L a vidéo à gauche (122 K) montre comment la résistance à la fatigue d'une pale est testée en la fléchissant de façon cyclique plus de 5 millions de fois dans la direction transversale du profil. Un tel essai complet dure normalement environ trois mois.

Si vous étudiez l'image de plus près, vous pourrez apercevoir une autre pale (plus courte) fléchie cycliquement dans la direction longitudinale du profil.

Dans les deux cas, les pales sont fléchies avec une période correspondant à peu près à leur fréquence propre.

La fréquence propre d'une pale de rotor est la fréquence avec laquelle la pale oscillera si on la pousse dans une direction déterminée pour ensuite la laisser osciller librement. Les fréquences propres des pales diffèrent selon qu'il s'agit de flexions dans la direction transversale ou longitudinale du profil : les pales du rotor sont plus rigides dans la direction longitudinale ce qui fait que leur fréquence propre est plus élevée lorsqu'elles sont fléchies dans cette direction.

Chaque pale est mise en mouvement par un électromoteur installé sur la pale, animant un poids vers le haut et vers le bas dans un mouvement alternatif. La fondation supportant la base de la pale doit forcement être très solide - elle est donc constitué d'environ 2.000 tonnes de béton.

Cette vidéo a été filmée au centre d'essai de pales situé à Sparkær à proximité de Viborg, Danemark. Le centre fait partie du Laboratoire National de Risoe. Les exigences concernant l'homologation des différents types de pales sont très strictes au Danemark. On exige donc que les pales soient testées pour ses propriétés à résister tant aux charges de fatigue (essais de fatigue) qu'aux charges extrêmes (essais statiques). En général, les réglementations concernant l'homologation de type des pales sont moins strictes dans les autres pays.

Les pales du rotor sont souvent fabriquées en utilisant une matrice de tissu de verre imprégnée d'un matériau tel que du polyester (GPR = glass fibre reinforced polyester) qui est durci ensuite. L'époxy est parfois utilisé à la place du polyester. Il est également possible de fabriquer la matrice, entièrement ou en partie, en fibres de carbonnes qui est une matière plus légère d'une grande résistance, mais qui coûte également plus cher. De même, on choisit parfois d'employer des laminés bois-époxy pour les grandes pales de rotor.

L'objectif des essais de la résistance des pales est de vérifier que les laminés de la pale sont sûrs, c.-à-d. que les différentes couches de la pale ne se séparent pas (délaminage). En plus, les essais visent à contrôler que les fibres ne se brisent pas lorsqu'elles sont soumises à des charges répétées.

  Les jauges de contrainte (c.-à-d. des résistances électriques plates collées à la superficie de la pale lors des essais) sont employées pour mesurer de façon très précise la flexion et l'extension de la pale.

Les résultats de mesure obtenus par les jauges de contrainte sont sans cesse surveillés par des ordinateurs. Des variations non linéaires du régime de flexion servent à révéler des dégâts dans la structure de la pale.

On utilise des caméras infrarouges pour révéler des concentrations locales de chaleur dans la pale. Une telle concentration peut indiquer soit un endroit d'amortissement structurel, c.-à-d. un endroit où le concepteur de la pale a délibérément placé des fibres convertissant l'énergie de flexion en chaleur afin de stabiliser la pale, soit un endroit de délaminage ou bien un endroit où les fibres sont sur le point de se briser.

Au Danemark, à partir de l'an 2000, les essais des pales comprennent également une vérification des différentes formes modales que peuvent prendre les vibrations des différentes pales. Ceci se fait en utilisant un équipement spécial induisant des vibrations dans les pales à des fréquences variables et dans des directions différentes.

Les différentes formes modales d'oscillation sont également prises en compte dans la fabrication d'instruments musicaux. Une corde d'un violon peut osciller avec son son fondamental, c.-à-d. avec le centre de la corde vibrant, mais normalement elle oscillera également avec son harmonique supérieure, donc avec deux centres d'oscillations situés à une distance de 1/4 de chaque extrémité de la corde, vibrant à une fréquence deux fois plus grande de celle de son son fondamental (la fréquence naturelle).

La raison pour laquelle les fabricants d'éoliennes s'intéressent à l'étude et à la vérification des différentes formes de vibrations dans les pales du rotor est qu'il est extrêmement important que l'éolienne sur laquelle les pales sont fixées n'ait pas les mêmes fréquences naturelles que la pale du rotor. Sinon, le phénomène de la résonance peut apparaître dans l'ensemble de la structure de l'éolienne, phénomène qui produit des vibrations non amorties risquant de provoquer une destruction totale de l'éolienne. Nous allons retourner à cette question à la page sur la dynamique des structures faisant partie de la section sur la conception des éoliennes.

Les propriétés de résistance des pales à des charges extrêmes sont également testées en les fléchissant une seule fois avec une force très élevée. Cet essai est effectué après l'essai de fatigue afin de vérifier que la résistance de la pale est satisfaisante, même après de nombreuses heures de fonctionnement.