Cerf-volant oiseau épouvantail

On m'avait parlé il y a quelques temps de l'utilisation de cerfs-volants en forme d'oiseaux pour effrayer les oiseaux dans les champs (épouvantail).

Le cerf-volant est suspendu à l'extrémité d'une canne. En l'absence de vent, il pendouille, et se lève quand le vent est là. C'est ce que je voudrais tenter avec une grue.

Energia Challenge 2012

Quentin FIARD, Aubert LE BROZEC et Antoine WAUTIER de l'X avait participé à Energia Challenge 2012 en présentant "Le kitesurf au service de la propulsion maritime".

Grâce à l'aide de l'ENSTA Bretagne, j'ai pu retrouver la trace de leur travail qui s'inspire pour partie du travail de Gabriel Weilenmann et Freferick Tischhauser dont nous avons déjà parlé sur ce blog :
https://github.com/QuentinFiard
Leur travail fait également appel à Acado de TU Louvain.

Bravo à eux pour leur travail et pour la mise en ligne de leurs travaux.

Note : pour la compilation du rapport latex, il faut installer lyx et texlive-lang-french et texlive-math-extra et texlive-humanities, texlive-font-extra (sous ubuntu). Mais après je bloque!

Anémomètre

Je réfléchis sur les mesures environmentales. Le paramètre important est le vent, qui peut être caractérisé par sa vitesse moyenne et le spectre des variations en force et direction.

Je pensais jusqu'à présent que les anémomètres soniques fonctionnaient à partir du spectre des perturbations créées autour d'un obstacle, comme font les applications iphone ou android. Mais en fait, les anémomètres ultrasoniques fonctionnent sur un principe doppler qui demande un traitement haute-fréquence du son.
Je n'ai pas trouvé d'anémomètre fonctionnant sur le principe des applications qui fonctionnent sur les téléphones mobiles. Cela serait pourtant intéressant.

Article Wikipédia

Il n'y avait pas d'article français de Wikipedia traitant de manière générale d'"Aiborne Wind Energy". Il y avait bien un article "Eolienne aéroportée" venant de l'article "Airborne Wind Energy", mais cela est réducteur.
La traduction a posé un certain problème, mais je suis revenu à énergie éolienne aérienne qui était ma première traduction, et qui après quelques recherches est bien la traduction ou la description la plus en usage. J'ai donc créer cet article. Des bandeaux ont été rajoutés sur l'article, car il n'est pas encore admissible en l'état. N'hésitez pas à y participer !

Kiteboat avec cerf-volant autostable

Encore un lien vers un français désirant lancer le kiteboat après une expérience positive dans une course à la rame;
http://www.volanz.net/

Du coup j'ai retrouvé le nom de Nicole_van_de_Kerchove qui avait traversé l'Atlantique en cerf-volant en 1995 et dont m'avait déjà parlé Simon et Christophe (à bord du Juan Sa Bulan).

Bonus
Le seatkite, un système pour les paraplégiques

Statistiques du blog

Dans l'interface d'administration de ce blog, il y a une indication du nombre de pages vues par jour. Généralement ce nombre est entre 10 en 20. Mais hier, il y a eu un pic à plus de 100. J'ai cherché à comprendre l'origine de ces visites. Si certaines visites viennent de robots ou de sites de publicité, je pense que les visites viennent principalement du newsgroup AWE sur Yahoo.

Me voici donc à surfer rapidement sur les derniers articles. Un lien vers le blog a été ajouté aux notes de Roderick Reed que j'avais déjà cité.

Du coup me voici de nouveau à suivre les nouvelles. J'ai trouvé cette vidéo intéressante car elle donne une méthode simple pour lancer un kite tout seul en utilisant des poulies et en doublant la longueur des lignes.

Préparation mentale pour test kiteboat

Tout à l'heure je devrais aller faire du kiteboat à Bétahon. Le vent souffle fort, la pression monte!

Palette de projets

Voici une ébauche de 4 (et plus jours après jours!) projets qui pourraient être réalisés en rapport avec les solutions techniques apportées par Robokite.

Projet industriel
Barge, plate de transport tractée par un cerf-volant. Transport de matière non périssable en cabotage.
Partenaires possibles : TOWT, SailTransportNetwork, Mauric, ACEBI.

