Coordinateurs du projet
Contexte
Le projet HP_Flow lauréat de l’appel à projets de Recherche Internationaux WEAMEC cible la modélisation hydrodynamique des heave-plates pour l’éolien flottant (plaques anti-pilonnement ) et est couplé au projet H2020 FLOAWER.
De nombreux concepts de fondations flottantes pour l’éolien offshore flottant utilisent des dispositifs d’amortissement hydrodynamique appelés « heave-plates ». Ces dispositifs sont généralement des plaques planes horizontales installées au bas des fondations flottantes et d’un diamètre supérieur à la fondation elle-même. Ces plaques permettent d’amortir les mouvements de pilonnement et tangage de l’ensemble de la structure par augmentation de l’amortissement de radiation et la présence de détachement tourbillonnaire. Ces plaques permettent également d’augmenter très significativement la masse d’eau ajoutée et ainsi de décaler les périodes propres en pilonnement et tangage au-delà des périodes prédominantes de vagues.
Ruptures scientifiques et innovation
Le comportement hydrodynamique des heave-plates (plaques anti-pilonnement) est généralement pris en compte dans les outils de design standards au travers de formulations empiriques basées sur des coefficients obtenus lors d’essais en bassin ou par le biais de simulations CFD. Les valeurs de ces coefficients ne sont pas toujours représentatives des configurations testées car issus d’une littérature dédiée à l’offshore pétrolier présentant une problématique relativement éloignée de celle de l’éolien offshore flottant (diamètre plus important des heave-plates, mouvements plus importants des structures, tirant d’eau inférieur…).
L’objectif de ce projet HP_Flow est à la fois de modéliser l’hydrodynamique des heave-plates pour l’éolien flottant et de réaliser des essais en bassin de différents supports flottant génériques, représentatifs de ce qui est utilisé en éolien flottant, afin d’obtenir une base de données qui servira à d’autres projets pour la validation de modèles numériques et pour renseigner de manière plus fine les modèles numériques existants.
Impact technique et économique attendu
L’impact du projet se traduira dans :
- des avancées dans la connaissance du comportement des heave-plates et des mécanismes physiques régissant leurs réponses aux mouvements des éoliennes et aux vagues ;
- la réalisation de recommandations pour le dimensionnement de heave-plates ;
- l’obtention d’une base de données ouverte pour faciliter la conception des systèmes flottants ;
- le renforcement de la renommée et de la visibilité internationale des partenaires sur le thème éolien flottant ;
- des présentations annuelles lors des conférences internationales du secteur (OMAE, DeepWind, IOWTC, …) ;
- la rédaction de publications dans des revues scientifiques de rang A.
Résultats
L’objectif principal du projet HP_Flow est la réalisation d’essais en bassin de colonnes de fondation de type semi-submersible comportant une heave-plate. Les essais consistent en des essais en mouvement forcé et en présence de vagues.
La première année du projet a été dédiée à la définition et à la conception du dispositif expérimental. Un travail bibliographique a tout d‘abord été mené concernant les dimensions classiques des heave-plates proposées dans la littérature liée à l’éolien flottant. Un second travail bibliographique s’est concentré sur les essais en bassin dédiés au comportement de heave-plates. Les résultats de ces deux études bibliographiques ont permis de choisir quatre configurations géométriques originales et pertinentes en vue de la création d’une base de données.
Le travail de conception de l’ensemble du dispositif expérimental a ensuite été mené. Ce dispositif sera composé d’un tripode installé au centre du bassin de génie océanique du LHEEA sur lequel sera installé un hexapode qui accueillera les maquettes. Un ensemble de moyens de mesure composé de sondes à houle, de balances d’effort, d’accéléromètres et de jauges de contrainte a également été défini. Les essais sont prévus au cours du mois de mars 2022.