Coordinateurs du projet
Contexte
La modélisation expérimentale du comportement d’une éolienne flottante en bassin nécessite de relever plusieurs challenges afin de représenter le plus fidèlement possible l’influence du rotor sur l’ensemble de la structure.
C’est dans ce contexte que le projet FANWIN lauréat de l’appel à projet Petit Matériel WEAMEC en 2019 cible la modélisation expérimentale d’éolienne flottante via l’acquisition d’un système de propulsion des maquettes de systèmes EMR testées en bassin d’essais.
Ruptures scientifiques et innovation
Depuis une dizaine d’année, différentes approches expérimentales ont été développées permettant une représentation de plus en plus fine de comportement aérodynamique de la turbine. Les plus récents développements visent au développement d’approche mêlant la simulation numérique et des essais physiques. Ces approches, appelées « software-in-the-loop », «hardware-in-the-loop » ou encore « hybride », ont comme principe l’émulation la réponse du rotor par un système d’actionneurs placé en tête de mât. Les efforts aérodynamiques sont simulés numériquement et sont communiqués à l’actionneur. En réponse, des capteurs placés sur la maquette renseignent le modèle numérique en termes de position et vitesse de déplacement de la nacelle.
En 2017, le LHEEA a été lauréat de l’AAP Recherche WEAMEC avec le financement du projet SOFTWIND. Ce projet, d’une durée de 3 ans, a pour objectif le développement d’un dispositif expérimental basé sur une approche hybride. Un 1er dispositif à terre, composé d’un émulateur composé d’un seul actionneur et d’un capteur a été testé à la fin du dernier trimestre 2018 et au début du 1er trimestre 2019. Les résultats ont montré une fidélité très satisfaisante du système.
Fig 1 :The SOFTWIND experimental set up composed of the 1 degree rotor emulation system mounted at the top of a spar-type floating substructure during validation tests of rotor control laws.
Cette émulation est néanmoins limitée à la force de poussée seule, qui plus est avec une alimentation secteur.
Afin d’émuler l’ensemble des composantes du torseur d’effort, il est nécessaire d’ajouter de nouveaux actionneurs et pour des tests en bassin d’envisager un pack de batterie.
Le projet FANWIN vise au financement de ces éléments afin de permettre le développement d’un dispositif complet et encore plus fidèle.
Impact technique et économique attendu
Du point de vue économique, la plateforme d’essais de Centrale Nantes offrira aux développeurs un outil innovant de validation de lois de contrôle-commande lors des essais en bassin. Ce nouvel outil viendra compléter les outils de diagnostic déjà associé aux moyens d’essais et permettra au LHEEA de proposer de nouvelles prestations. Nous pourrons ainsi répondre à plus de demandes d’essais et à participer à de nouveaux projets collaboratifs.