Projet artistique
Un joli cerf-volant attaché au bout de la grue titan grise (monument historique au bout de l'île Ste Anne). De nuit il est éclairé par des leds. En l'absence de vent, il pend quelques mètres au-dessus du sol. Cinq phases :
Phase 1 : les lignes sont renvoyées par des poulies jusqu'au pied de la grue. Les passants peuvent prendre le contrôle du cerf-volant grâce à une barre. Une caméra filme le cerf-volant et diffuse les images en direct sur internet.
Phase 2 : les lignes sont reliées en différentiel à un moteur. Un capteur de position du moteur permet d'asservir le moteur sur les mouvements d'un joystick mis à disposition du public. L'image du cerf-volant est diffusée sur internet ainsi que la position du joystick.
Phase 3 : la commande du moteur peut maintenant se faire sur internet. Un jeu est proposé aux internautes : une trajectoire s'affiche sur l'écran et ils doivent piloter le cerf-volant de manière à ce qu'il suive la trajectoire. Au bout d'un certain temps la main est passée à un autre utilisateur.
Phase 4 : un ordinateur pilote automatiquement le cerf-volant. L'internaute peut générer un motif qui sera réalisé automatiquement.
Partenaires possibles : Ville de Nantes, Le Voyage à Nantes, Estuaire, La Compagnie des Machines, Ping, Jean-Pierre Baleydier
Phase 5: démantèlement. Le cerf-volant pourra être présenté sur différentes expositions.
Note 1 : les enregistrements sont disponibles sur internet (open data) et peuvent être utilisé par tous pour la recherche sur les algorithmes de pilotage.
Note 2 : ce projet permet d'avoir un retour sur la durabilité des matériaux.

Projet sportif
Un kiteboat pour la course au large avec pilote automatique. Il n'existe pas encore de bateau de ce type. Un fort impact médiatique est ainsi à attendre.
Partenaires possibles : Beyond The Sea (Yves Parlier), Jean-Pierre Dick, Mer Agité (Michel Desjoyeaux), Alain Thébault, grandes marques, ENVSN, ENSTA Bretagne, NKE

Projet pédagogique
Préparer des cours de kiteboat et trouver des écoles de voile partenaire (FFV, FFVL?)
1-Navigation avec cerf-volant autostable
2-Navigation en duo avec un moniteur
3-Navigation en duo

Projet scientifique
Lancement d'une PEI (Projet d'Etude Industrielle), puis d'une thèse sur l'étude d'un dispositif offshore de génération de l'électricité
Partenaires possibles : DCNS Research, DCNS EMR, EDF Energies Nouvelles. ALSTOM, GDF Suez, Centrale Nantes, Mines de Nantes

Les Français à l'AWEC2013

A la fin de la conférence, j'ai pu récupérer la liste des participants.
Voici la liste des participants venant de France :

Grenoble (GIPSA lab) :

Mariam Ahmed

Jonathan Dumon

Ahmad Hably

Rogelio Lozano

Nathalie Sette

Brest (ENSTA Bretagne) :
Richard Leloup

Nantes (Nautilabs, Robokite) :
Baptiste Labat

Paris(?)( Wheelwind, FlygenKite)
Pierre Benhaiem

Toulouse (Cosmica Spaceline, SkyWindPower)
Garett Smith 

Voici également le lien vers la liste complète des participants

Tests RC

Aujourd'hui, j'ai profité de l'aide d'Hélène, Olivier et Matthieu pour faire quelques tests avec la radiocommande.
Après quelques problèmes de connexions de fils (il faut vraiment que je commande les connecteurs allant sur la carte kangaroo), nous avons testé la commande de la barre dans le champ à Quimiac. Nous avons d'abord testé simplement en tendant les lignes à la main, kite à terre. Cela marchait bien (avec moins d'oscillations que sur le banc de test) dans les conditions optimales, mais le système se mettait en erreur, si les lignes n'étaient pas tendues car dans ce cas, la rotation du moteur ne s'accompagnait pas d'une évolution de l'angle de barre.
Nous avons essayé l'aile toute seule. J'ai fait quelques vidéos avec le téléphone mobile pour avoir des enregistrements pour tester plus tard en post traitement l'algorithme de traitement d'image sur cette aile de 6m prêtée par les Moinard.

J'ai également mesuré les efforts que j'appliquais sur la barre pour contrôler le kite (le cadran LCD de la balance de voyage était à l'envers, car le crochet qui est normalement vers le bas, était accroché sur le kite). Les efforts atteignaient une dizaine de kilo.
Nous avons ensuite lancé le kite relié au système de pilotage. Le décollage était un peu difficile car le vent au sol était faible, et pas de possibilité de créer du vent apparent en se déplaçant. Nous avons finalement réussi à mettre le kite au zenith.
Le contrôle une fois enclenché se mettait en erreur, car les lignes  n'étaient pas tendues pour pouvoir assurer le contrôle manuellement.
Finalement la mèche en bois (peut-être mal serrée, peut-être à cause de son usure) est sortie de la visseuse et nous avons arrêté les essais.
Les quatre sardines que j'avais plantées dans le sol étaient bien tordues, mais ont tenu.
Il y a encore du boulot!

Contacts

Peu d'avancés techniques donc cette semaine, mais de nombreux contacts.
J'ai eu Yves Parlier aujourd'hui. Il doit confier du matériel à des étudiants à Brest et passera peut-être par Nantes. Sinon, nous nous verrons au Grand Pavois, et je descendrai avec lui ensuite à Arcachon.
J'ai contacté Soizick Angomard, du cabinet Maios, et qui avait mis en place le débat public sur l'éolien offshore dans la région.
J'ai également contacté Michel Parratte de l'ENVSN (Ecole Nationale de Voile et des Sports Nautiques). J'irai surement également leur rendre une visite.
J'ai également réussi à joindre Matthieu Judic, avec qui je m'entrainais en planche à voile il y a quelques années, et qui a été kiteboarder pro. Il a déjà vu des essais de kiteboat, et a déjà tiré un bateau aux Philippines. Il m'a proposé de me refiler de vieilles ailes pour les essais.
Je lui ai parlé d'essayer de faire un record en kite-tandem. Il n'a jamais essayé, mais pense que c'est possible. Il va en parler à son ami Vincent Tiger, et ils vont peut-être essayer sur une planche ou un cata avec une troisième personne. L'idéal serait de faire une tentative sur le derby kite où il y aura de nombreux kiteurs.

AWEC 2013 : jour 3

Les abstracts sont disponibles ici.

Les notes de Roderick sont également disponibles ici

Swiss Kite Power, EMPA (Rolph LUCHSINGER)

Depuis les travaux de Loyd en 1980 on sait que le rapport portance sur traînée est un paramètre important pour jouer sur la puissance extraite pour une surface donnée.  L'idée est d'avoir un structure intermédiaire entre le cerf-volant (léger, mais mou) et la structure rigide (plus lourde, mais gardant une meilleur forme). Des tests en tunnel ont montré qu'il y avait un facteur 10 entre les deux. Twing serait entre les deux et utiliserait des matériaux de l'aéronautique qui ont une durée de vie de 10ans.
La société TwinTec vient d'être créée (5 personnes) pour continuer les développements.

ETH ZURICH (Lorenzo FAGIANO)

Lorenzo fut le premier à faire une thèse sur l'AWE (Turino). Plus les ailes sont efficaces, plus elles sont difficiles à contrôler. Les réalisations actuelles montrent que le contrôle est possible seulement avec des capteurs au sol (sinon l'humain n'y arriverait pas non plus!!), mais n'est peut-être pas aussi précis. Son travail récent à consister à obersver la manière dont un humain contrôle le kite et à trouver une relation entre les entrées et la commande sous forme d'une série de polynomes.

Omnidea (Tiago PARDAL)

Le système est constitué d'un gros boudin de 16m de long (bientôt 24) gonflé à l'hélium. Un moteur fait tourner le boudin. Cela crée une portance grâce à l'effet Magnus. Le câble retenant le boudin est alors déroulé, en produisant de l'énergie. Une fois le câble déroulé, il est enroulé, mais cette fois sans rotation du boudin. Un volant d'inertie permet de stocker l'énergie et lisser les peaks d'énergie.
L'hélium coûte environ 12euro/m3

TU DELFT (Roland SCHMEHL)

Roland s'intéresse à la modélisation et la simulation des interactions fluide-structure dans le cas d'une aile à boudin gonflable. Ils ont réussi à modéliser le "depower" grâce à une modélisation par éléments finis. Ils s'intéressent également au phénomène de "jellyfishing" qui caractérise la déformation du cerf-volant, par exemple dans une rafale. Ils sont actuellement de convertir leur programme de matlab à python. Des mesures expérimentales des pressions sont possibles grâce à des MEMS. Ils travaillent en collaboration avec Enerkite. Ils travaillent également sur le lancement et la récupération (à partir d'un grand mât).

SkySails (Mickael ERHARD)

Mickael présente le système de contrôle de SkySails. Je trouve qu'ils ne sont pas très avancés... Une difficulté sur les navires et que par vent faible avec le mouvement des vagues, les lignes se retrouvent détendues, et il faut alors contrôler un objet libre (Skysails utlise une nacelle, le contrôle n'est donc pas complètement perdu). Ils ont été aidé par Hans Strauch, consultant pour le développement du système de contrôle.

Kyushu university (Kazuo ARAKAWA)

Kazuo était le seul asiatique de la conférence. Au sein de son université ils ont essayé les différents types de systèmes sur des systèmes simples, mais ne récupérant pas d'énergie (seulement mesure du couple ou de la tension (tension gauge))

KU Leuven (Milan VUKOV)

Milan nous a parlé d'optimisation. Il optimise même ses phrases (il est un peu bègue...). Il participe activement à ACADO et à RAWESOME, l'interface python avec Greg HORN.

ENSTA Bretagne (Richard LELOUP)

J'ai filmé l'ensemble de la présentation, mais j'ai des problèmes avec mon appareil photo.
Richard traitait de l'évaluation des performances d'un kiteboat grâce à la simulation. A partir d'une photographie 3D d'une aile de kite du marché, il a trouvé une description analytique du profil en utilisant une formule utilisé pour les NACA. Une comparaison entre simulation potentiel et simulation RANS, montre que les résultats sont comparables tant que l'on atteint pas le décrochage. Une simulation potentiel est donc satisfaisante pour ce type de calcul.

TU Delft (Uwe FECHNER)

Après une longue expérience dans l'industrie allemande, Uwe commence une thèse à la suite d'un master à TU Delft.
Ses travaux seront open-sources, mais publiés seulement à la fin de la thèse.
Il utilise Python dans son simulateur, car ce langage est simple et appris par les autres étudiants. Numba permet de compiler python et de gagner jusqu'à un facteur 10 sur la vitesse à l’exécution.
La modélisation conduit à un système d'équation implicite, que peu de solveurs peuvent résoudre. Ils utilisent OpenOPT.
Le code de son article dans le livre est disponible sur bitbucket

Worcester Polytechnic Institude (David J. OLINGER)

David a travaillé avec ses étudiants à la conception d'un système purement mécanique permettant d'actionner une pompe à eau à partir d'un cerf-volant autostable de type luge de 8m2 et 1.75kg. Il faut ainsi moins de 2500 euros pour pomper l'eau pour 400 habitants (8000 litres)

AWE in teacher education (Franz STUBER)

Franz propose d'utiliser l'Airborne Wind Energy pour motiver les apprentissages croisées des enseignants. Voir http://www.ibl.fh-muenster.de/en.kitewiki/index.php?title=Main_Page

Cooperative Kite Network (Roderick Read)

J'attendais beaucoup de la présentation de Roderick sur l'Open Source Hardware. La présentation était juste sans queue ni tête et a, je pense, déservi sa cause.

TU Delft (Bachtijar ASHARI)

Cette présentation était également un peu en marge. Elle décrivait un projet artistique de cerf-volant à base de tétrahèdre pour porter une personne.

Fermeture

Voici quelques conclusions des présentations que je n'ai pas pu voir :
Les finances sont nécessaires à partir du moment ou un produit vole.
Il faut multiplier les mesures pour gagner de l'expérience.
Il faut des bons algorithmes (efficaces mais robustes).
Le vent est par nature chaotique, même en altitude.
Il y a des zones meilleures que le jet stream.

J'ai vu le poster du Dr Gabor DOBOS. Il propose d'utiliser le dynamic gliding pour faire voler des avions, puis de récupérer l'électricité sur les avions, de la stocker avant de la renvoyer à terre. Très futuriste

J'ai manqué la présentation de Michael STERNER, de TH Regensburg à propos de l'utilisation de cerfs-volants pour tirer des navires produisants et stockant l'électricité.


Plus tard au bar, j'ai recontré Rolph le champion de kite
J'ai rencontré Yannis de la start up TwinTec crée à Zurich
J'ai pu discuter avec Uwe Fechner du simulateur qu'il développe au TU Delft, et qui est en python, et open source, mais qui ne sera pas diffusé avant la fin. Son précédent travail est déjà disponible https://bitbucket.org/ufechner/awe_book

J'ai rencontré Cory, le fondateur de l'entreprise suisse.

AWEC 2013 : jour 2

Les conférences commençaient réellement aujourd'hui à l'université de Beuth.
La conférence était dédié à Corwin Hardham, co-fondateur de Makani Power et décédé l'année dernière. Il poussait notamment à l'organisation d'une organisation internationale sans profit pour partager les développements dans le domaine.
La conférence est divisée en plusieurs sessions. Deux sessions ont lieux en parallèle et il n'est donc pas possible à une personne seule d'assister à toutes les sessions. Chaque session est supervisée par un "modérateur", qui se charge de présenter le présentateur, de surveiller le temps de présentation et le temps de question.

Une vidéo de Kpower/Negative Neon sur l'AWE (réduite aux US pour l'instant) fut présentée.

Un bref historique de l'AWEC fut présenté.
2007 : workshop in Leuven
2008 : 1ère AWEC organisé par Cristina ARCHER (maintenant à l'université du Delaware) à Chico
2010 : Stanford

2012 : 25 personnes en Virginie
2013 : 180 personnes à Berlin

Besoin de mesures
Besoin d'une sécurité parfaite pour ne pas déteindre sur toute la communauté
Mais besoin d'échecs nombreux pour progresser.
Equilibre à trouver entre l'ouverture/partage et le secret

SKYSAILS

Résumé de la présentation de SkySails, Stephan Brabeck
"Il y a de nombreuses petites entreprises dans le domaine et nous pouvons servir d'exemple car nous étions les premiers et que durant c'est 12 dernières années nous sommes passés par des hauts et des bas. Aujourd'hui, il y a un marché énorme dans le production d'énergie.
Dans un projet innovant, il est important d'avoir une vision pour motiver l'imagination des investisseurs.
Mais dans les développements, il faut se confronter au réel le plus vite possible.
Il est important de créer une bonne équipe. Et la confiance en l'avenir est importante pour motiver son équipe.
Plus que de simples clients, il faut trouver les premiers utilisateurs prêts à changer leurs habitudes et à tester le système.
Nos développements sont 10 fois plus couteux depuis notre premier prototype en 2008, c'est le coût de la fiabilité.
Pour faire des économies, il important de considérer le plus tôt possible les problèmes futurs.
Nous avons dû réduire nos effectifs de 80 à 45 personnes, ce qui nécessite toujours 4 à 5 millions d'euros pour faire tourner la boutique."
La présentation s'est terminée par une vidéo prometteuse

AMPYX

Il y a ensuite eu une présentation de Richard RUITERKAMP de Ampyx. La création de l'entreprise en 2010 se basait sur des travaux universitaires à TU Delft depuis 2004. Ils utilisent des ailes rigides (ressemblant à un planeur après les optimisations) avec un rapport coefficient de portance/coefficient de traînée important. Le contrôle se fait au moyen d'ailerons comme sur un avion. Ils ont lancé une campagne d'investissement depuis Septembre 2012. Cela leur a surtout ouvert un réseau. Ils ont par contre lancé un projet de crowfunding (OnePlanetCrowd) et ont obtenu 300 000 euros d'environ 300 personnes et une quinzaine d'organisation dans le temps impartis et sont actuellement à 1 millions d'euros!!! La plateforme de crowdfunding utilisée a été créé pour l'occasion(!) est un peu différente car elle est essentiellement néerlandaise (ne serait pas autorisée par exemple aux US), et correspond réellement à un investissement (il n'y a pas de promesse de produit comme dans certains crowdfunding).
Il y a un besoin de l'évolution de la réglementation néerlandaise qui met les modèles réduits et les drônes dans la même catégorie.
Il pointe vers les recommandations de l'ICAO (circulaire 328, résumé). Il s'inquiète que EuroUSC, qui veut prendre en charge la certification, pousse la réglementation de plus en plus fort.

