Deux machines géantes enfi n réunies pour servir l’énergie éolienne de demain

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Deux machines géantes enfi n réunies pour servir l’énergie éolienne de demain

La deuxième grande machine est prête à fonctionner, chez HACO A/S, un nouveau duo de production est lancé pour une interaction parfaite.

L’entreprise familiale danoise est désormais armée pour faire face à l’avenir de l’énergie éolienne. Elle peut usiner de manière encore plus efficace et précise d’énormes carters de rotor et des disques de freinage destinés à des éoliennes offshore de 14 à 15 mégawatts.

Près de la frontière germano-danoise, la petite ville de Rødekro, au sud du Danemark, est en train de devenir le pivot et le point d’ancrage logistique de l’industrie éolienne offshore. La proximité du port d’Esbjerg, le principal hub éolien offshore d’Europe du Nord, ainsi que celle des ports d’Aabenraa et de Sønderborg, offrent des voies de transport adaptées pour les composants d’éoliennes. L’étroite collaboration entre HACO et SM Industrie A/S, un fournisseur leader en matière de composants d’éoliennes en acier, fournit un exemple récent de logistique durable. Le nouveau duo de machines entre en service dans un hall qui se trouve sur le site de SM Industrie.

Un duo de machines à commande uniforme

Une grande machine, la machine Droop+ Rein-Gantry à portique mobile, capable d’usiner de très grandes pièces de manière flexible en un seul serrage, est en service depuis début 2024 déjà. Depuis peu, elle assiste une machine à portique Dörries, également très grande, dotée d’un portique fixe et d’un appui mobile. Malgré leurs multiples différences, les deux machines intègrent les mêmes composants clés, ce qui simplifie la maintenance et l’utilisation. La nouvelle machine à portique de grande taille élargit considérablement le domaine d’usinage de HACO. Grâce à l’amélioration de la commande principale et à l’augmentation du diamètre de rotation de la pièce, il est désormais possible de fabriquer avec précision des carters de rotor soudés plus massifs ainsi que d’autres composants de grande taille. « Nos deux grandes machines, qui sont deux véritables géants, sont désormais en production », se réjouit Hubert Erz, qui, en tant que Senior consultant sales renewables chez Starrag, accompagne le sous-traitant du sud du Danemark depuis plus d’une décennie. « Nous établissons ainsi une nouvelle échelle de référence dans l’usinage de pièces pour les éoliennes sans engrenage dans les puissances 14 et 15 mégawatts. L’accent est surtout mis sur les carters de rotor, c’est-à-dire les carters de générateur et les disques de freinage, qui atteignent tous deux actuellement un diamètre d’environ 9 000 mm et sont fabriqués dans une plage de précision de +/- 0,1 mm ».

Quand le cahier des charges exige une précision élevée …

C’est là que la précision entre en jeu. De manière tout à fait caractéristique, le secteur de l’énergie éolienne exige des tolérances serrées dans les cahiers des charges qui s’appliquent aux grandes pièces telles que les carters de rotor et les disques de freinage. « Quelle que soit la taille de la machine, il est essentiel de calculer et de dimensionner précisément les principaux composants à l’aide d’outils de conception modernes », explique M. Erz. « Dès le moulage, nous obtenons la première compensation statique ». À cela s’ajoutent des composants mécaniques réglables avec précision et des corrections électroniques finales. Enfin s’ajoute la fondation de la machine conçue avec précision et qui tient compte des charges statiques et dynamiques.

La précision dépend de la mécanisation et de la commande. Il n’en demeure pas moins que la sécurité de la production et la continuité passent aussi au premier plan pour HACO.

C’est pourquoi l’entreprise familiale a délibérément choisi de ne pas utiliser le dernier système de commande Siemens. Le Directeur général Henning Albrechtsen a préféré miser sur la version du système de commande ayant fait ses preuves : « Nous faisons confiance à des technologies éprouvées. Nous assurons ainsi non seulement la sécurité de la production, mais aussi la flexibilité de nos collaborateurs ».

La grande machine à portique Dörries est en service depuis fin 2024.

La sécurité avant tout : simulation de processus d’usinage complexes

Le Directeur général Henning Albrechtsen a préféré investir dans la programmation et la simulation. De nouveaux post-processeurs avec module de simulation intégré de la filiale britannique de Starrag, TTL, permettent à son équipe de créer des programmes CN dans l’usine mère et de simuler le processus d’usinage, y compris les programmes de mesure. Cette approche augmente considérablement le temps de fonctionnement productif des machines. De plus, la deuxième machine a été dotée d’un concept de magasin moderne avec chargement et déchargement automatique des outils, ainsi que de six têtes d’usinage pour le tournage, le fraisage et le perçage, qui permettent un usinage flexible et précis de grandes pièces en un seul serrage. Les deux machines de 870 tonnes nécessitaient une fondation capable de supporter les énormes charges statiques et dynamiques et d’assurer ainsi un usinage précis. Ainsi, dès la phase de conception, Starrag a pris toutes les dispositions nécessaires par rapport au montage et à la manutention afin de garantir le transport et l’alignement exact des composants massifs. Le sous-sol à deux étages constitue un élément central ; il sert de base stable et facilite l’accès aux composants centraux. C’est également ensemble que HACO et Starrag ont relevé ce défi. Le donneur d’ordre est satisfait : « Nous avons intégré des agrégats dans les fondations, de sorte que les émissions sonores ont quasiment disparu ; c’est un plus indéniable pour la qualité du travail ».

