Centre National de la Recherche Scientifique
Site d'essais en mer de Centrale Nantes
Cet axe de recherche entend répondre aux enjeux sociétaux associés aux activités dans l’espace marin et notamment :
Il mobilise des méthodes expérimentales et numériques pour aborder des thématiques scientifiques variées : physique non linéaire des ondes de gravité, interaction entre l’environnement et une structure fixe ou flottante, etc. Un effort particulier est mis en œuvre vers la mise en place de jumeaux numériques de façon récurrente lors d’expériences réalisées. Dans les recherches menées autour de la propagation de houle, les objectifs fixés par l’équipe sont d’améliorer la compréhension de la physique du phénomène, de caractériser les événements extrêmes dans un état de mer donné et d’étudier les effets du déferlement et de la directionnalité dans les deux points précédents.
Un autre volet de cet axe de recherche est consacré aux efforts externes sur les systèmes flottants, en particulier pour l’éolien flottant. Cela repose notamment sur la modélisation CFD avec prise en compte des effets de sillages lointains, des ancrages et des chargements aérodynamiques et sur les essais en bassin correspondants. Enfin, les chargements hydrodynamiques de corps flottants dans la houle sont également étudiés au sein de cet axe. On s’intéresse par exemple aux problématiques propres à l’éolien flottant (réponse basse fréquence, heave plates, etc.) en collaboration avec l’équipe SEM-REV+. L’analyse des performances des navires dans la houle qui fait face à nombre de verrous scientifiques complète les recherches menées dans cette thématique : caractère stochastique qui demande des simulations longues, directionnalité de la houle et présence d’appendices qui imposent des maillages lourds en coût de calcul et compliqués à générer.
Cet axe de recherche a pour objectif principal d’obtenir une meilleure connaissance des écoulements autour de structures déformables, interagissant ou non avec la surface libre. Au niveau des corps portants, elle répond à un besoin sociétal de développer des structures portantes flexibles, le plus souvent en composites, permettant d’optimiser leurs performances par des stratégies de contrôle passives des déformations/vibrations. Les applications visées sont les éoliennes offshore et les hélices marines :
Cet axe s’intéresse à 2 thématiques principales :
Les problématiques physiques et les applications développées dans cet axe sont :
Des techniques innovantes permettant la reproduction à échelle réduite d’efforts externes intégrant notamment un couplage entre simulation numérique et expérience sont développées.
Concernant la propulsion par hélice, l’objectif est d’une part d’améliorer le banc de mesure d’hélices marines en canal de circulation et de consolider la chaîne de mesure permettant de mesurer les performances, et de valider des techniques de visualisation d’écoulement et de mesure de vitesses (LDV, PIV).
D’autre part, cet axe développe un nouveau banc de mesure générique pour l’étude des performances de profils portants flexibles en bassin de traction.
Le bassin mesure 140 m de long, 5 m de large et 3 m de profondeur, muni d’un chariot de traction permettant une vitesse maximum de 8 m/s. Il est équipé d’un batteur à houle permettant de générer des houles unidirectionnelles régulières.
D’une longueur de 50 m sur 30 m de large et 5 m de profondeur. Le bassin est équipé d’un batteur de houle segmenté composé de 48 volets indépendants permettant de générer des houles directionnelles. Un système de génération de vent produisant un écoulement d’air de section de 3m par 3m avec des vitesses jusqu’à 15m/s peut être placé au dessus du bassin.
Ce canal dispose d’une veine d’essai de 2 m de large, d’environ 10 m de long. La profondeur maximale d’utilisation du canal est d’environ 1.10 m. Il est mobilisé pour des études de systèmes de propulsion marine, de performance d’hydroliennes, d’écoulements autour de profils portants (appendices, foils, ailerons, …).
