Simulations de la Réduction des Effets de Sillage des Éoliennes H/F EDF

Contexte :

Le département Mécanique des Fluides, Energie et Environnement (MFEE) d'EDF Recherche et
Développement développe des compétences en mécanique des fluides appliquées à la modélisation d'écoulements atmosphériques pour l'étude et l'évaluation du productible éolien. Il travaille, entre autres, sur la modélisation des conditions météorologiques (vitesse du vent, turbulence, température, etc.) en présence d'une ferme éolienne offshore, afin d'estimer la puissance produite. Cette modélisation est réalisée à l'aide du module atmosphérique du code CFD code_saturne développé au sein du département.

Dans le cadre de l'optimisation de la production des parcs éoliens, la réduction des effets de sillage constitue un levier important pour améliorer la production. Ce stage propose d'explorer le contrôle actif du pitch des pales, c'est-à-dire la modulation de leur angle d'incidence afin de modifier intentionnellement le champ de vitesse et de turbulence dans le sillage de l'éolienne pour réduire son impact sur les turbines situées en aval. Cela entraîne une perte de puissance pour l'éolienne amont, mais permet d'obtenir un gain de production pour les turbines en aval, conduisant à une possible amélioration de la performance du parc. Les simulations s'appuieront sur le modèle Actuator Line implémenté dans code_saturne, qui permet de représenter les forces aérodynamiques exercées par les pales sur l'écoulement.

Objectifs du stage :
- Implémenter différentes méthodes de contrôle actif du pitch des pales dans code_saturne
- Évaluer l'impact de ces méthodes sur la réduction des effets de sillage et sur le gain de production à l'échelle d'une ferme éolienne.

Déroulement du stage :
1- Revue bibliographique des méthodes de contrôle actif des pales visant à réduire les effets de sillage
2- Prise en main de la mise en données avec le modèle Actuator Line dans code_saturne : Lancement de cas de validation existants pour s'assurer de la bonne implémentation du modèle.
3- Implémentation des différentes méthodes de contrôle des pales dans code_saturne : Intégrer et tester les approches identifiées dans la revue bibliographique.
4- Analyse et évaluation des gains de production associés aux différentes méthodes de contrôle, pour diverses conditions météorologiques et configurations de parc éolien.