Un concept innovant en mouvement pour l’entretien des pelouses

Le système modulaire de la technique d’entraînement Demag fournit à RHENAC GreenTec AG la solution de mobilité adaptée à la mise en œuvre d’un concept d’entretien des pelouses innovant. Les motoréducteurs, blocs-galets et convertisseurs de fréquence Demag déplacent à 12 m/min une structure de 190 tonnes composée d’éléments en acier et d’éléments électriques. Selon les chiffres, 2 755 modules lumineux à LED et plus de 200 000 lampes LED fournissent une lumière de croissance à la pelouse de 7 000 m². Une technique innovante pour une pelouse primée dans le football professionnel.

L’entreprise

De nombreuses entreprises innovantes sont actives dans la « technologie verte ». Pour RHENAC GreenTec AG à Hennef (Victoire), c’est particulièrement vrai - mot pour mot. En effet, RHENAC veille à ce que les plantes poussent et prospèrent en leur procurant un éclairage artificiel (et économe en énergie) avec des développements et des produits innovants sous la marque RHENAC Sports LED. Depuis plus de dix ans, l’entreprise mise sur la technologie d’éclairage CLS (Complete Light Spectrum), qui a été adaptée à ce domaine d’application avec un soutien scientifique de longue date. Il s’agit du seul système d’éclairage des plantes au monde capable de former un spectre lumineux flexible pour la pelouse sportive et même de reproduire la lumière du soleil. La technologie d’éclairage remplit non seulement mieux sa fonction, mais consomme également nettement moins d’énergie que les sources d’éclairage habituelles.

RHENAC s’est ainsi forgé une position de leader sur le marché des lampes de croissance pour plantes , détient de nombreux brevets dans ce domaine et construit des solutions système complexes pour l’éclairage et l’irrigation, notamment pour les stades de football. Ici, les exigences envers la pelouse sont élevées : elle doit être particulièrement verte et résistante aux crampons de football le jour du match, tout en poussant naturellement de manière uniforme. Les systèmes d’éclairage mobiles et hautement automatisés RHENAC soutiennent l’équipe d’entretien du terrain.

La mission

Comment mettre en place un système d’éclairage LED sur une pelouse de 7 000 m², le déplacer sur toute la surface et fournir ainsi uniformément la lumière nécessaire à la pelouse ? Il va de soi que l’espace vert de 70 mètres de large ne doit pas être touché. L’installation peu encombrante du système pendant les périodes de repos est également requise.

C’est précisément ce problème que les développeurs de RHENAC à Gelsenkirchen ont résolu. L’installation se compose de deux portiques de construction identique avec des poutres principales en acier. Avec un poids total de 190 tonnes, ils s’étendent sur toute la largeur du terrain de football et se déplacent à une vitesse de plus de 12 m/min sur des rails le long de la pelouse. Douze poutres en B rabattables et six poutres en C réglables en continu, équipées d’environ 1 400 modules d’éclairage LED et de plus de 100 000 lampes LED au total, peuvent éclairer chacune 3 500 m², soit la moitié du terrain de football. Autre particularité : la hauteur de fonctionnement des portiques peut être augmentée de 1,50 mètre (en position de travail) à 4,65 mètres (en position de repos) pour permettre le passage des bus. Ainsi, la surface en béton sur laquelle la pelouse est d’ailleurs suffisamment éclairée à l’extérieur de l’arène sert de place de stationnement supplémentaire.

Une tâche des développeurs consistait en partie à rechercher le concept de propulsion adapté. Les mécanismes d’entraînement devaient entre autres effectuer un déplacement synchrone précis du pont de 190 tonnes et 80 mètres de long, et offrir une fiabilité à toutes les températures ambiantes et dans des conditions météorologiques défavorables – un profil très exigeant.

La solution

C’est en contemplant le portique que l’on sait où la recherche d’un tel concept d’entraînement doit se focaliser : la structure de base est similaire à celle d’un portique roulant (« surbaissé »). Le système de blocs-galets DRS Demag a été développé comme concept d’entraînement pour ponts et comme composant universel pour des solutions d’application. Depuis lors, le système de blocs-galets a fait ses preuves en termes de fiabilité et de robustesse et s’est ouvert à de nombreux domaines d’application au fil des années.

Concept de base du bloc-galet : les galets extrêmement robustes, logés dans un boîtier solide et compact, peuvent être associés à divers moteurs électriques et motoréducteurs ainsi qu’à des convertisseurs de fréquence du système modulaire Demag. Pour le système d’éclairage de la pelouse présenté ici, les ingénieurs Demag ont recommandé des blocs-galets de taille DRS 400 avec un diamètre de galet de 400 mm et une capacité de charge de 30 t en combinaison avec des moteurs-freins à réducteurs à couple conique compacts.

Le rapport entre le poids des portiques (190 tonnes) et la puissance d’entraînement (16 x 3 kW = 48 kW) montre l’efficacité élevée de ce système d’entraînement sur rails. Ceci est souligné par la classe d’efficacité énergétique IE2 des moteurs électriques Demag à vitesse régulée et spécialement développés pour de telles applications. La peinture multicouche en laque aqueuse 2K protège les motoréducteurs bleu azur contre la rouille, même dans des conditions météorologiques défavorables en extérieur.

La synchronisation des huit mécanismes d’entraînement par portique est assurée par des convertisseurs de fréquence qui peuvent également appliquer un couple très élevé à partir de l’arrêt et ainsi garantir un démarrage sans à-coups et un fonctionnement régulier.

Les spécificités

Parmi la vaste gamme d’options proposées par Demag pour les blocs-galets, les ingénieurs de RHENAC et Demag ont opté pour des bras de réaction sur mesure et pour un kit de nettoyage des rails sur chaque bloc-galet.

Parmi les spécificités du système d’éclairage de pelouse RHENAC, on peut citer le fait qu’il est installé avec toute la pelouse dans/sur une cuve mobile, ce qui permet de sortir et de rentrer entièrement la pelouse du stade : ainsi, le stade devient une arène polyvalente et la pelouse est aussi bien entretenue que préservée (sans ombres projetées par les tribunes). Également réalisé avec la technique d’entraînement Demag. L’association, ainsi que l’équipe d’entretien du terrain, ont déjà reçu une distinction pour la pelouse ainsi récompensée.

Trois questions à Werner Günther, ingénieur commercial responsable du projet avec RHENAC GreenTec AG et l’arène multifonctionnelle de Gelsenkirchen

Demag : Monsieur Günther, quelles ont été les premières exigences du partenaire de projet ?

Werner Günther : Dans un premier temps, j’ai reçu un document reprenant les paramètres techniques pour mettre en mouvement deux portiques destinés à l’éclairage et à l’irrigation des pelouses sportives. Le poids mort d’un portique a été prévu à 80 000 kg. Ce colosse devait se déplacer à une vitesse continue dans une plage de 0,8 à 20 m/min sur une distance de 120 m.
La particularité résidait dans le fait que les portiques devaient se déplacer à l’extérieur en tenant compte d’une surface d’exposition au vent de 320 m². Les portiques doivent pouvoir fonctionner même en cas de vents plus forts avec une force de 6 Beaufort. La résistance du câble en guirlande était de 2 000 N lors de la première demande. C’est ainsi que tout a commencé. Enfin, la charge totale avait plus que doublé en raison du givrage théorique pour atteindre une charge statique de 192 000 kg.

Demag : Quelles caractéristiques de la solution d’entraînement pour portiques doivent particulièrement être mises en avant ?

Werner Günther : L’utilisation de composants de technique d’entraînement éprouvés. Quelles que soient les conditions météorologiques, le concept d’entraînement accomplit sa tâche de manière fiable. Pour la conception et la mise en œuvre, nous avons finalement opté pour 16 mécanismes d’entraînement Demag de type WUE80QD avec moteurs-freins ZBE 100 B4 B050, qui entraînent 16 blocs-galets Demag DRS 400. Les blocs-galets sont équipés de fixations supérieures et d’autres accessoires, tels que des brosses de nettoyage des rails. Deux convertisseurs de fréquence Demag assurent les vitesses en continu dans la plage de vitesse souhaitée de 0,8 à 20 m/min.
La commande de sécurité SCU Demag a été intégrée par les ingénieurs de RHENAC dans la commande de l’installation de niveau supérieur et assure par exemple de manière autonome la protection des deux portiques contre les collisions pendant le fonctionnement. 

Demag : Quelle exigence du client a été particulièrement intéressante dans ce projet ?

Werner Günther : La grande particularité résidait dans l’entraxe de profilés de voie des portiques, avec une portée de plus de 80 m par pont. La tolérance d’inclinaison maximale de 1 m ne doit pas être dépassée pendant le fonctionnement. Cela nécessite une grande précision de synchronisation des deux chariots.

De plus, l’exploitation à l’extérieur impose naturellement des exigences élevées aux composants. Les composants Demag sont conçus pour une plage de températures allant jusqu’à moins 20 degrés Celsius et doivent également résister aux conditions environnantes telles que la chaleur, l’humidité, la glace et la neige.

Pour des raisons de sécurité, il est important de savoir que des personnes marchent le long de la pelouse pendant le déplacement des portiques. Les exigences de sécurité imposées à la commande sont donc élevées. Pour répondre aux exigences de sécurité, 8 scanners laser de sécurité sont utilisés pour surveiller le fonctionnement et transmettre des informations à la commande de sécurité SCU Demag.

Tout au long du projet, notre équipe a collaboré en toute confiance avec RHENAC GreenTec AG, mais aussi avec les autres corps de métier qui ont rendu ce projet possible. Du fabricant d’acier au fabricant de systèmes de commande, en passant par l’hydraulique. Une bonne planification et une bonne coordination étaient indispensables et ont fait de ce projet à Gelsenkirchen une particularité.

Le système modulaire de la technique d’entraînement Demag montre également dans ce cas d’application avec quelle diversité d’options il permet de mettre en mouvement de manière fiable les solutions pour des exigences spécifiques.