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Une formation multidisciplinaire
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Sustainable Marine Energies - Fluid/Structure Interactions (ME / M2-FME / M2-ENTECH / M2-EFM) - 5EUS5EMR

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  • Volumes horaires

    • CM : 32.0
    • TD : -
    • TP : 22.0
    • Projet : -
    • Stage : -
    Crédits ECTS : 5.0
  • Responsables : Thierry MAITRE

Objectifs

L’objectif principal du module concerne d’une part la compréhension et le calcul des systèmes éoliens et hydroliens (design aéro-hydrodynamique, performances et contrôle du rotor) et d’autre part l’analyse statique et dynamique de structures soumises à des efforts aéro-hydrodynamique (pales d’éoliennes ou d’hydroliennes, carénages, mats, ancrages, barges d’éoliennes flottantes etc…).
Le cours donne aussi une culture générale sur les nouvelles sources d’énergies marine issues de la mer (éolien offshore, hydrolien, houlomoteur, thermique, osmotique).

Contenu

Cours-TD en 2 parties qui peuvent être suivies en parallèle.
I eolien, Hydrolien, energies marines: 16H
I.1 Théorie de Betz: 2H
I.2 Aérodynamique des profils d’aile: 2h
I.3 Design du rotor: 2h
I.4 Contrôle aérodynamique du rotor: 2h
I.5 Contrôle électrique du rotor: 2h
I.6 Les énergies marines: 2h
I.7 Dimensionnement de carénages: 2h
I.8 Théorie des marées: 2h

II. Hydro-aéroelasticité 16H
II.1 Rappels d'aérodynamique du vol et de RDM
II.2 Aéroélasticité statique: la divergence d'un profil
II.3 Aéroélasticité dynamique: le flottement d'un profil type
II.4 Caractéristiques d'aérodynamique instationnaire du sillage de cylindre

2 TP de 4H (en projet)

  • Fonctionnement et controle d’une éolienne à pas variable : démarrage, arret, optimisation de la puissance en sous-vente, limitation de la puissance en survente. Ce TP pourra servir pour le cours – eolien hydrolien donner en SEM (Seddik Bacha et Thierry Maitre)
  • Comportement aéroélastique des pales d’un rotor éolien avec utilisation de balances et de jauges de contraintes sur des modèles.
    Ces 2 TP pourront utiliser la soufflerie du LEGI où la soufflerie E3 (en cours de réalisation) pour l’éolienne et/ou le tunnel hydrodynamique du LEGI pour l’hydrolienne.

5 BE/projet numériques de 4H sont prévus (BE/projet avec une ½ faite hors encadrement)
Ils mettent en évidence la nécessité de prendre en compte les contraintes aérodynamiques et de résistance statique et dynamique des structures pour aboutir à un design réaliste de rotor. Ils permettent par conséquent de faire prendre conscience aux élèves du lien forts entre les 2 « objets » adressés par le module : le fluide et la structure.

  • BE1 : Design d’un rotor, calcul des performances et des efforts sur les pales
  • BE2 : Productible annuel d’une éolienne
  • BE3 : Productible annuel d'une hydrolienne en mer
  • BE4 : Dimensionnement aéroélastique statique et dynamique d'une éolienne
  • BE5 : Dimensionnement hydroélastique statique et dynamique d'une hydrolienne
    Le BE1 permet d’avoir les données d’entrée des efforts sur les pales pour en calculer la déformation statique ou dynamique BE4 ou BE5 et reboucler sur le design. Les BE2 et 3 permettent d’aborder les aspects vitesse variable, pitch variable et rentabilité d’un parc / à un site.

Prérequis

Il y a un lien coté matériaux avec le module « Modélisation avancée & durabilité des structures (Commun IEN, HOE?) » et surtout avec le module de S4 Structure & matériaux (commun IEN).

Contrôles des connaissances

  • Crédits spécifiques : ce cours compte pour 6.0 ECTS pour les étudiants en Master 2 Fluid Mechanics and Energetics (M2 FME)
  • Crédits spécifiques : ce cours compte pour 6.0 ECTS pour les étudiants en Master 2 ENTECH (M2 ENTECH)

Session normale
Contrôle continu (CC) : TP et BE numériques
Contrôle terminal (CT) : épreuve écrite de 3h

Session de rattrapage
La note obtenue remplace la note de CT. Le CC n'est pas rattrapable.

CC 50% + CT 50%

L'examen existe uniquement en anglais FR

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

  • Cursus ingénieur - M2 FME ENTECH - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
  • Cursus ingénieur - Ingénieur ME - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
  • Cursus ingénieur - M2 FME Recherche - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
cf. l'emploi du temps 2019/2020

Informations complémentaires

Code de l'enseignement : 5EUS5EMR
Langue(s) d'enseignement : FR

Vous pouvez retrouver ce cours dans la liste de tous les cours.

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mise à jour le 8 février 2017

Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes