Simulations aux grandes échelles de la turbulence du sillage d’une éolienne située dans écoulement de couche limite atmosphérique

Résumé

Le sillage créé par la présence d’une éolienne correspond à un écoulement ralenti et fortement turbulent. Si une éolienne se trouve dans le sillage d’une éolienne placée en amont, elle subit donc à la fois une perte de production et une augmentation des contraintes structurelles, pouvant occasionner une détérioration prématurée du matériel. Étudier la propagation du sillage d’une éolienne située dans un écoulement atmosphérique permettra une meilleure prévision des modifications de l’écoulement atmosphérique par la présence d’éoliennes. Et par conséquence une optimisation de la disposition des parcs éoliens et une augmentation à la fois de la production et de la durée de vie des machines. Ce travail vise à étudier numériquement l’évolution de sillage d’une éolienne située dans écoulement de couche limite atmosphérique. La problématique est traitée en deux parties, la première portant sur la modélisation de l’écoulement de couche limite atmosphérique, avec une attention particulière portée à la modélisation de la turbulence de l’écoulement atmosphérique. La seconde partie porte sur l’étude du sillage d’un disque actuateur soumis à un écoulement atmosphérique très turbulent. La modélisation numérique de la turbulence de l’écoulement atmosphérique nécessite l’utilisation d’une technique stochastique de génération de la turbulence adéquate à l’application d’un écoulement atmosphérique, avec une attention portée sure à la modélisation des grandes échelles de turbulence atmosphérique. La seconde partie porte sur l’étude du sillage d’un disque actuateur soumise à l’écoulement atmosphérique modélisé dans la première partie. Une comparaison entre le sillage produit et un sillage résultant par une simulation sans turbulence prescrite permettent de tirer de conclusions. L’un des principaux résultats est que l’évolution de sillage éolien pour la simulation aux grandes échelles avec turbulence prescrite est plus réaliste que le sillage résultant sans turbulence prescrite qui demande une résolution de maillage très importante afin de résoudre toutes les échelles de l’écoulement.

Date	20 déc. 2021
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Marlène Sanjosé (Directeur(-trice)) & Louis Dufresne (Codirecteur(-trice))