Description du poste

TIGER (http://interregtiger.com/) est un projet européen qui regroupe un très large consortium dont l’université Le Havre Normandie ainsi que des constructeurs d’hydroliennes tels que Sabella et Hydroquest. Le but de ce projet est d’étudier toutes les possibilités d’optimisation des coûts (LCOE) de l’hydrolien afin que cette énergie soit plus accessible. Une des perspectives pour diminuer les LCOE est de dimensionner avec plus de justesse les hydroliennes et leurs matériaux afin d’optimiser leur tenue en fatigue dans des conditions marines difficiles : courant, houle, turbulence.
Le code Dorothy, développé par le LOMC en collaboration avec l’IFREMER, sera utilisé pendant le stage. Il est codé en Fortran, parallélisé avec les librairies MPI et les calculs sont effectués sur le calculateur régional du CRIANN (www.criann.fr). Ce code est basé sur la méthode Vortex [1] et permet de simuler le fonctionnement d’une ou plusieurs hydroliennes en interaction.

 

Modèles d’hydroliennes des entreprises Sabella www.sabella.fr et Hydroquest
https://www.hydroquest.fr/hydrolien-marin/, entreprises partenaires du projet TIGER.

Afin de simuler les performances d’hydroliennes, un module basé sur la méthode de ligne portante [2, 3] est en cours de développement. Avec cette méthode, les pales sont modélisées par une ligne de points, positionnés sur les axes des pales. A chaque point est attribué une circulation qui est calculée à partir de l’écoulement amont et des propriétés aérodynamiques des profils portants.
Les simulations à réaliser pendant le stage s’intéresseront aux chargements fluctuants sur les pales dans diverses conditions de courant et turbulence. Dans un premier temps, les simulations porteront sur le modèle de turbine à axe horizontal. Dans un second temps sera développée la possibilité de faire fonctionner la lifting line pour une hydrolienne à axe vertical. Cela ouvrira la porte aux simulations avec les hydroliennes des partenaires de TIGER. La turbulence ambiante sera traitée par une méthode nouvellement développée [4, 5]. Les résultats obtenus pourront éventuellement être comparés avec des données issues d’essais réalisés dans le bassin à houle et courant de l’IFREMER à Boulogne-sur-mer. Ce stage se déroulera au sein de l’équipe hydrodynamique du LOMC de l’Université du Havre Normandie. Comme il s’agit d’un stage dans le cadre d’un projet européen, l’ensemble des documents seront à rédiger en anglais. Une connaissance de l’anglais lu, écrit et parlé est absolument nécessaire à la bonne réalisation de ce travail.
Différentes étapes du stage :
1. Familiarisation avec les méthodes Vortex (code Dorothy) et la méthode lifting line.
2. Simulations sur des turbines à axe horizontal pour poursuivre la prise en main.
3. Codage de la prise en compte des turbines à axe vertical pour la méthode lifting line dans Dorothy.
4. Validation et application pour les hydroliennes à axe vertical.
5. Test de différents taux de turbulence ambiante.
6. Comparaison avec les résultats d’essais.
7. Écriture du rapport et préparation de la soutenance.
Références bibliographiques
[1] Grégory Pinon, Paul Mycek, Grégory Germain, and Elie Rivoalen. Numerical simulation of the wake of
marine current turbines with a particle method. Renewable Energy, 46(0) :111 – 126, 2012.
[2] Joseph Katz and Allen Plotkin. Low-Speed Aerodynamics. Cambridge University Press, 2001.
[3] M.-A. Dufour. Rapport de stage de fin d’études sur la modélisation numérique de performances d’hydroliennes.
mathesis.
[4] Camille Choma Bex, Clément Carlier, Arnaud Fur, Grégory Pinon, Grégory Germain, and Élie Rivoalen.
A stochastic method to account for the ambient turbulence in lagrangian vortex computations. Applied
Mathematical Modelling, 88 :38 – 54, 2020.
[5] Camille Choma Bex, Grégory Pinon, Myriam Slama, Benoist Gaston, Gregory Germain, and Elie Rivoalen.
Lagrangian vortex computations of turbine wakes : recent improvements using poletto’s synthetic eddy
method (SEM) to account for ambient turbulence. Journal of Physics : Conference Series, 1618 :062028, sep
2020.

Modalités de candidature

Candidature avant le 16 janvier 2022 pour une première série d’entretiens avec éventuelle attribution,
puis avant le 30 janvier 2022 si le stage n’a pas été attribué lors de la première série.
Contacts
Marc-Amaury DUFOUR –Assistant de recherche – Université du Havre/LOMC
marc-amaury.dufour@univ-lehavre.fr
Camille CHOMA BEX – Post-doctorante – Université du Havre/LOMC
camille.choma-bex@univ-lehavre.fr
Grégory PINON – Professeur – Université du Havre/LOMC
+33 (0)2 35 21 71 23 – gregory.pinon@univ-lehavre.fr

 

Une demande de financement de thèse de doctorat est en cours pour poursuivre sur un sujet à similaire à partir d’octobre 2022.