Ruptures scientifiques et innovation

Pour faire face à ce nouveau challenge de conception, le LHEEA prévoit d’étendre les capacités de son simulateur actuel d’éoliennes flottantes. Ce projet vise à développer un solveur hydro-élastique pour le calcul des chargements structurels subis par les fondations d’éoliennes flottantes. Ce travail consistera au couplage d’un solveur hydrodynamique « maison » basé sur une théorie potentielle instationnaire avec un solveur structurel basé sur une formulation aux éléments finis. Une deuxième tâche portera sur la validation expérimentale qui sera menée à Centrale Nantes avec un modèle segmenté de fondations flottantes de type SPAR.

Impact technique et économique attendu

L’impact scientifique et technique du projet est à la fois sur les aspects numériques et expérimentaux du projet :

  • La modélisation numérique du comportement hydroélastique des fondations d’éoliennes flottantes au moyen d’un code potentiel instationnaire serait une première dans la communauté de l’énergie éolienne flottante.
  • Les résultats expérimentaux de fondations d’éoliennes flottantes avec des modèles segmentés sont très peu nombreux; la campagne expérimentale proposée aura alors une grande valeur pour la communauté.

Dates clés du projet

  • 05/04/2019 - Lancement du projet
  • 2019 - Développements numériques
  • 2020 - Essais en basin - Validation
  • Mars 2021 - Fin du projet

Résultats

La 1ère année du projet HeLoFOW a vu le développement d’un solveur structurel basé sur une formulation élément finis et son couplage avec le code potentiel instationnaire du LHEEA WS_CN. Ce nouveau code a permis de faire des premières simulations appliquées à l’éolien offshore.

Un premier cas d’application à l’éolien offshore, qui fait partie du processus de vérification-validation des développements réalisés, a consisté à modéliser les chargements structuraux sur une fondation fixe d’éolienne offshore de type monopieu. Des simulations pour différentes conditions de vagues ont été réalisées et les résultats ont été comparés à des essais à échelle réduite réalisés à NTNU et des simulations numériques réalisés par NTNU avec le code Sima. Ce travail de de validation est en cours de finalisation, une 1ère communication en conférence a été effectuée lors de la conférence DeepWind en Janvier 2020.

Toujours dans le cadre du processus de vérification-validation des développements réalisés, un 2nd cas d’application a été considéré où cette fois une fondation flottante a été considérée.  Le flotteur considéré est de type SPAR, le design a été pris dans la littérature et est dédié au support d’une éolienne à axe horizontale de 10MW. Ces travaux ont débuté lors de la 1ère année et se poursuivront lors de la 2nde année.

Publications et communications produites

Communications orales