DAUC-Projets et partenariats

Projets collaboratifs en cours ou récents

Le projet ANR MOMENTA obtenu en 2019 s’intéresse à l’amélioration de la modélisation/prévision des charges aéro-elastiques induites par le sillage d’une éolienne sur une autre, dans l’objectif de mieux prendre en compte ces charges dans les phases amont de conception des fermes. Pour ce faire, le projet MOMENTA propose tout d’abord une mesure originale de la turbulence dans le sillage d’une éolienne à l’aide d’un drone. Ces propriétés turbulentes seront reproduites en entrée de soufflerie bas Reynolds, à l’échelle de la pale et du rotor (pour isoler les effets de rotation), afin d’en évaluer l’impact sur les charges aérodynamiques. Des solveurs précis (e.g DES) permettrons d’étendre ces résultats à des nombres de Reynolds réalistes. Nous disposerons ainsi de modèles de sillage et de charges aérodynamiques prenant en compte les effets de sillage. Ces résultats seront analysés et implémentés dans des solveurs aéro-élastiques (e.g BEM) pour leur utilisation dans les conceptions de rotor.

Porteur : projet du LHEEA inter-équipes (DAUC, METHRIC et EMO)
Coordinatrice : Caroline BRAUD (Equipe DAUC)
Partenaires : PRISME, IFPEN, LA, VALEMO

Le projet ePARADISE (Évaluation des Perturbations AéRodynamiques sur les pales d’éolienne pour l’Amélioration de la Durabilité et de l’Impact Sonore des Éoliennes) propose d’amener à maturité deux types de capteurs aérodynamiques pour des éoliennes en production dans  l’objectif de les utiliser pour augmenter la durée de vie et de réduire l’émission de bruit des éoliennes, tout en maintenant (voire en augmentant) la production d’énergie. Les capteurs aérodynamiques,  le ePenon et les capteurs de pression à transmission sans fil, sont choisis simples et robustes pour les éoliennes onshore et off-shore. La capacité de ces capteurs à détecter les états de l’écoulement sur la surface aérodynamique sera évaluée en soufflerie (échelle réduite et échelle 1) dans des conditions sévères de l’atmosphère amont reproduites grâce à des perturbations en veine (rafales, givre). Ces capteurs seront par la suite testés à l’échelle réelle sur un site en production, le site de Saint Hilaire de Chaléons (Pays-de-Loire) sur une éolienne opérée par VALEMO. Il est à noter que l’éolienne qui sera étudiée au cours du projet ePARADISE fait déjà l’objet d’un monitoring structurel. Ses fondations et son mât sont instrumentés par les chercheurs en génie civil du GIS LIRGEC. Cette base de données servira également pour l’émulation d’une interaction pluridisciplinaire au sein de l’axe éolien du GIS PERLE.

Porteur : LHEEA
Coordinatrice : Caroline BRAUD (Equipe DAUC)
Partenaires : CSTB, MerAgitée, VALEMO
Financeurs : ADEME et Région Pays de la Loire

Le projet FLOATEOLE s’inscrit dans la volonté du LHEEA de contribuer, à travers une approche multidisciplinaire, à l’optimisation du fonctionnement des éoliennes flottantes par une meilleure compréhension des conséquences du couplage houle/vent/structure sur la performance et la durabilité des aérogénérateurs soumis à des conditions de fonctionnement particulièrement hostiles et non déterministes. L’objectif est de combiner des expérimentations réalisées en soufflerie et en mer afin de caractériser l’effet de la houle sur le comportement aérodynamique des éoliennes flottantes et sur le développement de leurs sillages.

> Plus d'informations sur ce projet : www.weamec.fr/blog/record_project/floateole/

Coordinateur : Centrale Nantes/LHEEA
Financeurs : WEAMEC/Région Pays de la Loire
Partenaires : D-ICE/Idéol

Le projet WAKEFUL vise à étudier le sillage lointain d’une éolienne flottante à l’échelle 1 dans un environnement météocéanique réel.
Le projet fait partie d’une joint LiDAR experiment qui rassemble l’université de Stuttgart (Projet VAMOS), IDEOL et le LHEEA (Centrale Nantes – CNRS) autour de la caractérisation de la courbe de puissance, du sillage proche et du sillage lointain d’une éolienne flottante installée sur le site d’essai en mer du SEM-REV.

Objectifs globaux du projet :

• développement d’une stratégie de mesure par LiDAR depuis une plateforme flottante,
• mesure du sillage instationnaire d’une éolienne offshore,
• analyse des modèles de sillage existant et proposition d'amélioration,
• mesure de la ressource éolienne offshore.

