rénovation de l'Entraînement hydraulique du Pont Vlieland 

Le nouvel accumulateur réduit la consommation d'énergie

Dans la ville d'Alkmaar, en Hollande du Nord, le pont Vlieland a été inauguré en 1990. Ce pont pouvait s'ouvrir et se fermer hydrauliquement pour permettre la circulation des piétons et des cyclistes d'une part et le trafic maritime d'autre part. Cette année, l'entraînement hydraulique a été rénové par Molenmaker Techniek de Sneek. Ou plutôt complètement remplacé. Par exemple, une combinaison moteur-pompe a été remplacée par deux unités d'entraînement plus petites et un accumulateur à piston a été ajouté. Cela a permis de réduire considérablement la consommation d'énergie.

grand Entretien 

Le système hydraulique d'origine du pont Vlieland consistait en une combinaison moteur-pompe d'une puissance de 55 kW. Ce faisant, deux vérins sous le tablier du pont étaient actionnés pour ouvrir et fermer le pont. La puissance était plus que suffisante, mais la synchronisation des vérins laissait beaucoup à désirer. Même l'utilisation d'un diviseur de débit ne pouvait éviter dans bien des cas qu'un vérin se déplaçait plus vite que l'autre, ce qui a provoqué le blocage du pont. Avec des conséquences désastreuses.

Ainsi, lorsque l'entraînement devait faire l'objet d'un grand entretien et d'une grande rénovation, la décision a été prise d'apporter des modifications radicales. Non seulement pour rendre l'entraînement conforme aux lois et règlements en vigueur, mais aussi pour résoudre le problème lié à la synchronisation.

Se mettre au travail

À la suite d'un appel d'offres, le client Stadswerk072 a chargé Spie Nederland de remplacer l'ancienne unité de commande et d'entraînement par une unité moderne. TAS, un bureau de conseils pour les ponts et les écluses, a élaboré un cahier des charges pour Stadswerk072. Spie s'est alors adressé à Molenmaker Techniek de Sneek, spécialiste des entraînements hydrauliques et capable de prendre en charge pratiquement tout le processus de recherche du bon système d'entraînement en interne. De l'ingénierie et de la production des collecteurs, des (grands) cylindres et de la tuyauterie à l'assemblage, l'installation, la mise en service et la maintenance.

Ensembles moteur-pompe

Sur la base du nouveau plan, le groupe moteur-pompe a d'abord été remplacé par deux groupes plus petits de 22 kW. Ceux-ci alimentent les deux grands vérins (Ø250/Ø180) selon le principe maître-esclave. Les vérins ont une longueur de 2.513 mm et sont équipés d'une tige de vérin avec un revêtement céramique dur et résistant à l'usure. Cela garantit une bonne protection dans l'espace situé sous le pont, où la température et l'humidité peuvent varier fortement.

Pour le fonctionnement maître-esclave, l'un des vérins est équipé d'un codeur à câble qui mesure la course du vérin. Cette valeur est transmise à la commande et sert de base à l'envoi du deuxième vérin. Par conséquent, il respecte toujours une précision maximale, ce qui empêche le tablier du pont de se bloquer.

Accumulateur à piston

Un accumulateur "à piston" a également été ajouté. Il s'agit d'un grand vérin de 490 mm de diamètre et de près de 4 m de long. Cet accumulateur contient à la fois de l'huile hydraulique et une quantité d'azote. Au repos, la pression est comprise entre 130 et 150 bars.

Lorsque le pont s'ouvre, la valve du côté huile de l'accumulateur s'ouvre également. En raison de la pression plus élevée dans l'accumulateur, l'azote pousse l'huile vers le bas des vérins. Ce faisant, il soutient le mouvement ascendant du tablier du pont, pour ainsi dire, ce qui, en fin de compte, réduit le besoin de puissance de l'agrégat hydraulique. C'est également la raison pour laquelle l'actionneur pouvait être plus petit. Cela permet non seulement de réduire la consommation d'énergie, mais aussi d'éviter le coût d'un raccordement au réseau plus lourd.

