Les moyens d’essais
Les moyens d'essais sont utilisés tant dans le cadre d’études fondamentales que dans le cadre de phases de mise au point de produits, de qualification et d'étalonnage d’instrumentation développés ou utilisés par l’Ifremer.
Ces moyens d'essais spécialisés sont localisés à Brest, Boulogne-sur-Mer, Lorient et Toulon.
Les bassins d'essais
Les bassins disponibles ont des caractéristiques dimensionnelles et fonctionnelles différentes justifiées par les types d'études et d'essais qui y sont conduits :
- Le bassin profond à houle de Brest : il permet de traiter les problèmes de comportement sur houle régulière et irrégulière, unidirectionnelle de corps flottants, ancrés ou en déplacement à faible vitesse, de comportements hydrodynamiques d’objets allongés (ligne d’ancrage, flowlines, ombilicaux). Les applications concernent les énergies marines renouvelables (EMR) et le domaine de l’offshore pétrolier. Elles peuvent également porter sur les systèmes de pose sur le fond de pipes ou de câbles, le couplage navire-train de pêche, les systèmes marins remorqués, le test de matériel avant déploiement en mer, la mise au point d’interventions sous-marines par ROV et plongeurs, etc. Dans le domaine des EMR, il est plus particulièrement adapté aux essais de houlomoteurs et d’éoliennes flottantes. Le bassin de Brest est équipé d’une soufflerie et est surtout unique par sa profondeur. Il est doté d’un ensemble de moyens de mesure (hexapode, trajectométrie optique aérienne et sous-marine, sondes à houles, anémomètre, capteurs de force uni et multi directionnels) qui représente un réel atout pour la R&D en milieu marin.
- Le bassin à houle et circulation d'eau de Boulogne/Mer : le bassin de Boulogne permet de traiter les problèmes de comportement d’objets dans le courant ou en déplacement à une vitesse significative sur modèles réduits (ou en vraie grandeur s'ils sont de petite taille), d'engins remorqués sur le fond (apparaux de pêche), navigants ou ancrés en pleine eau ou en surface (instrumentation sismique). Dans le domaine des EMR, il est plus particulièrement adapté aux essais d’hydroliennes. Le bassin d'essais de Boulogne-sur-Mer est doté d'un ensemble de moyens de mesure complet et performant, spécifique à l'hydrodynamique et permettant la mesure des principales contraintes mécaniques s'exerçant sur les dispositifs à tester, ainsi que le suivi et la visualisation de l'écoulement et du comportement dynamique des maquettes (vélocimétrie Laser Dopler 2D (LDV), système de vélocimétrie par Image de Particule 2D (PIV), balances de mesures d'efforts multi-composantes, système de trajectométrie aérienne et sous-marine 3D, Hexapode).
- Le bassin d'essais d'engins de pêche de Lorient : l’activité de base du bassin consiste à étudier et tester des techniques de pêche, majoritairement des engins trainants mais aussi d’engins dormants, pour accompagner leur évolution vers des pratiques durables. Les essais sont souvent réalisés à échelle réduite et de nombreuses maquettes de chaluts et panneaux divergents sont disponibles à des fins d’essais et de démonstration. Les études conduites ces dernières années ont porté principalement sur la recherche de moyens de réduire la dépense énergétique, de limiter l’impact des engins sur les fonds marins et sur la mise au point de dispositifs sélectifs pour limiter les captures non désirées.
Pour mener ces essais en statique ou en dynamique, le bassin est équipé de courantomètres, de dynamomètres (cellules mono et multi-composantes), de bras motorisés porte instruments, d’un système d’excitation et d’un fond mobile. Périodiquement, des essais hydrodynamiques sont menés pour évaluer des concepts innovants (EMR, défense …) et qualifier des systèmes de mesure et d’observation dédiés à la pêche au profit d'entreprises et d'organismes extérieurs dans le cadre de prestations. - Le bassin d'essai pour submersibles de La Seyne, au Centre Ifremer Méditerranée, d'une superficie de 160 mètres carrés et d'une profondeur de 6 mètres.
