Etudes impliquant des machines tournantes
Dans le cadre de mes activités, plusieurs projets de recherche considèrent des machines tournantes. Voici les principaux projets liés à cette thématique.
Thomsea est impliquée dans un processus de développement concernant une petite turbine assez originale basée sur une vieille machine (la turbine Canson Mongolfier) mais qui a été suffisamment modifiée pour pouvoir prétendre à un brevet qui vient d'être accepté au niveau Européen. Les applications possibles de cette technologie pourront être une utilisation en auto-consommation sur un site isolé ou avec raccordement au réseau. Il sera aussi possible de l’utiliser sur les débits réservés des barrages existants ou alors en système «Marélienne» pour une exploitation des marnages.
Les tâches dans lesquelles je suis impliqué sont :
– Co-encadrement (à 25%) de la thèse de Robin Gautier;
– Expertise numérique autour de la boite à outils OpenFOAM;
– Participation au développement d'outils de postProcessing et à la mise en forme (visualisation) des résultats numériques;
– Participation à l'écriture des comptes rendus et publications liés au projet.
Équipe impliquée : Robin Gautier, Cyrille Bonamy, Pierre-Luc Delafin, Stéphane Barre.
Exemple d’implantation d’une turbine THOMWATTS de THOMSEA en configuration Marélienne :
Le LEGI contribue au projet OPTIDE (2021-2024) porté par Stefan Hoerner de l'Université Otto von Guericke (OvGU, Magdebourg, Allemagne) via une thèse en co-tutelle entre les deux institutions. Ce projet vise à optimiser les performances d'une hydrolienne à axe vertical grâce au contrôle actif du calage de ses pales. Les actuateurs seront développés par le Laboratory of Electric Drive Systems (OvGU), l'optimisation des lois de calages sera effectuée expérimentalement par le Laboratoty for Fluid Dynamics and Technical Flows (OvGU) et l'étude CFD sera effectuée par le Laboratoire des Ecoulements Géophysiques et Industriels (LEGI). Le projet est principalement financé par la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) avec un co-financement du labex Tec21 pour la thèse en co-tutelle. Celle-ci est encadrée par Prof. Dominique Thévenin et Stefan Hoerner à OvGU, ainsi que par Prof. Yves Delannoy, Cyrille Bonamy et Pierre-Luc Delafin au LEGI.
Les tâches dans lesquelles je suis impliqué sont :
– Co-encadrement (à 25%) de la thèse de Karla Ruiz;
– Expertise numérique autour de la boite à outils OpenFOAM, du calcul haute performance (HPC) et des logiciels d'optimisation (dakota, OPAL++);
– Participation au développement d'outils de postProcessing et à la mise en forme (visualisation) des résultats numériques;
– Participation à l'écriture des comptes rendus et publications liés au projet.
Équipe impliquée : Karla Ruiz, Pierre-Luc Delafin, Cyrille Bonamy, Stefan Hoerner, Yves Delannoy, Dominique Thévenin.
Exemple de simulation d’une turbine VAT :
La thèse France/Allemagne de Stefan Hoerner (soutenue en 2020) avait pour objectif de démontrer l'intérêt d'une hydrolienne à pâles flexibles. Durant cette thèse, des techniques expérimentales de pointe ont été mises au point et utilisées. Une pré-étude numérique a également montré les possibilités et les difficultés du numérique pour ce type d'études. Avec Pierre-Luc Delafin et Stefan Hoerner, nous cherchons désormais à faire perdurer ce projet au travers d'une collaboration internationale. Jusqu'ici et malgré trois réponses à des appels d'offre H2020, nous n'avons pas trouvé de source de financement.
Les tâches dans lesquelles je suis impliqué dans ce projet sont :
– Mise en place d'un framework OpenSource permettant de simuler l'interaction Fluide-Structure dans le cadre de turbines à pâles déformables;
– Mise en place de méthodologies dans le cadre de l'OpenScience (ouverture des données, reproductibilité);
– Participation à l'écriture des réponses aux appels d'offre, aux comptes rendus et publications liés au projet.
Les tâches dans lesquelles j'ai été impliqué dans ce projet sont :
– Co-encadrement de la thèse de Stefan Hoerner;
– Participation au développement d'outils de pré-postProcessing et à la mise en forme (visualisation) des résultats expérimentaux et numériques;
Équipe impliquée : Stefan Hoerner, Pierre-Luc Delafin, Cyrille Bonamy, Thierry Maitre, Dominique Thévenin.
Visualisation d'un profil rigide (à gauche), et flexible (à droite) dans la veine d'essai du LEGI :
Hydroquest est impliquée dans un processus de développement concernant une éolienne assez originale à axe vertical. La géométrie exacte reste confidentielle. L'objectif de la collaboration entre le LEGI et l'entreprise est d'améliorer la géométrie de leur éolienne et de comprendre les écoulements associés à ces améliorations.
Les tâches dans lesquelles je suis impliqué sont :
– Expertise numérique autour de la boite à outils OpenFOAM et du calcul haute performance (HPC);
– Participation au développement d'outils de postProcessing et à la mise en forme (visualisation) des résultats numériques;
– Participation à l'écriture des comptes rendus et publications liés au projet.
La tâche dans laquelle j'ai été impliqué est :
– Co-encadrement (à 10%) de la thèse de Matthieu Guilbot (soutenue Mars 2021).
Équipe impliquée : Matthieu Guilbot, Guillaume Balarac, Stéphane Barre, Cyrille Bonamy.
Exemple d'une simulation 2D d'une éolienne à axe vertical (cliquer pour animer) :
