Le mois dernier, une fissure catastrophique due à un choc thermique a détruit l'un des miroirs à facettes du four solaire d'Odeillo. Pour en éclaircir les causes, un jumeau numérique du champ d'héliostats a été déployé. Le pipeline 3D a intégré des données LIDAR de RIEGL avec une simulation CFD dans Ansys Discovery, permettant de cartographier les points de chaleur extrême à la surface du réflecteur. L'objectif était de déterminer si le système de suivi solaire avait provoqué une concentration d'énergie en dehors du récepteur, surchauffant ainsi le verre.
Pipeline de scan et simulation thermique dans Ansys Discovery 🔥
Le processus a commencé par un scan de haute précision à l'aide d'un scanner RIEGL VZ-2000i. Le nuage de points résultant a capturé la géométrie exacte de la parabole et l'orientation de chaque facette. Ce modèle a été importé dans Rhino 3D, où le plugin Ladybug a été utilisé pour calculer le rayonnement solaire incident dans des conditions réelles de fonctionnement. Par la suite, le maillage a été transféré dans Ansys Discovery pour effectuer une analyse transitoire du transfert de chaleur. La simulation a révélé un gradient thermique abrupt de plus de 150 degrés Celsius sur le bord du miroir endommagé, coïncidant avec la trajectoire du rayon réfléchi par l'héliostat voisin. Le modèle a confirmé que la défaillance n'était pas due à un désalignement du suiveur, mais à une ombre partielle qui a généré une zone froide adjacente au point chaud.
Visualisation de la défaillance et valeur du jumeau numérique 🛠️
Pour communiquer les résultats, le champ de températures a été exporté vers Twinmotion. La visualisation en temps réel a montré le flux de chaleur sous forme d'un gradient de couleur sur la surface du miroir, rendant évident le point de contrainte thermique. Ce jumeau numérique a non seulement résolu la controverse sur la responsabilité du système de suivi, mais a également démontré son utilité en tant qu'outil de maintenance prédictive. Désormais, le modèle permet de simuler tout scénario d'ombrage pour prévenir de futures fissures, validant l'utilisation de répliques virtuelles dans les infrastructures critiques d'énergie solaire.
Quelle méthodologie de simulation thermostructurale permettrait de modéliser avec plus de précision la propagation d'une fissure par choc thermique dans un miroir à facettes du four solaire d'Odeillo pour prédire son comportement en temps réel au sein d'un jumeau numérique ?
(PS : Mon jumeau numérique est actuellement en réunion, pendant que je suis ici à modéliser. Donc techniquement, je suis à deux endroits à la fois.)