A Droop+Rein gantry machine with a travelling gantry, which can flexibly machine very large workpieces in a single clamping operation, has been in use since the beginning of 2024.

Des concepts durables pour le secteur de l’énergie éolienne

Le nouveau duo de machines a été créé dans l’unité commerciale LPMS (Large Parts Machining Systems) de Starrag, une unité spécialisée dans les solutions innovantes de fabrication des grandes pièces et qui s’oriente vers les critères stricts du label BLUECOMPETENCE de la VDMA. Cela a également eu un impact durable sur ce projet.

Des composants modernes et optimisés sur le plan énergétique, une technique d’entraînement avancée et la récupération de l’énergie excédentaire permettent à l’entreprise HACO d’utiliser moins d’énergie dans son usine de Rødekro. Grâce à ces mesures, il est possible de réduire la consommation de matériaux, de diminuer les déchets et d’optimiser l’utilisation de l’énergie. Il s’agit là d’un avantage concurrentiel pour les secteurs qui misent sur la durabilité.

Deux valent mieux qu’une : le duo de machines établit un nouveau standard

L’investissement dans deux grandes machines offre d’excellentes possibilités pour l’usinage des grands composants actuels et futurs de l’industrie éolienne et d’autres branches. La conception et l’équipement flexibles sélectionnés pour les deux machines ne connaissent pratiquement aucune limite à l’usinage de grandes pièces. Selon M. Erz : « Le courage d’Henning Albrechtsen et de son équipe porte désormais ses fruits. Ensemble, nous avons créé une nouvelle usine qui permettra à notre client régulier danois de fabriquer des éoliennes plus grandes à l’avenir et des composants XXL de manière durable, efficace et fiable ».

Henning Albrechtsen, Président-directeur général de HACO, satisfait aux exigences élevées du secteur de l’énergie éolienne en adoptant trois stratégies innovantes

Vers l’avenir de l’énergie éolienne avec une efficacité XXL

M. Albrechtsen, pourquoi misez-vous sur la combinaison du fraisage et du tournage au sein d’une même installation ?

Henning Albrechtsen : « Depuis des années déjà, nous pratiquons l’usinage complet avec nos machines Dörries sur notre site principal de Barrit. Cela consiste à fabriquer les pièces en un nombre aussi réduit que possible de serrages. Cette fabrication inclut le tournage, le perçage et le fraisage. L’expérience acquise là-bas a été directement intégrée dans la planification de nos installations à Rødekro. Plus les pièces sont grandes, plus leur manipulation est complexe. Cela a constitué pour nous une raison suffisante pour développer un dispositif de serrage permettant par exemple de terminer l’usinage des carters de rotor en un seul serrage. »

Avec le sous-sol et le nouvel agencement, vous ouvrez de nouvelles voies en matière de production. Quel est l’impact de cette structure sur l’ergonomie et la facilité de la maintenance ?

Henning Albrechtsen : « Les travaux de planification et de fondation communs et intensifs poursuivent deux objectifs essentiels. D’une part, ils réduisent les émissions sonores et, d’autre part, ils optimisent l’accès à tous les sous-ensembles des machines. Cela permet des interventions rapides de maintenance et de réparation et assure un niveau élevé de disponibilité de la machine, ce qui constitue un avantage décisif en cas de forte pression au niveau de la production. D’autre part, nous avons pu intégrer des agrégats directement dans les fondations, c’est-à-dire dans le sous-sol. Cela a permis de réduire davantage les émissions sonores et d’améliorer sensiblement la qualité de travail pour nos collaborateurs. »

L’industrie éolienne mise de plus en plus sur les nouveaux matériaux : comment HACO s’assure-t-elle que votre production est aussi parfaitement adaptée aux matériaux futurs ?

Henning Albrechtsen : « Nos composants usinés, dont les carters de rotor, les disques de freinage et les tôles de stator, restent principalement des pièces soudées, même si elles seront fabriquées à l’avenir dans de plus grandes dimensions. Parallèlement, notre portefeuille de produits s’est élargi. Outre les pièces traditionnelles, nous usinons aujourd’hui également des pièces moulées, comme des carters de générateurs et des composants d’adaptation pour relier la nacelle et la tour. Nous sommes ainsi parfaitement positionnés pour répondre aux exigences de la prochaine génération d’éoliennes. »