Étude expérimentale du comportement dynamique d'une éolienne offshore flottante soumise à l'action conjuguée de la houle et du vent - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2013

Experimental study of the dynamic behaviour of a floating wind turbine under simultaneous wind and wave loads

Étude expérimentale du comportement dynamique d'une éolienne offshore flottante soumise à l'action conjuguée de la houle et du vent

Résumé

This study deals with an experimental simulation of the dynamic behaviour of a floating wind turbine under simultaneous wind and wave loads. For that purpose, we developed a new experimental device which allows wind generation on the ocean engineering wave basin of École Centrale de Nantes. Aerodynamic qualification of this wind generation system shows us a low level of turbulence and good spatial homogeneity. It also enables the generation of low frequency fluctuations by variable speed control of the fans. In a second phase, a scale model of a floating wind turbine was designed with a 1:50 length scale, following methodology specific to this kind of study. This scale model has then been studied to obtain its dynamic behavior under wind and wave loads. Influence of wave directionality and of low frequency fluctuations, typical of an offshore wind, will also be presented in this thesis. Results of these tests have finally been compared with a numerical model developed at LHEEA Lab. In parallel, tests results were also compared with a simplified approach replacing the rotor by a disk to validate or not this type of simplification.
Ce travail porte sur l'étude expérimentale du comportement dynamique d'une éolienne flottante sous l'action conjuguée de la houle et du vent. Pour cela, un nouveau moyen d'essai permettant la génération de vent a été développé sur le bassin de houle de l'École Centrale de Nantes. La qualification aérodynamique de ce dispositif a mis en évidence un faible taux de turbulence et une bonne homogénéité spatiale. Ce dispositif permet également la génération de fluctuations de vitesse basses fréquences par contrôle de la vitesse de rotation des ventilateurs. Dans un second temps, un modèle réduit d'éolienne flottante a été dimensionné à l'échelle du 1/50e suivant une méthodologie adaptée à ce type d'essai. Cette maquette a ensuite été étudiée en bassin afin de caractériser son comportement sous l'action de la houle et du vent. L'influence de la direction principale de la houle par rapport au vent ainsi que d'un vent fluctuant possédant les caractéristiques d'un spectre de vent marin est aussi évoquée dans ce document. Les résultats de ces essais ont finalement fait l'objet d'une première comparaison avec un modèle numérique développé au LHEEA. Parallèlement, les résultats des essais ont également été comparés avec une approche simplifiée remplaçant le rotor par un disque équivalent en termes de traînée aérodynamique afin de valider ou non ce type de simplification.
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Dates et versions

tel-00840511 , version 1 (05-07-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00840511 , version 1

Citer

Adrien Courbois. Étude expérimentale du comportement dynamique d'une éolienne offshore flottante soumise à l'action conjuguée de la houle et du vent. Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Ecole Centrale de Nantes (ECN), 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00840511⟩
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