Développement et simulation d'une méthode de régulation auto-adaptative pour l'absorption dynamique des ondes de gravité

• Auteur / Autrice : Gontran Chatry
• Direction : Alain Clément
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur. Dynamique des fluides et des transferts
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Nantes en cotutelle avec Instituto superior técnico (Lisbonne)

Résumé

Les systemes de recuperation de l'energie des vagues bases sur la mecanique de l'interaction avec un corps solide ou les systemes dits a colonnes d'eau oscillante fondes sur la mise en mouvement d'une colonne d'eau captive par les fluctuations de pression a son embouchure peuvent tous aisement etre modelises dans le cadre de la theorie des ecoulements de fluides parfaits a surface libre. Dans le cas des systemes a configuration bidimensionnelle (i. E face aux vagues), cette modelisation peut etre faite, au plan theorique et numerique, sans se restreindre aux hypotheses habituelles de linearisation (vagues de faible cambrure), et on peut ainsi simuler par des methodes non-lineaires a pas de temps le fonctionnement de ces systemes avec pour seule limitation le deferlement des ondes incidentes. Nous nous sommes interesses dans ce travail aux systemes a colonnes d'eau oscillante qui, appartenant a la premiere categorie, ont ete simules en theorie lineaire, et egalement en theorie non-lineaire. En se basant sur les conclusions de la these de c. Maisondieu (1993), on a developpe et teste dans un premier temps une amelioration de la regulation d'un systeme d'absorption dynamique des ondes de gravite par un piston en translation en y integrant un estimateur de frequence base sur le filtrage de kalman etendu. Les differentes methodes disponibles ont ete introduites dans le code de simulation canal 1. 2 developpe au laboratoire d'hydrodynamique de l'ecole centrale de nantes pour etre testees en theorie lineaire et non-lineaire. Dans un deuxieme temps, on a developpe un modele numerique d'un systeme de recuperation de l'energie des vagues a colonnes d'eau oscillante, incluant notamment la colonne d'air et son effet de compressibilite, ainsi que la turbine de type well's transformant effectivement le courant d'air alternatif en electricite. On a applique ensuite a ce type de systeme l'approche de type clement / maisondieu pour reduire le probleme de la non-causalite du regulateur optimal. Enfin, on a adapte la strategie de regulation adaptative developpee en debut de travail sur le piston absorbeur dynamique au cas de la colonne d'eau oscillante.