Etude hydrodynamique d'un type d'hydraulienne à axe vertical pour les courants marins

par Cristina Ploesteanu

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides et transferts

Sous la direction de Jean-Luc Achard et de Thierry Maître.

Soutenue en 2004

à Grenoble, INPG .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce document est une contribution à l'étude de faisabilité globale du concept de ferme d'hydrauliennes, suivant le seul point de vue de la mécanique des fluides. Le travail s'est déroulé autour de deux axes : évaluation des ressources de courants marins et étude hydrodynamique. Le fonctionnement à l'air des turbines de type Darrieus est rappelé ainsi que les problèmes spécifiques qui se manifestent lors de leur passage dans l'eau. Un bilan des projets ou des tentatives en cours d'implantation d'hydrauliennes de par le monde a été dressé. Pour trois sites différentes (Raz Blanchard, Golfe du Lion, Courant du Nord Brésil), des cartes de champs moyens de vitesse, de profondeurs, de puissances ont été élaborées afin d'évaluer leur potentiel énergétique. Un code numérique fondé sur un modèle global 1D stationnaire et sur la théorie de Betz est établi et des exploitations en terme de performances de la machine sont présentées. De plus, une estimation du risque de cavitation est avancée pour des machines ayant différents profils de la famille NACA. A l'aide du logiciel Fluent, un modèle local 2D instationnaire a été développé pour une machine droite bi-pales. Les grosses structures tourbillonnaires lâchées par les pales ont été retrouvées. Deux modèles de turbulences ont été testés dans une configuration simplifiée correspondant à une seule pale fixe.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Hydrodynamics study of one vertical axis turbine for ocean currents


  • Résumé

    This document is a contribution to the global feasibility study of a hydroelectric power farm concept following the only mechanics of fluids dimension. The study has been conducted around two directions: assessment of the resources of sea currents and a hydrodynamic study. The functioning of a wind Darrieus type turbine is presented as well as the specific problems which appear by its passage into the water. A review of older or recently projects concerning the setup of water turbines throughout the world was completed. For three different sites (Raz Blanchard, the Gulf of Lions, the North Brazil Current), maps of the mean velocity vector field, bathymetry and averaged power intensity were drawn up in order to estimate their potential. A numerical code based on a stationary global model 1D and on the Betz' theory was established and some exploitations in term of performances are presented. Furthermore, an estimation of the risk of cavitation is proposed for machines having various profiles of the NACA family. A viscous 2D unsteady modelling of the flow was performed for a straight two blades machine thanks to Fluent code. The results obtained are compared with available data. The analysis focuses on the vortex shedding phenomena. Two turbulence models were tested in a simplified configuration corresponding to one fixed airfoil.

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Informations

  • Détails : 226 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
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  • Cote : TS04/INPG/0150
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