Les caissons d'essais hyperbares de Brest et Toulon
Des enceintes sont principalement dédiées au développement, à la qualification et à la recette de matériels sous-marins (instrumentation scientifique, systèmes de prélèvement en environnement profond, hublots, composants de ROV...). Elles peuvent également être utilisées pour le test et la qualification de matériaux pour utilisation sous forte pression. Leur capacité variée (de 0,07 m à 1 m de diamètre, de 0,1 m à 2 m de longueur) ainsi que leur pression d'utilisation (1000 ou 1500 bars) permettent de répondre aux besoins de l'institut et de collaborer avec des partenaires publics ou privés. Remplies d'eau douce ou d'eau de mer, ils peuvent être pour certains d'entre eux thermostatés.
Y sont associés les principaux moyens suivants :
- Acquisition et traitement temps réel des mesures extensométriques en pression.
- Visualisation temps réel par caméra vidéo jusqu'à 1000 bar.
- Connexions hydrauliques, électriques, optiques étanches jusque 600 bar et plus.
- Actionneurs de rotation, traction, flexion… fonctionnent sous haute pression.
- Pesée de matériaux sous pression – mesure de la variation de flottabilité…
De plus, une dizaine d'enceintes hyperbares ont été déployées spécifiquement pour l'étude du vieillissement en immersion de matériaux composites et polymères (matériaux de flottabilité, isolation thermique de pipes pétroliers...). Leur spécificité est de travailler en eau de mer, à des pressions intermédiaires (jusqu'à 300 bars) et à températures élevées (jusqu'à 150°C).
Les bancs d’essais mécaniques
L’Ifremer dispose de bancs de traction classiques électromécaniques (capacité 10 à 200 kN). Combinés avec des bacs de vieillissement dans l’eau de mer et l’eau dé-ionisée, ces machines permettent de nombreuses études de la corrélation entre vieillissement et modification du comportement mécanique de polymères et composites.
L’étude du chargement cyclique, l’analyse du comportement d’élastomères et les essais sur cordages et câbles sont également réalisés grâce à différents bâtis de 25 et 250 kN permettant des essais de fatigue de composites dans l’eau de mer naturelle ou encore à des bancs de traction permettant d’obtenir les courbes de fatigue dans l’air et dans l’eau et finalement des bancs spécifiques pour l’étude des cordages : un banc de forte capacité, 1000 kN, et de 8 mètres de long et un autre banc, limité à 300 kN, spécialement conçu pour l’étude du passage sur poulies de câbles synthétiques.
En plus de ces moyens principaux, des tours de choc et des bâtis de fluage dans l’eau complètent l’ensemble d’essais mécaniques. L’Ifremer s’est récemment équipé d’une machine de traction INSTRON, 1 m de déplacement, 10 kN.
Les moyens d'essais climatiques, de vibration et acoustiques
Des moyens d'essais climatiques (chambre Froid, Chaud, Humide, Rayonnement solaire) associés à une table de vibration, sont adaptés aux situations spécifiques de l'environnement marin. Une cuve d'essais acoustiques permet par ailleurs des mesures de sensibilité, de directivité et d'impédance sur des antennes et des transducteurs.
Les moyens d'étalonnage et de métrologie
Le laboratoire de métrologie est équipé des références courantes en océanographie et de bancs adaptés à la vérification métrologique de la qualité des mesures délivrées par les appareils de mesure scientifique et leur étalonnage en milieu marin (T°, pression, oxygène dissous, fluorescence, salinité, turbidité).
La station d’essai de Sainte-Anne-du-Portzic
La Station d'essais in situ de Sainte-Anne-du-Portzic située en bordure du goulet de Brest, au pied de l’Ifremer, permet de tester en mer différentes instrumentations et développements technologiques. Les courants de marée y sont importants (moyenne de 1,5 à 2 nœuds, maximum de 4 nœuds). A noter que la fourniture en continu des mesures des paramètres physico-chimiques de la zone, à l’aide d’une bouée instrumentée, permet de qualifier les conditions d’essais des campagnes de tests d’instruments menées dans la concession Ifremer.