Le projet est consacré à l'étude d'un nouveau mode de propulsion pour le transport maritime : la propulsion éolienne des navires (WASP). La conception des voiles rigides répond à des critères stricts et à des conditions de mer qui ne permettent pas de les étudier à l'échelle 1.1. Bien que géométriquement proches des ailes utilisées en aéronautique et des pales d'éoliennes, leur domaine de fonctionnement est extrêmement différent en raison des faibles vitesses et des fortes turbulences rencontrées. Cela signifie que les connaissances actuelles sur l'aérodynamique de ces nouveaux systèmes de propulsion sont fragiles. Ce projet vise à résoudre ce problème en fournissant une méthodologie permettant de quantifier l'aérodynamique des voiles rigides en grandeur réelle. Pour atteindre cet objectif, le projet a été construit sur une démarche duale et complémentaire.
Premièrement, une approche à échelle réduite sera déployée pour reproduire les conditions maritimes réelles, mais à l'échelle de la soufflerie, où les mécanismes physiques peuvent être étudiés de manière fine. Deuxièmement, en combinant les moyens expérimentaux et numériques du consortium, les résultats seront transposés à l'échelle réelle. Ces stratégies sont essentielles pour la conception des navires hybride à propulsion éolienne, où les modèles doivent tenir compte des conditions environnementales très turbulentes. Dans ces conditions, les systèmes passifs tels que les éoliennes, les voiles ou les hélices sont soumis à des phénomènes instationnaires associés à l'écoulement amont turbulent dont les échelles caractéristiques sont encore mal comprises. Il est donc essentiel de comprendre comment ces écoulements turbulents peuvent être reproduits à échelle réduite dans des expériences de laboratoire bien contrôlées afin d'étudier et de proposer des conceptions qui soient à la fois optimales en termes de performances et résilientes aux conditions d'exploitation.
Pour répondre à ce défi scientifique, le projet combine des souffleries à grande échelle de différentes tailles de PRISME et de l’IAT, capables de reproduire des conditions atmosphériques réalistes. Ce projet abordera la question des mécanismes physiques en jeu dans les applications à grande échelle dans un environnement réaliste, et les moyens et compétences numériques de CWS.
Le travail scientifique est expérimental, numérique et théorique ; il aborde trois volets scientifiques différents et complémentaires : (i) l'analyse de données atmosphériques réelles et la façon dont de telles conditions atmosphériques peuvent être reproduites dans une soufflerie à l'aide de dispositifs passifs et actifs. (ii) Une analyse détaillée des phénomènes physiques se produisant sur les voiles rigides sur une large gamme d'échelle, du laboratoire à l'échelle réelle. (iii) L'analyse de ces voiles soumises à des conditions de turbulence intense, ainsi que des stratégies adaptatives pour améliorer leurs performances. Les expériences seront réalisées à PRISME et à l'IAT. CWS effectuera les calculs et s’assurera de la faisabilité industrielle des stratégies développées.