Le mois dernier, une tour de stockage d'énergie par gravité s'est effondrée de manière catastrophique lors d'un cycle de charge. La structure, conçue pour soulever et descendre des blocs de béton de 30 tonnes, a cédé lorsque l'un des modules centraux s'est détaché à 80 mètres de hauteur. Notre équipe médico-légale a reconstitué le sinistre à l'aide d'outils de simulation par éléments finis afin de déterminer la cause racine entre une possible défaillance de synchronisation des treuils ou une fatigue prématurée des câbles en acier.
Reconstruction 3D et simulation avec LS-DYNA et Bentley OpenTower 🏗️
Le processus médico-légal a commencé par le balayage laser des débris à l'aide de Leica Cyclone, générant un nuage de points à haute densité qui a permis de reconstruire la géométrie antérieure à l'effondrement dans Bentley OpenTower. La tour complète y a été modélisée, incluant les quatre treuils et les haubans des câbles de 64 mm de diamètre. La simulation dynamique a été exécutée dans LS-DYNA, en appliquant deux scénarios : dans le premier, un décalage de 0,3 seconde dans la synchronisation des moteurs a généré une charge asymétrique qui a produit un flambement progressif de la colonne centrale. Dans le second, une réduction de 15 % de la section transversale d'un câble due à la fatigue cyclique a été introduite, provoquant une rupture fragile lors de l'effort de traction maximale. Les résultats ont montré que le motif de déformation de la structure métallique coïncide exactement avec le scénario de désynchronisation, écartant la fatigue comme cause primaire.
Leçons apprises pour la conception de systèmes de levage synchronisé ⚙️
Cette recherche démontre que, dans les structures de stockage gravitaire, la redondance dans les systèmes de contrôle des treuils est plus critique que la résistance ultime des câbles. La simulation a validé qu'un décalage minimal dans le levage génère des moments de torsion qu'aucun facteur de sécurité ne peut absorber. Nous recommandons d'incorporer des capteurs de position en temps réel et des systèmes de freinage indépendants pour chaque treuil. La reconstitution 3D a non seulement identifié le coupable, mais offre une feuille de route pour que les futures tours évitent ce mode de défaillance silencieux mais dévastateur.
Simuleriez-vous l'effondrement complet ou seulement une analyse statique ?