Contexte
L’emprise au sol de des lignes d’ancrage des éoliennes flottantes est un problème important pour l’acceptabilité globale de la technologie (e.g. navigabilité). De plus, les mouvements de l’éolienne sont transmis aux fondations sous forme de sollicitation non permanente de type « cyclique ».
L’objet de ce projet est de mieux comprendre le fonctionnement sous charge répétée (traction) de certains ancrages innovant de type fondation profonde de différentes géométries (pieu battu, pieu vissé, pieu à effet de succion, en fonction de la nature du fond marin (sable ou argile normalement consolidée) permettant une réduction de l’emprise au sol des lignes d’ancrage.
Pour ce faire une campagne ciblée d’expérimentations sur modèles physiques en centrifugeuse sera réalisée afin d’observer et de comprendre le comportement de ce type d’ouvrages et d’établir une base de données expérimentale. Les résultats pourront être comparés aux méthodes de dimensionnement existantes.
Ruptures scientifiques et innovation
- Réaliser des études paramétriques sur modèles réduits centrifugés et établissement d’une base de données expérimentales pour certains types d’ancrages instrumentés (e.g. pieux ouverts, pieux hélicoïdaux) dans certains sols ciblés.
- Comparaison des résultats avec les méthodes de dimensionnement existantes et Identification d’un modèle déterministe pertinent.
- Prise en compte de la variabilité des sols dans le modèle déterministe identifié.
Impact technique et économique attendu
- Optimiser le dimensionnement des ancrages d’éoliennes flottantes.
- Réduire l’emprise environnementale des ancrages.
Dates clés du projet
- Janvier 2017 - Lancement du projet
- Décembre 2017 - Dispositifs expérimentaux
- Juin 2018 - Début programme expérimental
- Décembre 2018 - Structure BdD
- Juin 2020 - Fin programme expérimental
- Octobre 2019 - Séminaire clôture
Démonstrateur
- Mise au point d’un batteur pour pieux ouverts en centrifugeuse.
- Dispositif d’installation de pieux hélicoïdaux en centrifugeuse.
- Création d’une base de données expérimentales.
Résultats
PRÉSENTATION DU PROJET LORS DU SÉMINAIRE WEAMEC « GÉOTECHNIQUE & GÉOPHYSIQUE POUR LES APPLICATIONS EMR »
Publications et communications produites
Publications
- Schiavon J.A., Tsuha C.H.C., Thorel L. Scale effect in centrifuge tests of helical anchors in sand , Int. J. Physical Modelling in Geotechnics ISSN 1346-213X http://dx.doi.org/10.1680/jphmg.15.00047, 2016.
- Agudelo Perez Z., Tsuha C., Dias D., Schiavon J.A., Thorel L. Numerical and experimental study on the influence of installation effects on the behaviour of helical anchors in very dense sand. , Can. Geotech. J. Publié sur le Web 2 décembre 2017. https://doi.org/10.1139/cgj-2017-0137
- Schiavon J.A., Tsuha C.H.C., Thorel L. Cyclic and post-cyclic monotonic response of a single-helix anchor in sand. Geotechnique letters7, 11-17, 2017. http://dx.doi.org/10.1680/jgele.16.00100
- Schiavon J.A., Tsuha C., Neel A., Thorel L. Centrifuge modelling of a helical anchor under different cyclic loading conditions in sand. International Journal of Physical Modelling in Geotechnics (published on line 20th march 2019) –McNamara et al. (Eds) Taylor & Francis Group, ISBN 978-1-138-34419-8, pp1315-132 https://doi.org/10.1680/jphmg.17.00054
- Schiavon J.A., Tsuha C., Thorel L. Monotonic, cyclic and post-cyclic performance of a single-helix anchor in residual soil of sandstone. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering-published on line 30th march 2019. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2018.12.012
Communications orales
- Schiavon J.A., Tsuha C.H.C., Thorel L., Centrifuge investigation of the cyclic loading effect on the post-cyclic monotonic performance of a single-helix anchor in sand. 9th ICPMG London 17-20th july 2018. Physical Modelling in Geotechnics – McNamara et al. (Eds) Taylor & Francis Group, ISBN 978-1-138-34419-8, pp1315-1320
- Thorel L., Reducing the environmental geometrical impact of floating windturbines by using pile foundations : centrifuge modelling of the behaviour of helical anchors, REDENV-EOL project. Poster presented to the French American Innovation Day, Boston 18-19th march 2019.
- Schiavon J.A., Tsuha C.H.C., Thorel L., El Haffar I. Observations on the cyclic and post-cyclic response of screw anchors in dry sand. 1st Int. Symp. On Screw Piles for Energy Applications. Dundee, 27-28 may 2019. P79. Doi 10.20933/100001123 (extended abstract)
- Schiavon J.A., Tsuha C., Thorel L. Behavior of a single-helix anchor in sand subjected to cyclic loadings: centrifuge modeling. Geotechnical Engineering in the XXI Century: Lessons learned and future challenges N.P. López-Acosta et al. (Eds.) 6th Panamerican conf. on soil mechanics and geotechnical engineering, Cancun, Mexico, 17-20 nov. 2019. 493-500. doi:10.3233/STAL190076. Pp 493-500
- Tsuha C., Schiavon J.A., Thorel L. Evaluation of the breakout factor for helical anchors in sand by centrifuge testing Geotechnical Engineering in the XXI Century: Lessons learned and future challenges N.P. López-Acosta et al. (Eds.) 6th Panamerican conf. on soil mechanics and geotechnical engineering, Cancun, Mexico, 17-20 nov. 2019. 905-912. doi:10.3233/STAL190128.pp 905-912.
- Thorel L., Neme Gamarra M., El Haffar I., Schiavon J.A., Tsuha C.H.C. Stress variation during installation of mono-helix helical pile. 1st Int. Symp. On Screw Piles for Energy Applications. Dundee, 27-28 may 2019. Extended abstract, 1p.
- Maatouk S., Blanc M., Thorel L. Development of a hammer to drive monopiles wind turbines in centrifuge. 4th European Conference on Physical Modelling in Geotechnics, Lulea 15-17 march 2020. Postponed to sept. ECPMG2020, Laue & Bansal (eds.) ISBN 9789177904531, 89-93
- Thorel L., El Haffar I., Blanc M. Pile test database on centrifuged models: tension loading for floating wind turbine anchor 4th European Conference on Physical Modelling in Geotechnics, Lulea 18-20 march 2020.
- Thorel L., El Haffar I., Blanc M. Base de données d’essais de pieux réalisés sur modèles réduits centrifugés : chargement en traction pour ancrage d’éolienne flottante, JNGG 2020 Congrès annulé.
- Maatouk S., Blanc M., Thorel L. Développement d’un batteur pour installer des monopieux d’éoliennes en mer en centrifugeuse. JNGG 2020. Congrès annulé.
- Thorel L., El Haffar I., Maatouk S., Schiavon J.A., Tsuha C. Cyclic loading of helical pile as anchor for floating wind turbine : centrifuge tests. ISFOG2020, Austin. Postponed to 8-11nov 2021. 313-320