Objectifs de la campagne LiDAR à Penn-Avel : mesure et connaissance de la ressource éolienne offshore, premier déploiement opérationnel du LiDAR en environnement marin, montée en compétence en vue de son déploiement en mer.

Financement : WEAMEC (2019-2022)
Partenaires : LHEEA (coordinateur Boris Conan, DAUC, EMO et SEM-REV), Université de Stuttgart, IDEOL

> Plus d'informations sur ce projet : https://www.weamec.fr/blog/record_project/wakeful/

Une bonne compréhension des éoliennes offshore flottantes est essentielle pour réduire les incertitudes et les risques - et donc les coûts - de cette technologie très prometteuse. Le projet "Validation, mesure et optimisation de l'énergie éolienne flottante" (VAMOS) relève ce défi par une campagne de mesure à grande échelle et une étude de validation. Les connaissances acquises seront directement utilisées pour la conception d'un contrôleur de turbine amélioré afin d’optimiser le comportement dynamique et de réduire les charges. À long terme, cela permettra de concevoir des turbines plus légères et moins chères.

Premier projet de recherche franco-allemand cofinancé sur l'énergie éolienne flottante
Pour la première fois, un projet de recherche sur l'énergie éolienne flottante est cofinancé par le ministère fédéral allemand de l'économie et de l'énergie et le cluster régional français WEAMEC.

Coordinateur : Stuttgart Wind Energy (SWE)
Partenaires :  LHEEA, l'Institut pour la dynamique des fluides et la théorie des navires de l'Université technologique de Hambourg (TUHH), Sowento GmbH, et GL Garrad Hassan Deutschland GmbH, UL International GmbH et Ideol, en tant que partenaires associés.

Ce projet a pour objectif d'améliorer les connaissances sur la dynamique et les propriétés optiques des aérosols marins dans la couche limite atmosphérique en zone côtière pour :

• caractériser les variations spatio-temporelles du coefficient d’extinction particulaire
• évaluer l’impact de ces variations sur la transmission électro-optique
• évaluer un modèle de transmission fonctionnant à partir d’un nombre réduit d’entrées météorologiques

Moyens mis en œuvre : Mesures in-situ (aérosols et micro-météorologie) et modélisation à haute résolution de la dynamique atmosphérique

Objectifs de la campagne LIDAR à Penn-Avel : Caractérisation du vent en mer à différentes distances de la côte et évaluation du potentiel du LIDAR pour la mesure des aérosols marins

Financement : ANR ASTRID (2019 - 2021)
Partenaires : Institut Méditerranéen d'Océanologie (MIO,  coordinateur), LHEEA (Isabelle Calmet, équipes DAUC et SEM-REV, en collaboration avec TNO (Pays Bas)), Centre Interdisciplinaire de Nanosciences de Marseille (CINaM)

Le vent est très variable en espace et en temps (turbulence, rafale …) alors que les pales des éoliennes sont de plus en plus longues. L’utilisation d’Add-ons (systèmes installés a posteriori) sur les pales pour la surveillance et l’adaptation a posteriori de l’aérodynamique est pressenti comme une amélioration significative de performance et de la durée de vie des éoliennes.

Ce projet a pu se dérouler grâce aux équipements acquis dans le cadre du projet ROTOR-OPTIM.

Porteur : LHEEA
Coordinatrice : Caroline BRAUD (Equipe DAUC)
Financeur : WEAMEC
Partenaires : CSTB, MerAgitée

> Plus d'informations sur ce projet : https://www.weamec.fr/blog/record_project/asape/

L'augmentation de la durée de vie des éoliennes est l’un des principaux sujets d’investigation auxquels sont confrontés les exploitants de parcs éoliens. Une cause de vieillissement prématuré souvent mis en avant est l'accumulation des charges imposées par les forts cisaillements en amont du rotor dus à un mauvais fonctionnement de l'éolienne ou/et à l'atmosphère dans lequel elle évolue. Afin de limiter l'influence de ces perturbations sur l'éolienne, une des solutions envisagée aujourd'hui est ce que l'on appelle le « retroffiting » ou l’intégration de systèmes d‘ajustement communément appelés « add-on ». Cela consiste à modifier a posteriori la surface aérodynamique de la pale pour en améliorer les performances. Le projet ROTOR OPTIM concerne l’acquisition du matériel nécessaire à la constitution d'un add-on « intelligent » et des systèmes nécessaire à la caractérisation de son comportement en soufflerie.


