Des chercheurs de la National Science Foundation (NSF) des États-Unis veulent utiliser le télescope solaire DKIST pour examiner les changements du soleil et ses effets sur la Terre dans un proche avenir. L'emplacement spécial sur le volcan Haleakala de 3000 mètres de haut sur l'île de Maui (Hawaii) permet une observation fiable et efficace du ciel. La société espagnole IDOM, chargée de la construction de la structure du dôme mobile du télescope, a décidé d'utiliser des chaînes porte-câbles de Tsubaki Kabelschlepp. En raison de la position géographique particulière du télescope et de la taille de la structure, l'ensemble du système doit être particulièrement facile à entretenir, fiable et avec des chaînes porte-câbles robustes en acier.
Assurer une fiabilité de fonctionnement maximale
Pour assurer une alimentation en énergie fiable aux nombreux systèmes individuels, deux systèmes de chaînes porte-câbles distincts sont utilisés dans le gigantesque télescope. Deux chaînes porte-câbles en acier couvrent l'axe vertical (azimut) avec un angle de rotation de 420 °. Un autre système de chaînes porte-câbles avec plusieurs transporteurs individuels alimentent les panneaux rotatifs permettant le blocage du soleil dans la zone du toit le long de l'axe horizontal (altitude) avec des câbles de données et en particulier des réfrigérants ; l'angle de rotation est ici d'environ 105 °. « Les caractéristiques spéciales de cette application ne sont pas seulement les dimensions et les angles de rotation mais la structure qui doit supporter les chaînes porte-câbles », explique Jonathan Spies, chef de projet chez Tsubaki Kabelschlepp. « En raison de l'emplacement inhabituel du télescope, nous devons également assurer une fiabilité de fonctionnement maximale avec un minimum de maintenance. »
Coopération étroite avec le partenaire du projet
En 2012, IDOM avait contacté Tsubaki Kabelschlepp comme l'un des principaux fournisseurs de systèmes de transport par chaînes porte-câbles et câbles. La tâche consistait à mettre en œuvre l'ensemble du projet depuis l’avant-projet jusqu'à la mise en service finale sur site. Afin de répondre au mieux aux spécifications détaillées de l'application, IDOM et Tsubaki Kabelschlepp ont initialement développé des approches de solutions dans des ateliers interdisciplinaires. Les idées ont ensuite été validées à l'aide de modèles 3D jusqu'à ce qu'une solution finale soit acceptée. Des exigences importantes telles qu'une installation facile, des dimensions de transport adaptées et des fonctions de maintenance aisées devaient déjà être prises en compte lors de la conception des différents composants et ensembles. « Ce fut un plaisir de travailler avec Tsubaki Kabelschlepp sur ce projet ambitieux : les ingénieurs de Tsubaki Kabelschlepp ont conçu un système autonome complet et assuré que les systèmes fonctionneront de manière fiable dans le télescope », explique Gaizka Murga Llano, directrice de projet chez IDOM.
Différentes chaînes porte-câbles pour différentes exigences
Pour réaliser la rotation requise de 420 ° de l'axe vertical avec les contraintes d'espace données, les ingénieurs de Tsubaki Kabelschlepp ont conçu un système rotatif spécial. Ils ont utilisé deux chaînes porte-câbles en acier d'une hauteur d’un peu moins de deux mètres, d'une longueur de plus de 40 mètres et d'un poids de plus de huit tonnes. Des entretoises en acier avec des supports individuels en aluminium ont été utilisés pour guider de manière fiable les câbles et les tuyaux d'un poids supérieur à 30 kg / m. Cela garantit un guidage optimal des lourds tuyaux en acier inoxydable et des câbles électriques TRAXLINE partiellement de grandes dimensions avec une section allant jusqu'à 185 mm2. En outre, les chaînes porte-câbles en acier ne sont pas affectées par les fortes fluctuations de température dans cet environnement, ce qui garantit une durée de vie maximale et un fonctionnement fiable dans le temps. Une structure en acier robuste d'un diamètre de plus de 22 mètres assure un guidage fiable des chaînes porte-câbles. Tsubaki Kabelschlepp a également fourni l'ensemble du set de tuyaux et de câbles, y compris des tuyaux spéciaux en acier inoxydable et en fibre de verre d'un diamètre supérieur à 90 mm. « Le poids total du système est de plus de 25 tonnes », explique Jonathan Spies. « Le système de rotation des chaînes porte-câbles est l'une des plus grandes solutions mises en œuvre pour les systèmes de télescope à ce jour. » Une enceinte supplémentaire avec une barrière de sécurité répondant aux exigences de sécurité pour le fonctionnement du système dans cet environnement a également été implanté.
Plusieurs chaînes porte-câbles ont été nécessaires pour déplacer les panneaux de protection contre le soleil autour de l'axe horizontal. En raison des gros flexibles et des conditions exceptionnelles, une chaîne porte-câbles en acier et une chaîne porte-câbles en plastique renforcé ont été utilisées en combinaison avec un système robuste d’entretoises en aluminium, capable de supporter de manière fiable les charges partiellement très élevées.
Installation efficace dans des conditions difficiles
Pour garantir le bon fonctionnement du système sur site, Tsubaki Kabelschlepp a préalablement installé l'ensemble du système d'azimut en Allemagne et l'a soumis à des tests complets. Les ingénieurs ont utilisé un préassemblage ciblé des composants et une planification du transport parfaitement coordonnée pour rendre le transport à Hawaii et le processus d'installation subséquent aussi efficaces que possible. « L'installation à Hawaï a eu lieu à 3000 mètres d'altitude, et même de petites erreurs peuvent rapidement entraîner des coûts supplémentaires élevés dans des circonstances aussi particulières », explique Jonathan Spies. "Nos préparatifs intensifs ont vite porté leurs fruits." Des défis particuliers ont également été pris en compte pour l'installation en altitude du système de chaîne porte-câbles, car elles sont placées directement sous la structure du toit. L'ensemble du système a donc été temporairement assemblé et testé en Espagne dans le cadre d'une coopération constructive avec IDOM. Toutes les chaînes porte-câbles ont été installés sur site par des entrepreneurs locaux spécialisés sous la supervision de Tsubaki Kabelschlepp - avec beaucoup de succès, grâce au préassemblage, à la documentation complète et aux instructions d'installation détaillées.
