Thèse soutenue

Modélisation expérimentale d'une éolienne flottante par une approche ''sofware-in-the-loop''.

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Auteur / Autrice : Vincent Arnal
Direction : Sandrine Aubrun-SanchesFélicien BonnefoyJean-Christophe Gilloteaux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des Milieux Fluides
Date : Soutenance le 11/12/2020
Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Nantes Université)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche en hydrodynamique, énergétique et environnement atmosphérique (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Franck Plestan
Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Aubrun-Sanches, Félicien Bonnefoy, Jean-Christophe Gilloteaux, Franck Plestan, Erin Elizabeth Bachynski, Olivier Kimmoun, Marco Belloli, Alan Tassin
Rapporteur / Rapporteuse : Erin Elizabeth Bachynski, Olivier Kimmoun

Résumé

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Les outils de calcul actuels pour la modélisation numérique multi-physique (vent, vagues, courant, etc.) d’une éolienne flottante ont besoin de validations par des campagnes expérimentales. L’objectif de ce travail est le développement et la validation d’un dispositif expérimental dédié aux essais en bassin à houle d’une éolienne flottante, en se concentrant sur la représentation des efforts du vent. Pour cela, une approche hybride combinant modélisations physique et numérique est développée, appelée “software-in-the-loop” (SIL). Le développement des différentes briques composant un système SIL inclut (i) la sélection et le développement du modèle numérique (ii) le dimensionnement du système de reproduction des efforts (actionneurs) et (iii) la définition de l’environnement temps-réel pour l’intégration du modèle numérique, le contrôle des actionneurs, et l’acquisition des grandeurs mesurables. Pour caractériser et identifier les performances du système SIL, des méthodologies dédiées sont développées. Des bancs d’essais spécifiques sont construits, et des essais en bassin d’une éolienne flottante sont réalisés. Ces essais en bassins sont ensuite comparés à des simulations couplées aéro-hydro-servo structure pour investiguer les hypothèses du modèle d’efforts hydrodynamiques.