Porteur : LHEEA
Coordinatrice : Caroline BRAUD (Equipe DAUC)
Partenaires : MerAgitée et CSTB

> Plus d'informations sur ce projet : https://www.weamec.fr/blog/record_project/rotor-optim/

Assessment of thermal stability - Evaluation de la stabilité thermique de l’atmosphère à partir de données terrain et de ré-analyse

Financeur : ENERCON

Thèse en CIFRE de Thomas Potentier sur : "Evaluation de l'impact d'ajouts passifs sur les pales d'éolienne"

Financement : ENGIE-GREEN
Thèse encadrée par : C. Braud (LHEEA/DAUC) et E. Guilmineau (LHEEA/METHRIC)

Autres projets collaboratifs

ANR SMARTEOLE (2015-2019)

Dans le projet SMARTEOLE, des essais en soufflerie à l'échelle de la pale (Rec=200k) sont réalisés afin de démontrer la possibilité d'utiliser des actionneurs fluidiques pour limiter ces fluctuations. Les résultats ont montré une réduction des fluctuations pouvant aller jusqu'à 80%.
Coordinateur : LHEEA
Partenaires : IFPEN (IFP Energies nouvelles) , LAAS (Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes), LHEEA, Engie Green, UPWIND SAS

ANR URBANTURB (2015-2018)

Analysis of the dynamical coupling between the URBAN canopy and the TURBulent atmospheric surface layer
Coordinateur : LHEEA
Coordinateur : LML

CIFRE Meragitée (2017-2020)

Caractérisation aérodynamique d’un capteur (e-penon) pour l’analyse et le contrôle de l’état de l’écoulement turbulent sur une surface aérodynamique

Financeur : Entreprise Mer Agitée (Ecurie de course au large de Michel DESJOYEAUX)
Thèse encadrée par : C. Braud (LHEEA), F. Danbon (CSTB) et D. Voisin (Mer Agitée)
Partenaire : CSTB

ADEME EVA (2013-2016)

Eau, Végétation, Albédo : Evaluation quantitative de l’impact sur le microclimat, les consommations énergétiques des bâtiments et le confort intérieur et extérieur
Coordinateur : IRSTV
Partenaires : CRENAU/Ensan, LaSIE/ULR, LHEEA/Centrale Nantes, Veolia

ANR VEGDUD (2010-2014)

Rôle du Végétal dans le Développement Urbain Durable: Une approche par les enjeux liés à la climatologie, l’hydrologie, la maîtrise de l’énergie et les ambiances
Coordinateur : IRSTV
Partenaires : IRSTV (CERMA, LHEEA, IFSTTAR, LaSIE, LIENSs), CNRM/MétéoFrance, Ephyse/INRA, LRC/IRSN, CESBIO, LPGN/UN

Contrat de recherche (2017-2019)

Assessment of thermal stability - Evaluation de la stabilité thermique de l’atmosphère à partir de données terrain et de ré-analyse
Financeur : ENERCON

Région des Pays de la Loire URBIO (2013-2016)

Biodiversité urbaine : Vers une approche intégrée des services écosystémiques dans les aires urbaines
Coordinateur : AgroCampus Ouest (Angers)
Partenaires : ESA, ONIRIS, IRSTV (CRENAU/Ensan, LHEEA/Centrale Nantes)

ADEME TIPEE (2013-2016)

Technological and Innovative Platform for Environmental Efficiency
Coordinateur : IRSTV
Partenaires : CRENAU/Ensan, LaSIE/ULR, LHEEA/ECN

Région des Pays de la Loire EM2PAU (2008-2012)

Influence des effets micro-météorologiques sur la propagation acoustique en milieu urbain
Coordinateur : IFSTTAR
Partenaires : LAUM, LHEEA/Centrale Nantes

> Membre fondateur de l’Institut de recherche en Sciences et Techniques de la Ville (IRSTV FR 2488) l’équipe DAUC a établi des partenariats forts avec des laboratoires et instituts régionaux ou nationaux dont :

• CRENAU (Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Nantes)
• CSTB
• LaSIE (Université de La Rochelle)
• IFSTTAR (LAE - Laboratoire d’acoustique environnementale et EE-Eau et Environnement)
• AgroCampus Ouest (Angers)
• IRSN (Laboratoire de Radioécologie, Octeville)

> L’équipe travaille aussi en collaboration avec :

• CEREA (EDF R&D)
• CNRM/MétéoFrance
• EPHYSE (INRA, Bordeaux)
• LAAS (Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes)
• PRISME(Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes et Mécanique Energétique)

> Au niveau international ses principaux partenaires sont :

• CESAM, Department of Environment and Planning, University of Aveiro, Portugal CESAM, Department of Environment and Planning, University of Aveiro, Portugal   
• Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO), Pays Bas
• Department of Mechanical & Materials Engineering, University of Western Ontario, London, Canada
• CEID, School of Engineering Science, Lappeenranta University of Technology, Lappeenranta, Finland
• Université de Tel Aviv, Israël