Description du poste

Contexte

Le développement récent des éoliennes flottantes ouvrent la porte à des technologies de rotor d’éoliennes laissées sur la touche par le développement massif des éoliennes à axes horizontales par leurs avantages pour les applications terrestres. L’enjeu de ce projet est de pouvoir tester numériquement et expérimentalement les différentes solutions de rotors, qu’ils soient à axes horizontaux (HAWT) ou à axes verticaux (VAWT), et de comparer leur performance sur les mêmes flotteurs.

L’IFREMER en partenariat avec le laboratoire LEGI(UMR5519) à Grenoble participe au développement d’un nouveau de concept de VAWT dédié à l’éolienne flottante appelée WindQuest, à l’initiative de l’entreprise HydroQuest.

Une première campagne de tests expérimentaux en bassin d’essais a validé les avantages décrits des VAWT sur les HAWT que sont les centres de gravité et de poussée plus bas. Une deuxième campagne en soufflerie focalisé sur l’influence des mouvements du flotteur sur les performances et les chargements d’une VAWT est prévue courant 2020. Durant cette campagne les mouvements du flotteur seront reproduits par des actionneurs. Enfin le projet prévoit la mise à l’eau d’un démonstrateur soumis à des conditions réelles de vent et de vagues sur le site d’essai de Ste Anne du Portzic.

Le couplage de code simulant le comportement de la structure flottante permettant d’étudier les performances du rotor sont développées pour les éoliennes HAWT mais n’existent pas pour rendre compte des performances des VAWT.

Sujet

Le but de ce post-doctorat est donc de développer des outils dédiés aux VAWT permettant de simuler le comportement aérodynamique et hydrodynamique d’une éolienne flottante à axe vertical soumis à un état de mer. Deux approches pourront être développées dans ce projet :

  • Une approche basse fidélité (BEM, VLM…) permettant des calculs rapides. Cet outil pour l’instant inexistant pour les VAWT est voué a être implanté dans la boucles de calculs des simulateurs de poussées développés dans le cadre du projet. Il pourra être basé sur le code Cactus de SANDIA ou QBLADE de TU Berlin. Cet outil pourra être utilisé à terme pour tester plusieurs lois de régulation ou différentes configurations de rotor.
  • Une approche haute-fidélité (CFD, URANS) permettant une simulation réaliste de l’effet des mouvements du flotteur sur les performances du rotor et de ses interactions avec son sillage. Pour cette approche réaliste le candidat pourra mettre en place une simulation à 6 degrés de liberté à l’aide des outils proposés dans les dernières versions de l’environnement de simulation OpenFoam (solveur 6DOF, overlaping mesh, Overset Mesh).

Cette approche sera utilisée pour avoir une compréhension plus fine des phénomènes de couplage aero-hydro dynamique entre le comportement de l’éolienne et le flotteur notamment dans des régimes de fonctionnement inhabituel de l’éolienne (cut-out, forte de houle).

Les résultats de ces simulations seront comparés aux différentes campagnes d’essais en bassin et en soufflerie pour valider les modèles.

Mots clés :

EMR – CFD – BEM – VAWT –FOWT – OpenFoam

Encadrement

Au sein du laboratoire de Comportement des Structures en Mer de l’Ifremer sur le centre de Brest, le candidat ou la candidate travaillera également en collaboration avec l’équipe du projet WindQuest composé de :

  • Benoît Augier, Chercheur, IFREMER
  • Stéphane Barre, DR CNRS, LEGI, Grenoble
  • Benoît Paillard, Responsable du Projet WindQuest, HydroQuest, Grenoble
  • Guillaume Maurice, Ingénieur de Recherche, HydroQuest, Grenoble
  • Christophe Sicot, CR ENSMA, P’, Poitiers

Thèse en cours :
Camil Matoug, IFREMER, LCSM « Etude expérimentale du comportement marin d’une éolienne flottante à
axe vertical à double rotor »
Matthieu Guilbot, LEGI, equipe MOST «étude numérique par méthode (URANS et LES) et optimisation aérodynamique d’une éolienne bi-rotor à axe vertical »

Modalités de candidature

Critères d’éligibilité :

  • avoir effectué son cursus et soutenu sa thèse dans un établissement situé en dehors de la Bretagne et des Pays de la Loire. Une thèse effectuée en co-tutelle avec un établissement situé en Bretagne ou en Pays de la Loire n’est pas éligible.
  • Avoir passé au minimum 18 mois à l’étranger entre le 1er mai 2016 et le démarrage du projet
  • avoir soutenu sa thèse depuis moins de quatre ans

Contact

Deadline 15 mars 2020 – CV + lettre de motivation
benoit.augier@ifremer.fr
02 98 22 47 14