MUSCATTS

Approches multi-échelles à un site hydrolien

Durée : 18 mois (2018 - 2020)

Contexte

Les hydroliennes figurent parmi les technologies les plus avancées en matière d’EMR. Le manque de connaissance concernant les caractéristiques des chargements fluides aux différents sites hydroliens induit certaines limitations dans la méthodologie utilisée pour l’estimation de la fatigue des composants mobiles tels que les pales et les rotors. Néanmoins, la prévision de la durée de vie en fatigue est un paramètre critique qui influe sur le LCOE, et en particulier sur les stratégies en phases opérationnelle et de maintenance.

En effet, une prévision précise de la durée de vie des composants est nécessaire pour compléter le planning des opérations de maintenance prévues. A partir de ce planning, une boucle de rétroaction peut être appliquée à la conception des composants afin d’optimiser la maintenance nécessaire et les coûts élevés qui y sont associés. La définition structurelle de chaque composant peut également être révisée en conséquence et de nouveaux matériaux peuvent être intégrés si la durabilité prévue est insuffisante. Par conséquent, la précision de la prévision de la fatigue représente un problème critique dans le déploiement des hydroliennes.

Objectif

Améliorer l’identification des chargements fluides complexes en milieu hydrolien ouvert (houle + courant) afin d’améliorer la prédiction de performance et le dimensionnement en fatigue des composants mobiles.

Principales réalisations

  • Description de la dynamique d’écoulement au site hydrolien à fort potentiel du Raz Blanchard.
  • Proposition de formulations pour la prise en compte des charges hydrodynamiques fluctuantes utilisées dans les calculs de fatigue.
  • Amélioration des modèles numériques pour simuler avec précision les flux complexes.
  • Proposition de recommandations pour les spécifications d’essais en bassin.

Conclusion

Les mesures de la vitesse de courant collectées par 2 profileurs acoustiques couplés à 4 faisceaux ont permis de caractériser la turbulence en 3D sur toute la colonne d’eau dans le Raz Blanchard. En supposant une hydrolienne alignée selon la direction du courant dominant, MUSCATTS a montré que les principaux paramètres susceptibles d’affecter la structure sont : l’intensité de turbulence dans la direction longitudinale, la contrainte de cisaillement, la contrainte normale et l’échelle de longueur intégrale verticale. L’intensité de turbulence associée à la direction longitudinale s’est avérée plus élevée que celle estimée sur d’autres sites hydroliens à travers le monde. La dimension des tourbillons les plus énergétiques associés à la direction verticale est de l’ordre de 10 m.

Ressources

Fiche résultats (PDF)

Partenaires et financement

Ce projet était piloté par France Energies Marines.

Le budget total du projet était de 76 k€.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la Région Bretagne.

Crédit photo : France Energies Marines

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