Soutenance de thèse de Stefano MACRI

Ces dernières décennies ont connu un fort développement de la demande en énergie éolienne, du fait de ses potentialités pour réduire les émissions de CO2 pour la production d’électricité. Dans ce contexte, il est nécessaire d’optimiser les stratégies de production d’énergie dans les parcs d’éoliennes. En effet ces derniers subissent des pertes de production et une augmentation de la fatigue structurelle des éoliennes est observée. Une des principales causes est liée aux interactions de sillages. Des solutions prometteuses pour atténuer ces effets sont les stratégies de contrôle d'induction ou de lacet appliquées aux éoliennes individuellement. Ce travail de recherche étudie la réponse dynamique d’un sillage d’une éolienne contrôlée en lacet et de son impact sur la charge exercée sur une éolienne en aval. Des scenarii de désalignement sont ainsi reproduits en souffleries avec des modèles d’éoliennes de type disque poreux. Les expérimentations sont réalisées à deux échelles réduites et pour deux types d’écoulements incidents : un turbulent homogène et isotrope, et une couche limite atmosphérique. Les transitoires rencontrés pendant les manœuvres en lacet sont analysés via des mesures de vélocimétrie laser par imagerie de particules et d’efforts par balance aérodynamique. Les principaux résultats montrent que les dynamiques du sillage et de la charge résultante ont indépendantes du type d’écoulement et du nombre de Reynolds, mais en revanche, elles dépendent du sens de la manœuvre (lacet croissant ou décroissant). En complément, l’interaction de sillage entre deux éoliennes à échelle réelle est également étudiée grâce au traitement de données acquises durant une campagne d’essais de terrain réalisée dans le cadre du projet SMARTEOLE. Grâce aux corrélations entre les séries temporelles de puissance générée, les déphasages entre les réponses des deux éoliennes sont quantifiés et l’influence du niveau d’interaction de sillage et de la vitesse de vent incident sont estimées.