Etude et amélioration des paramètres aérodynamiques des éoliennes à axes verticaux

par Olfa Mlayeh

Projet de thèse en Mécanique-matériaux

Sous la direction de Amine Ammar, Zied Driss et de Adil Elbaroudi.

Thèses en préparation à Paris, ENSAM en cotutelle avec l'Université de Sfax , dans le cadre de École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) , en partenariat avec LAMPA - Laboratoire Angevin de Mécanique, Procédés et InnovAtion (laboratoire) depuis le 15-09-2016 .


  • Résumé

    Aujourd'hui, la forte consommation d'énergie induit une insuffisance dans le recouvrement de l'énergie actuelle aux besoins humains. Cependant, face aux problèmes économiques dus aux accroissements importants des prix des combustibles, le monde s'est orienté vers l'exploitation des énergies nouvelles et renouvelables. Ces dernières sont inépuisables et avantageux par rapport aux énergies nobles de point de vue production de l'énergie électrique. Les énergies renouvelables répondent à une stratégie énergétique à long terme. Cette stratégie est basée sur le principe du développement durable. En effet, ces énergies répondent aux besoins actuels sans compromettre le développement des générations futures. Egalement, elles font appel aux éléments naturels tels que la biomasse, l'eau, le soleil et le vent. Si le soleil, le vent et le biogaz sont des énergies exploitables, seul le vent appartient à la plus ancienne tradition. Quoique, pour des raisons économiques et techniques, l'utilisation de l'énergie éolienne ne soit plus aussi importante que déjà. Dans ce cadre là, on se propose d'étudier la structure aérodynamique des éoliens à axes verticaux pour différentes configurations géométriques. Pour se faire, une étude expérimentale doit permettre la mesure des champs de vitesse et de pression autour de l'éolienne ainsi que ses caractéristiques globales. L'étude numérique doit être focalisée sur un modèle tridimensionnel dans les deux approches statiques et dynamiques. Dans l'approche statique, cette étude est basée sur l'effet de la forme et du nombre des voilures sur le coefficient de moment. D'autres paramètres géométriques sont également nécessaires à mettre en évidence. Cette démarche numérique doit être validée en comparant les résultats issus de l'application du code CFD avec les résultats expérimentaux. La comparaison entre les résultats expérimentaux et numériques doit mettre en jeu les paramètres aérodynamiques afin d'améliore la configuration géométrique de l'éolienne.

  • Titre traduit

    Study and improvement of the aerodynamic parameters of vertical axis wind turbines


  • Résumé

    The high energy consumption is leading to inadequate response from the current energy froms to today's human needs. However, faced with the economic problems caused by the large increases in fuel prices, the world has turned towards the exploitation of new and renewable energies. The latter are inexhaustible and advantageous compared to noble energies from the point of view of production of electrical energy. Renewable energy is a long-term energy strategy. This strategy is based on the principle of sustainable development. Indeed, These energies meet today's needs without compromising the development of future generations. They also use natural elements such as biomass, water, sun and wind. If the sun, wind and biogas are exploitable energies, only the wind belongs to the oldest tradition. Although, for economic and technical reasons, the use of wind energy is no longer as important as it is already. In this context, it is proposed to study the aerodynamic structure of wind turbines with vertical axes for different geometric configurations. In order to do so, an experimental study should allow the measurement of the velocity and pressure fields around the wind turbine as well as its overall characteristics. The numerical study must be focused on a three-dimensional model in both static and dynamic approaches. In the static approach, this study is based on the effect of the shape and number of wings on the moment coefficient. Other geometric parameters are also Necessary to highlight. This numerical approach must be validated in Comparing the results from the application of the CFD code with the results experimental. The comparison between experimental and numerical results must involve aerodynamic parameters in order to improve the geometric configuration of the wind turbine.