Interactions et dynamique du sillage des éoliennes flottantes – FLORIDA

Avec le développement imminent des parcs éoliens offshore flottants, de nouvelles questions émergent sur le sillage des éoliennes flottantes (EF). Le mouvement supplémentaire imposé par la plateforme flottante affecte l'interaction de la turbine avec le champ de vent incident et donc la génération de son sillage, phénomène déjà très complexe pour les machines posées. Les différents types de plates-formes présentent un amortissement spécifique de leur mouvement induit par les vagues et par l'interaction de l'éolienne avec le champ du vent turbulent incident. Il en résulte des mouvements périodiques, dont la signature est visible dans la dynamique globale des sillages et qui peuvent même déclencher une résorption plus rapide du déficit de vitesse du sillage. Dans les configurations de parcs, ces sillages rencontrent d'autres éoliennes flottantes et ont un impact sur leurs performances et leur comportement hydrodynamique. Il est donc important de comprendre la dynamique du sillage des éoliennes flottantes afin d'optimiser l'agencement du parc et de réduire les charges en fatigue et donc, les temps de maintenance (qui sont coûteux et chronophages en mer). Dans l'étude systématique de la dynamique de sillage des éoliennes, la pertinence des expériences en soufflerie est largement reconnue. Dans le projet FLORIDA, nous proposons donc d'étendre les investigations aux éoliennes flottantes en ajoutant des mouvements prédéfinis aux modèles d'éoliennes, dans des conditions d'écoulement turbulent réalistes ou définies par l'utilisateur. L'objectif est d'identifier l'impact sur la dynamique du sillage des mouvements de flottaison dans différents degrés de liberté, en mettant l'accent sur le méandrement du sillage. En outre, des conditions spéciales d'écoulement turbulent sont utilisées pour étudier sélectivement l'influence de différentes échelles de longueur sur ce méandrement. Sur la base des données expérimentales, de nouveaux modèles de sillage seront développés pour les éoliennes flottantes afin de capturer la dynamique du méandrement ajouté par la flottaison. L'approche comprend à la fois l’adaptation de modèles dynamiques existants et leur extension avec des méthodes stochastiques. Les modèles seront utilisés pour générer des champs de vent incluant la perturbation générée par la présence du sillage d'une éolienne flottante située en amont, qui constitueront des données d'entrée pour les simulations couplées et les expériences en bassin à houle dans lesquelles (1) un logiciel calcule les charges aérodynamiques agissant sur l'éolienne flottante avec des champs de vitesse incidente perturbés et (2) les charges aérodynamiques sont émulées avec des actionneurs à 6 degrés de liberté. L'influence des champs de vent perturbé par le sillage sur la réponse hydrodynamique du flotteur sera alors étudiée. Les deux partenaires combineront leur expertise sur la modélisation de la dynamique du sillage (LHEEA et UOLD), la réponse à la houle des plates-formes flottantes, les expériences hybrides (SiL) en bassin à houle (LHEEA), ainsi que la modélisation physique des éoliennes et la génération de turbulence avec des caractéristiques définies par l'utilisateur (UOLD).