Lorsque le pont se referme, la gravité et le poids du tablier du pont forcent l'huile à retourner dans l'accumulateur, et la pression remonte à son niveau initial. De surcroît, des vannes de freinage sont également appliquées pour abaisser le pont de manière contrôlée.

Un entraînement plus petit pour une plus faible consommation d'énergie

Comme la pression dans l'accumulateur diminue légèrement au fil du temps, une pompe plus petite s'enclenche brièvement à intervalles réguliers pour ramener la pression à niveau. En été, cela n'arrive presque jamais, car le pont s'ouvre et se ferme plus fréquemment et l'accumulateur est donc souvent rempli. En hiver, il sera parfois nécessaire de remettre la pression à niveau. Pour contrôler le fonctionnement de l'accumulateur à piston, celui-ci est également équipé d'un encodeur à câble. Enfin, cette configuration permet également de faire fonctionner le pont avec un seul ensemble moteur-pompe en cas d'urgence.

Coûts

Un accumulateur à piston n'est pas encore utilisé pour de nombreuses commandes de ponts hydrauliques. Cela est probablement dû à l'investissement, qui est relativement élevé. Mais le jeu en vaut la chandelle, car le délai d'amortissement est d'environ la moitié de la durée de vie de l'entraînement. Cela signifie que, bien qu'il dure environ 10 ans, on "gagne de l'argent" pendant les 10 années restantes.

Enfin, Molenmaker Techniek a pris autant d'autres mesures d'économie d'énergie que possible. Par exemple, les moteurs à régulation de fréquence sont de classe IE3. Une bonne lubrification et un entretien approprié font le reste.

Installation

Ce qui est particulier, c'est que Molenmaker Techniek dispose en fait de tout en interne pour concevoir, construire, installer et mettre en service l'ensemble du système. Cela concerne les collecteurs, les vérins, l'accumulateur, la tuyauterie et l"armoire de commande. Les pièces standard sont bien sûr achetées. Il s'agit, par exemple, des moteurs électriques, des vannes, des raccords et des tuyaux.

Pour une production rapide et précise, toutes les pièces sont dessinées en 3D dans Solid Edge. Cela présente plusieurs avantages. En effet, les pièces sont placées virtuellement dans le local technique sous le pont, ce qui permet de voir immédiatement si tout s'adapte. Mais aussi s'il est possible de l'installer et si l'entretien peut être effectué par la suite. Par exemple, prélever un échantillon d'huile ou effectuer un comptage de particules. Dans le cas de deux vérins, cela peut être moins excitant en termes de vision spatiale, mais pour la tuyauterie – qui est également fabriquée en interne – les progiciels de conception 3D simplifient considérablement le travail de l'ingénieur et du monteur.

En partie grâce à cette approche, le délai entre la démolition de l'installation existante et la mise en service de la nouvelle n'a été que de six semaines. Un ponton et une grue, qui ont été positionnés dans l'eau devant la porte de la zone technique, ont été utilisés pour l'installation finale. Après avoir retiré la clôture, tous les éléments ont pu être facilement soulevés, positionnés, installés et mis en service.

Électronique

Ce faisant, les ingénieurs ont profité du fait que le local technique sous le pont Vlieland est relativement bon. Par exemple, la hauteur offre la possibilité de se promener et de rester debout, et le local est en poutre sec. Un point non négligeable, car les installations hydrauliques sont de plus en plus souvent combinées avec une électronique sensible de nos jours. Il s'agit notamment de surveiller, dans le cadre de la sécurité, la maintenance prévisible, etc.

Les clients sont de plus en plus exigeants à cet égard, ce qui peut parfois créer des conflits. Par exemple, ils exigent d'une part une disponibilité de 99% et, d'autre part, des détecteurs de position de vanne doivent être installés partout pour des raisons de sécurité, tous ces éléments pouvant également tomber en panne et provoquer des défaillances.

Dans l'ensemble, ce projet d'entretien a été couronné de succès et a permis de prolonger considérablement la durée de vie du pont Vlieland.