnementaux, Les infrastructures et les milieux bâtis, Les matériaux innovants et la fabrication avancée

Financement

20 000 $ / année

Autres informations

Date de début :  Automne 2022

Autre professeur contact : Sebastien Lalonde