Modélisation D'aérogénérateur Multi-rotors - Aix-en-Provence, France - ENSAM et LISPEN

Description

**Modélisation d'aérogénérateur multi-rotors : amélioration des performances et de l'intégration des éoliennes**:

- Réf
- **ABG-112438**
- Sujet de Thèse- 23/03/2023- Financement public/privé- ENSAM et LISPEN- Lieu de travail- Aix-en-Provence - Provence-Alpes-Côte d'Azur - France- Intitulé du sujet- Modélisation d'aérogénérateur multi-rotors : amélioration des performances et de l'intégration des éoliennes- Champs scientifiques- Sciences de l'ingénieur
- Energie
- Mots clés- Éolienne, Hélice contrarotative, Interactions fluide-structure, Récupération d'énergie, Conversion électromécanique, Modélisation multi-physique, Optimisation**Description du sujet**:

- Dans ce contexte, l'activité de recherche proposée s'intéresse, plus particulièrement, à l'étude et au développement d'une nouvelle solution d'éolienne aux performances accrues par rapport aux standards actuels. Le projet propose d'adapter le concept mécanique d'hélice multi-rotors à une éolienne ; Plus particulièrement une technologie à double rotors co-rotative ou contra-rotative. Cette solution est utilisée dans l'aviation afin d'augmenter la poussée des aéronefs pour un même niveau de puissance mécanique initiale. Le rendement d'hélice se voit alors amélioré en moyenne de 30% par rapport à une hélice conventionnelle. Dans le cadre d'un aérogénérateur, cette solution consiste à exploiter l'écoulement du flux d'air modifié par un premier étage d'hélice en utilisant un second étage aux pales adaptées au nouveau flux.- Nos travaux actuels mettent en évidence un gain non négligeable sur la puissance maximale (environ 10% sur des structures non optimisées géométriquement), mais également une meilleure disponibilité de cette puissance en fonction de la vitesse de vent incident. Les modèles développés se basent sur la méthode BEM (Blade Element Momentum) avec une prise en compte de la composante tangentielle du flux incident sur les éléments de pales. Actuellement, les interactions entre le premier et le second étage sont pris en compte (l'inverse est à intégrer dans le cadre de ces nouveaux travaux), ainsi que les effets liés à la distance entre ces derniers. Les études sont réalisées en état stationnaire de fonctionnement afin d'avoir des modèles simples rendant la tâche d'optimisation plus aisée. Pour réaliser cette dernière et nous orienter vers des solutions optimales, nous employons des méthodes d'optimisations multi-objectifs issues d'algorithmes génétiques. Les étages de conversion mécanique (multiplicateur différentiel) et électromécanique (génératrice électromécanique) sont également modélisés.- Ces travaux proposent donc de poursuivre les travaux en cours avec un intérêt porté sur la modélisation des interactions mutuelles entre les étages de pales. Mais aussi, une prise en compte d'une dimension dynamique du système afin de proposer une approche ou des solutions optimisées en fonction de cas d'usages.**Prise de fonction**:

- 01/10/2023**Nature du financement**:

- Financement public/privé**Précisions sur le financement**:

- Financement ENSAM**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- ENSAM et LISPEN**ENSAM **:Former à la recherche, et par la recherche, les porteurs des innovations de demain : Arts et Métiers, lieu de production scientifique et de diffusion des savoirs, est l'une des rares écoles d'ingénieurs à proposer le doctorat.- Grâce à leur proximité avec les laboratoires de l'école et les enseignants-chercheurs, les élèves ingénieurs sont sensibilisés, tout au long de leur cursus, aux enjeux scientifiques. Le master recherche ou le diplôme d'ingénieur, notamment à Arts et Métiers, offre aux jeunes intéressés un programme alliant enseignements théoriques et travail de recherche. Ils ont alors toutes les cartes en main pour démarrer la formation doctorale, dédiée à la définition du sujet de thèse et à sa réalisation.- DES EXPERTS SCIENTIFIQUES RECHERCHÉS PAR L'INDUSTRIE- Les laboratoires de l'école accueillent quelque 350 doctorants des Arts et Métiers. Ils bénéficient ainsi, pendant trois ans, d'un environnement unique de technologies de pointe et de savoir-faire, tout en contribuant à des projets scientifiques à haute valeur ajoutée.- Une fois diplômés, les docteurs des Arts et Métiers peuvent se destiner à une carrière académique. Ils disposent également de compétences très prisées sur le marché du travail. « Le doctorat est un accélérateur de carrière. Il ouvre à de nombreux postes d'experts scientifiques - des profils particulièrement recherchés par les filières industrielles.**LISPEN** : Labellisé en 2018 Equipe d'Acceuil (EA7515), le **Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Physiques et Numériques** (LISPEN) réunit les enseignant-chercheurs des anciennes équipes INSM du Labo