2ème campagne d’essais en bassin pour le projet FLOATECH : étudier le comportement d’une éolienne flottante dans des états de mer typiques de l’Ouest de l’Écosse

Lancé en janvier 2021 pour une durée de 3 ans et coordonné par TU Berlin, FLOATECH est un projet européen H2020 réunissant cinq institutions de recherche publique, dont Centrale Nantes et le LHEEA, ayant des compétences pertinentes dans le domaine de l'éolien flottant offshore et trois partenaires industriels impliqués dans les développements les plus récents des systèmes éoliens flottants. Il a pour objectif d'accroître la maturité technique et la compétitivité des coûts de l'énergie éolienne offshore flottante.

Work Package 3 « Feed forward wave-based control »

Largement impliqué dans le Work Package 3 « Feed forward wave-based control », le LHEEA (Centrale Nantes/CNRS) doit mener plusieurs campagnes d’essais en bassins. Cette partie du projet s’intéresse au développement et à la validation de deux techniques de contrôle innovantes, afin d’être capable de prédire les vagues et d’anticiper les forces hydrodynamiques qui vont venir impacter l’éolienne flottante. Ces techniques devraient permettre de réduire les fluctuations de puissance produite par les éoliennes flottantes et optimiser leur production.

Une première campagne, dans le bassin de houle et de génie océanique, en janvier 2022 avait pour objectif de créer une base de données d’états de mer typiques de l’Ouest de l’Ecosse [1] comme s’ils avaient été mesurés par un radar installé sur l’éolienne. Cela s’est fait en houle seule, sans maquette, en mesurant les champs de vagues incidents générés par le batteur à l’aide d’un réseau de sondes à houle. Cette base de données a été ensuite utilisée par Inchul Kim, en post-doc pour le projet FLOATECH, pour réaliser une prédiction des vagues venant impacter l’éolienne ainsi que les forces hydrodynamiques résultantes.

Lors de la nouvelle campagne, réalisée en janvier 2023, l’éolienne flottante développée dans le cadre du projet WEAMEC SoftWind à Centrale Nantes (voir V. Arnal, 2020) a été installée dans le bassin et mise en fonctionnement. Ce prototype d’éolienne est basé sur le modèle 10 MW de DTU qui a été installée sur une plate-forme de type spar. La turbine est équipée d’un actionneur de force aérodynamique (doté de plusieurs propulseurs) dans le cadre d’une approche Software-In-the-Loop. Les états de mer utilisés pour cette campagne sont inspirés du site de West of Barra, au large de l’Ecosse, décrit dans le projet Life50+ [2]. Plus de 50 réalisations de vagues irrégulières ont été générées dans le bassin, soit un total de 100 heures de mesures à l'échelle réelle, y compris des conditions de vagues extrêmes et multidirectionnelles qui sont donc représentatives de conditions réelles en mer.

Découvrez ces essais en images :

 
Le dispositif expérimental a également été utilisé en décembre 2023 pour former les élèves ingénieurs de Centrale Nantes aux études de tenue de mer dans le cadre de leurs TPs.

Une troisième campagne est prévue en mai 2023 avec la même éolienne en opération, y compris le contrôle basé sur les vagues et les actionneurs de force aérodynamique allant cette fois de 1 composante (turbine) à 6 composantes, pour mieux représenter les chargements aérodynamiques sur l’éolienne dans des conditions de fonctionnement.

Réferences
[1] - Bonnefoy, F., Delacroix, S., Ducrozet, G., Kim, I.-C., & Leroy, V. (2023). FLOATECH WP3 Experimental Wave Database [Data set]. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.7689780
[2] - LIFES50+ H2020 Grant agreement 640741 (2015) Deliverable 1.1 Oceanographic and meteorological conditions for the design

 > En savoir plus sur le projet FLOATECH lire l'actualité : "Lancement du projet FLOATECH - Vers des innovations techniques dédiées aux éoliennes flottantes"