France – Mercredi 30/01/2019 – energiesdelamer.eu. La modélisation multi disciplinaire d’éoliennes offshore flottantes en vue d’optimiser leur contrôle/commande en termes d’extraction d’énergie et de stabilité de la plateforme est la thématique de la thèse de Tom Salic à l’Ecole Navale.
Tom Salic, (un ancien du Master EEMR de l’ENSTA Brest 2017-2018) vient de commencer sa thèse à l’Ecole Navale de Brest. Durant ses études il a notamment fait des stages chez Eolink, start up fondée par Marc Guyot qui a conçu et qui développe l’éolienne flottante éponyme et qui s’est d’ailleurs positionné comme soutien à cette thèse. Tom Salic a effectué son stage de fin d’études de Master chez SEGULA Technologies dans le cadre de travaux de simulation de chaîne de traction pour péniche.
Au niveau de l’encadrement scientifique, l’Ecole Navale a mis en place une collaboration entre l’IREnav (laboratoire de recherche de l’Ecole Navale), l’IRDL (Université de Bretagne Occidentale à Brest) et, à terme, l’IFREMER particulièrement concerné pourrait y participer.
L’accompagnement financier est assuré par Brest Métropole (Allocations de recherche doctorale ARED).
Titre provisoire de la thèse : Modélisation multi disciplinaire d’éoliennes offshore flottantes en vue d’optimiser leur contrôle/commande en termes d’extraction d’énergie et de stabilité de la plateforme.
Résumé du sujet : Les éoliennes offshores posées sont actuellement une technologie mature en phase de déploiement avec des projets de plusieurs centaines de MW par ferme en France, en Europe et dans le monde.
Cependant le nombre de sites où l’on peut implanter de tels systèmes est (atuellement) limité par le fait qu’il est pratiquement impossible de poser les fondations d’une éolienne en mer avec des profondeurs supérieures à 50m. C’est pourquoi, des projets sont en cours afin de pouvoir implanter des systèmes éoliens à de plus grandes profondeurs en utilisant le principe d’une éolienne flottante où la turbine (mât, nacelle, hélice) est fixée sur une plateforme ancrée au fond de l’océan.
Cependant du fait des mouvements relatifs de la plateforme liés aux états de mer et à la trainée de l’éolienne elle-même, les turbines des éoliennes offshore posées sont soumises à des mouvements significatifs en tête de mât qui impactent leur fonctionnement.
L’objectif de la thèse est de proposer un modèle simple, complet et modulaire du système pour différentes technologies de turbines éoliennes offshore flottantes. Ce modèle devra prendre en compte de manière couplée : le comportement des ancrages, la stabilité et la tenue à la mer de la plateforme, l’aérodynamique de la turbine, le comportement électromécanique de la génératrice et des dispositifs de contrôle de l’hélice (contrôle de pas d’hélice). D’éventuels moyens de stockage d’énergie (banc de surcapacités par exemple) et/ou de stabilisation passive ou active de la plateforme (ballasts ou stabilisateurs par exemple) pourraient être intégrés à cette modélisation système de manière modulaire.
Cet outil de modélisation pourra alors être utilisé pour optimiser le comportement de la turbine en proposant des stratégies innovantes de contrôle/commande en couplant les différents moyens d’action (contrôle en vitesse variable de la turbine, du pas de l’hélice, des éventuels moyens de stockage d’énergie et de stabilisation). L’objectif étant ici d’utiliser ces moyens d’actions pour optimiser la qualité de l’énergie produite (minimisation des fluctuations et augmentation de la production) et contribuer à la stabilité de la plateforme flottante.
Points de repère
Pour en savoir plus : Jean-Frédéric Charpentier – Enseignant-chercheur HDR -Groupe M2EN -Département Mécanique-Energétique -Coordinateur du Master Spécialisé EMR Ecole Navale
A rappeler, la Journée annuelles Sciences Navales se tient le 31 janvier 2019 sur la thématique Intelligence artificielle – Ruptures Technologiques majeures pour le naval civil et militaire.
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