France – Vendredi 10/04/2020 – energiesdelamer.eu – Depuis 2016, le LHEEA étudie un concept de rupture pour la production de combustible renouvelable à partir de la ressource éolienne en haute mer.
Ce concept est le système énergétique FARWIND. Il est composé de deux sous-systèmes clefs : D’une part, des flottes de voiliers-hydroliennes autonomes (FARWINDERs) d’autre part, des tankers dédiés au service logistique des flottes
. Des flottes de voiliers-hydroliennes autonomes (FARWINDERs)
Les voiliers-hydroliennes sont des navires à voiles qui produisent de l’électricité grâce à des turbines placées sous leurs coques [Paltzer & Sarigul-Klijn, 2009]. L’électricité produite est convertie en combustible renouvelable par l’intermédiaire d’usine de conversion d’électricité en liquide embarquée (CEL). La route des flottes de voiliers est optimisée par routage météorologique afin de maximiser la production.
. Des tankers dédiés au service logistique des flottes
Les flottes sont escortées par des tankers dédiés, dont la fonction principale est de récolter le combustible produit et d’approvisionner les FARWINDERs avec la matière première (CO2) pour l’usine CEL. Contrairement aux FARWINDERs, les tankers ne sont pas autonomes. Ils assurent également des fonctions de protection, surveillance et maintenance pour les FARWINDERs.
Les résultats obtenus au LHEEA indiquent qu’une puissance nominale de 1 à 2MW est envisageable pour les FARWINDERs [Gilloteaux et al., 2017], et que le routage météorologique permettrait d’atteindre des facteurs de charge supérieurs à 80% [Abd-Jamil et al., 2019]. Ces résultats sont particulièrement prometteurs pour, à terme, une production de combustible à coût compétitif [Babarit et al., 2018][Babarit et al., 2020].
Le projet de thèse
Pour permettre la viabilité économique du système FARWIND, un aspect clé est que les FARWINDERs soient autonomes (afin de minimiser les coûts d’opération). Le défi associé est le développement d’algorithmes et de systèmes de contrôle permettant une navigation sûre et efficace des FARWINDERs en flotte. Par rapport à cet enjeu, ce projet de thèse visera à :
1. Développer et valider des algorithmes et systèmes de contrôle pour le suivi de trajectoire par un FARWINDER (contrôle du gouvernail et de la force aérodynamique). La validation sera réalisée sur un prototype de voilier-hydrolienne.
2. Etendre et valider ces algorithmes et systèmes de contrôle à la navigation réactive (détection d’objets flottants en route de collision et ajustement de la trajectoire). Cela comprend le développement de méthodes d’assimilation des mesures provenant des capteurs afin de permettre la prise de décision.
3. Etendre et valider ces algorithmes et systèmes de contrôle à la navigation en flotte. Pour cela, une approche de type « navigation en peloton (platooning) » sera étudiée.
Ces travaux de thèse seront co-encadrés par Aurélien Babarit, aurelien.babarit@ec-nantes.fr ingénieur de recherche – HDR – du Laboratoire de recherche en Hydrodynamique, Énergétique et Environnement Atmosphérique (LHEEA) de Centrale Nantes qui est une unité mixte de recherche associée au CNRS (UMR6598) (https://lheea.ec-nantes.fr/) et Vincent Frémont, vincent.fremont@ec-nantes.fr professeur au Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N) qui est Unité Mixte de Recherche (UMR 6004) www.ls2n.fr.
Points de repère
Au LHEEA, une thèse est en cours sur le concept d’un energy ship, navire propulsé par le vent grâce à des rotors Flettner. Une turbine, fixée sous la coque », produit de l’électricité… Une présentation avait été faite lors de la journée « Doctoriales » ANCRE par Gaël Clodic qui a débuté sa thèse en 2017. Elle est publiée sur energiesdelamer.eu ce vendredi 10/04/2020.
Découvrez l’article sur la thèse de Gaël Clodic
Résumé en français et anglais et biographie de Gaël Clodic à lire page 14 dans le trimestriel MerVeille Energie #2 « Energies marines, un océan de recherche (s): Une industrie et des chercheurs en action » paru en février 2020 et mis en ligne en avril 2020.
MerVeille Energie #2 est le numéro dédié recherche, réalisé sous la coordination scientifique de Sylvain Roche, et publié à la suite de la journée « Doctoriales » organisée par le GP5 d’ANCRE, coordonnée par IFREMER et l’IPFEN.
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