Partie Spécifique AC - Partie B · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - AC 2025

Partie B: la structure est-elle stable sous l'effet du glissement ?

La structure est dimensionnée de manière à résister à de fortes rafales de vent qui dépendent de la région dans laquelle se situe l'éolienne. Le vent crée sur l'éolienne un effort horizontal ($\vec{H}$). S'il dépasse une valeur limite, les pales sont mises en drapeau et ne tournent plus.

Une simulation aérodynamique a permis d'évaluer cet effort horizontal agissant sur l'éolienne en fonction de la vitesse du vent (voir DTS4).

B.1

Relever la vitesse maximale du vent $V_{\text{max}}$ dans la zone du projet d'implantation des éoliennes et la convertir en $\text{m}\cdot\text{s}^{-1}$.

km/h

m·s⁻¹

À l'aide de la simulation aérodynamique, en déduire la valeur de l'effort horizontal $\vec{H}$ que subit la structure.

Dans une première approche, pour assurer la stabilité de la structure, la relation de non-glissement suivante doit être respectée:

$$H < \frac{P_{V\text{mini}} \cdot \tan \delta}{\gamma}$$

Avec:

$H$: effort horizontal que subit la structure (calculé à la question B.1).

$P_{V\text{mini}}$: effort vertical minimal. Prendre $P_{V\text{mini}} = 15\,000\text{ kN}$.

$\delta$: angle de frottement entre la fondation et le sol, soit $\delta = 25^\circ$.

$\gamma$: coefficient de sécurité.

B.2

Vérifier que la relation de non-glissement est respectée sans tenir compte du coefficient de sécurité.

Calculer le coefficient de sécurité $\gamma$ arrondi à l'entier inférieur.

B.3

Au vu des études précédentes sur la stabilité au poinçonnement et au glissement, indiquer comment la fondation pourrait être optimisée.