Propulsion par cerf-volant : envol et pérégrinations
Auteur / Autrice : | Emmanuel Du Pontavice |
Direction : | Christophe Clanet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique des fluides |
Date : | Soutenance le 27/04/2016 |
Etablissement(s) : | Université Paris-Saclay (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'Hydrodynamique de l'École polytechnique (Palaiseau, Essonne) - Laboratoire d'hydrodynamique / LadHyX |
établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Marc Rabaud |
Examinateurs / Examinatrices : Christophe Clanet, Anette E. Hosoi, David Quéré | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Benoît Roman, François Gallaire |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les cerf-volants existent depuis l'Antiquité, mais leur utilisation comme moyen de récupération de l'énergie éolienne est relativement récente. Pourtant, leur légèreté et leur capacité à aller chercher les vents forts et réguliers en altitude en font un dispositif compétitif pour produire de l'électricité ou pour tracter des navires commerciaux. En effet, un cerf-volant peut espérer produire plus de 10 kW.m^{-2}. Cela implique qu'un cerf-volant de 1000 m^2 pourrait apporter une assistance substantielle (typiquement 20%) à la propulsion des plus gros cargos actuels. Cette thèse s'intéresse à deux problèmes associés au développement de tels cerf-volants:Comment les faire décoller et atterrir de manière autonome et sans risque de les perdre? L'utilisation de cerf-volants à structure gonflable donne l'avantage d'avoir une aile rigide et légère en vol et compacte lors de son stockage. Pour aider au dimensionnement de ces cerf-volants, nous étudions dans le première partie de la thèse le comportement des structures gonflables soumis à des chargements statiques et dynamiques.Comment s'assurer de son vol stable? Une fois qu'il a décollé, un cerf-volant doit pouvoir rester en l'air. Il apparait cependant que dans certaines conditions, les cerf-volants entrent dans des oscillations de grandes amplitudes avant de tomber au sol. Grâce à des expériences en soufflerie, nous étudions dans la seconde partie de la thèse l'origine de ces oscillations et les conditions à réunir pour les éviter.