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Un nouveau banc d'essais pour volant d'inertie fourni par Ricardo
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Un nouveau banc d’essais pour volant d’inertie fourni par Ricardo

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La recherche collaborative « Flysafe » conduite par Ricardo – impliquant plusieurs partenaires industriels et universitaires, dont le centre d’ingénierie automobile de l’Université de Brighton – a livré un environnement de test pour volant d’inertie innovant et sécurisé pour permettre le développement des systèmes de stockage d’énergie à volant d’inertie de prochaine génération.

Le projet Flysafe étudie les mécanismes et les comportements de défaillance des systèmes de volant d’inertie à grande vitesse. Fonctionnant à des vitesses de rotation très élevées, ces systèmes de stockage d’énergie offrent un moyen mécanique pratique et potentiellement rentable d’économiser du carburant et de réduire les émissions de carbone par le stockage mécanique et la réutilisation de l’énergie. La recherche Flysafe vise à fournir des lignes directrices et des meilleures pratiques dans la conception des systèmes de confinement de volants d’inertie, appropriées pour le déploiement commercial de ces systèmes. Une norme de sécurité BSI pour les volants d’inertie sera proposée en guise de résultat du projet à cet égard.

Environnement de test FlySafe à l'Université de Brighton

L’environnement de test qui a été complété – développé par le projet Flysafe et installé au « Center for Automotive Engineering » – est considéré comme le premier et le plus avancé de son genre dans le monde et est capable de tester des volants d’inertie tournant jusqu’à 60 000 tr/min sous vide. En plus d’être utilisé pour les essais non destructifs, il intègre de l’imagerie et des technologies de capteurs qui permettent d’étudier le comportement du volant d’inertie quand il est soumis à une défaillance à grande vitesse grâce à l’incorporation de certains défauts.

La vidéo est acquise avec un enregistrement haute vitesse du système à 20 000 images par seconde avec le volant d’inertie illuminé par un laser pulsé de haute intensité synchronisé à la caméra. A cette cadence élevée, l’appareil peut enregistrer environ deux secondes de vidéo uniquement, il est donc important que la synchronisation soit précise entre l’enregistrement et l’événement de la défaillance. L’Université de Brighton a développé un système d’acquisition de données personnalisé surveillant un certain nombre de capteurs pour permettre cela. Ceux-ci comprennent des accéléromètres, une jauge de contrainte et des mesures de pression, distance et température au sein de l’enceinte du volant d’inertie et permettent de déclencher la caméra sur la présence de conditions spécifiques qui devraient mener à la défaillance. De telles conditions de défaillance pourraient inclure, par exemple, une extension soudaine du volant d’inertie due à l’apparition de décollement ou de fragmentation, la perte de vide, ou une perte de vitesse.

Image haute vitesse de défaillance induite à travers un délaminage

La compréhension de la vitesse de libération d’énergie sera un objectif clé de la recherche Flysafe qui utilisera ce nouvel environnement de test, permettant à l’industrie de concevoir des systèmes de confinement sécurisés qui sont compacts, légers et à faible coût.

Le projet Flysafe, qui est soutenu par Innovate UK, est une collaboration entre Ricardo et l’Université de Brighton, en collaboration avec l’Imperial College de Londres et trois développeurs de volant d’inertie basés au Royaume-Uni – Torotrak, GKN Hybrid Power ainsi que Ricardo. Le projet se fonde sur des techniques d’imagerie à haute vitesse qui ont été initialement développées dans le cadre d’une recherche de l’Université de Brighton pour visualiser les injections d’essence et les événements de combustion dans les moteurs. En tant que tel, le projet ouvre un nouveau domaine de recherche interdisciplinaire, combinant l’expertise technique optique de l’université avec l’expertise des chercheurs en génie des matériaux de l’Imperial College de Londres.

« Comme les applications du système Ricardo TorqStor  dans le domaine des engins de construction et du ferroviaire l’ont montré, la technologie de stockage d’énergie à volant d’inertie peut fournir un moyen très pratique, efficace et commercialement attrayant d’économies d’énergie, de carburant et donc de réduction des émissions de CO2, » a commenté le directeur de l’innovation chez Ricardo, David Rollafson.

« Un défi majeur dans la conception de systèmes de volant d’inertie à grande vitesse compacts et légers, cependant, réside dans la fourniture de systèmes de confinement sécurisés. En l’absence de données détaillées sur les mécanismes de défaillance potentiels, ceux-ci ont auparavant été conçus de façon très prudente. La recherche menée sur le projet Flysafe et l’existence du banc d’essais à l’Université de Brighton permettront aux partenaires de proposer une norme de sécurité BSI du volant d’inertie pour promouvoir une meilleure optimisation du confinement tout en conservant le niveau de sécurité requis. Je crois que ces réalisations de Flysafe permettront d’accélérer la commercialisation de cette technologie respectueuse de l’environnement à travers une large gamme de secteurs de l’industrie ».

Source : Ricardo

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