Commandes non linéaires robustes et adaptatives des éoliennes flottantes

par Hedi Basbas

Projet de thèse en Automatique

Sous la direction de Salah Laghrouche et de Mickaël Hilairet.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec FEMTO-ST Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (laboratoire) et de Département Énergie (equipe de recherche) depuis le 02-09-2019 .


  • Résumé

    Les technologies éoliennes terrestres ont atteint un certain niveau de maturité et l'attention se porte actuellement de plus en plus sur l'utilisation des vents au large pour des vitesses plus élevées avec moins de turbulence. La majorité des ressources éoliennes en mer se trouve dans des eaux d'une profondeur supérieure à 30 m, et une éolienne installée dans ces régions doit être montée sur une base flottante pour assurer sa stabilité. Cependant, la plate-forme flottante induit des degrés de liberté supplémentaires et est exposée à des dynamiques et perturbations créées par l'action conjuguée des vents et des vagues incidentes. Cela rend essentiel le développement de systèmes de contrôle robustes et adaptatifs spécifiquement pour les éoliennes flottantes. Pour une éolienne flottante, le contrôle de l'angle de calage des pales revêt une importance particulière pour la stabilisation de la plate-forme, la capture de puissance et la réduction de la fatigue. De plus, étant donné que la commande de la turbine dépend de la vitesse du vent et de l'action des vagues incidentes, la mise au point de contrôles visant à atténuer la charge dynamique imposée aux structures est nécessaire pour préserver le système et assurer une production optimale de l'énergie électrique. Il faut noter que les solutions de contrôle pour les éoliennes terrestres donnent des résultats médiocres si elles sont appliquées à l'éolien offshore : de ce fait, beaucoup de progrès restent à faire pour l'offshore.

  • Titre traduit

    Robust nonlinear adaptative control of floating wind turbine


  • Résumé

    Fixed wind turbine technologies have reached a certain level of maturity and attention is now increasingly focused on the use of offshore winds for higher speeds with less disturbances. The majority of offshore wind resources are in waters of greater depth at 30 m, and a wind turbine installed in these areas must be mounted on a floating base to ensure its stability. However, the floating platform induces additional degrees of freedom and it is exposed to dynamics and disturbances created by the combined action of winds and incident waves. This makes essential the development of robust and adaptive control systems specifically for floating wind turbines. For a floating wind turbine, control of the pitch angle of the blades is important for platform stabilization, power capture and fatigue reduction. In addition, since turbine control is dependent on wind speed and incident wave action, the development of controls to mitigate the dynamic load on structures is necessary to preserve the system and to an optimal production of electrical energy. It should be noted that the control solutions for onshore wind turbines give poor results if they are applied to offshore wind: as a result, much progress remains to be made for offshore.