3A108 - Eoliennes, hydroliennes et turbomachines

Descriptif de l'Unité

Volumes horaires globaux : CM : 10h, TD : 10h et Projet : 10h

Nombre de crédits : 3 ECTS

Parcours et Période : Complémentaire Mécanique : S6

Objectifs de l'Unité d'Enseignement

Cette UE a comme objectif de donner aux étudiants les principes du fonctionnement des éoliennes et hydroliennes, sur la base de la dynamique des fluides des turbomachines.

Contenu de l’Unité d’Enseignement

• Energie du vent, des courants marins et des marées. Développement des éoliennes.
• Théorie de volume de contrôle avec pertes et effets de mélange, approximations conduisant à la théorie de Betz.
• Méthode d'éléments d'aube (BEM) et applications à l'analyse du fonctionnement des éoliennes.
• Notions fondamentales d'aérodynamique des turbomachines: application à l'aérodynamique des éoliennes (repères absolu et relatif, puissance échangée entre le vent et le rotor, écoulements méridien et aube-à-aube, équilibre radial, modèles simplifiés d'écoulement à travers un rotor (S1-S2 ou disque actuateur), tourbillons d'extrêmité, interaction avec le pylone).
• Caractéristiques statistiques du vent et application à l'estimation de production d'énergie.
• Problèmes de dimensionnement mécanique, interferences électromagnétiques, et notions de transformation, stockage et transmission de l'énergie électrique.
• Similitudes et différences des hydroliennes.
• Différentes conceptions classiques et exotiques.
• Travaux pratiques : Mini-projet (avec suivi organisé en 3 séances de TP numériques) de conception avant-projet de différentes configurations, utilisant des logiciels spécifiques freeware avec interface graphique (http://sourceforge.net/projects/aerodynamics/).

Pré-requis

Bases de la Mécanique des Fluides acquises en S4 et en parallèle avec le module en S6.

Références bibliographiques

• Gerolymos G.A., Vallet I. : Wind Turbine Aerodynamics (2016) in print
• Hansen M.O.L. : Aerodynamics of Wind Turbines (2008) Earthscan, London [UK]
• Burton T., Sharpe D., Jenkins N., Bossanyi E. : Wind Energy Handbook (2001) Wiley, Chichester [UK]
• Spera D.A.: Wind Turbine Technology (1994) ASME, New York [NY, USA]

Compétences développées dans l’unité

Introduction à l'énergie éolienne, application des connaissances en mécanique des fluides à un problème réel d'engineering et de CAO avant-projet.

La fiche UE est disponible ici.