ENERKITE

Alexander Bormann a fait une présentation d'Enerkite, l'entreprise qui avait fait une démonstration la veille. Il a d'abord montré une vidéo montrant le système opérant au milieu d'un champ d'éolienne. Les éoliennes classiques doivent faire face à un challenge en terme de structure pour grandir. Le mât représente 50% du coup de l'éolienne. L'utilisation de l'énergie éolienne est cependant poussée très vite, notamment en Allemagne après la décision d'arrêter le nucléaire après l'accident de Fukushima, ce qui va mener à une hausse des prix. Pour lui l'utilisation des "Airborne Wind Energy" est au contraire la promesse d'une électricité bon marché, et peut-être d'une diminution des coûts par rapport au nucléaire et au pétrolier. Cette réduction des coûts ne peux se faire qu'avec des économies d'échelle et de maintenance qui peuvent-être réalisées en faisant une production en usine à la chaîne, au contraire de ce qui existe dans l'éolien aujourd'hui, où la taille des pièces empêchent encore l'utilisation de robots et demande du montage sur place.
Un autre avantage est la facilité d'atteindre les vents de haute-altitude même pour une petite machine de 100kW, alors que l'on cherche à faire des éoliennes toujours plus grande (plusieurs MW). Agrandir la taille des systèmes AWE existants est cependant bénéfique car les effets d'échelle permettent de réduire la traînée, et que le poids de la corde et du système n'augmentent en réalité pas avec le cube de la taille.
Ils font environ un vol par semaine pour éprouver le matériel.
Leur mesure du profil du vent à montrer qu'il y a plus de rafales pendant la journée (probablement dû à l'évaporation). La connaissance de ces rafales est nécessaire pour un bon dimensionnement du système en terme de contrôle et de fatigue.

FRAUNHOFER IWES

Cette présentation était légèrement en décalage par rapport aux autres, car c'était la présentation d'une personne (Adrian GAMBIER) venant de l'éolien classique faisant une évaluation comparative enter l'éolien classique et les différents systèmes de captation de l'énergie éolienne en hauteur.
Les évaluations suivantes étaient proposées :
120euros/m2
10000 euros pour le système de contrôle
La conclusion était un prix de 80 à 300 euros par kilowatt installé.
Cependant, la technologie n'est pas mure industriellement, car il n'y a pas encore eu d'utilisation prolongée, que les systèmes ne tolèrent pas les fautes (pas de redondance).
Un autre problème est la densité de puissance estimée à 3 W/m2/(m/s) contre 20 pour les éoliennes (NDLR : cela se base sur l'hypothèse de non recouvrement des zones de vol).
En conclusion, le présentateur montre une image d'un cerf-volant attaché au rotor d'une éolienne, comme vision du futur.

J'ai rencontré Garett SMITH, fondateur de Cosmica Spacelines (vol sans gravité pour touriste) et habitant à Toulouse mais représentant de la société américaine SkyWind Power qui développe un autogyre.

Conclusions de la matinée

Une conclusion est "The devil is in the details". Une question est posée aux présentateurs : que sera une véritable preuve de concept industriel?
>500kW, testé pendant 2ans avec 1/2 sans dommage.
La durée de vie de 20 ans classique dans l'éolien est ici limité par les ailes dont la durée de vie est estimée à 5ans max et les lignes dont la durée de vie n’excèderait pas 1 an pour les systèmes reel in/reel out.

Présentations de l'après-midi

DYNEEMA (Rigo BOSMAN)

Le but de cette présentation est de répondre à la question de la durée de vie des lignes. Aujourd'hui dans le domaine du kitesurf, c'est la fibre HMPE (polyéthylène haute performance) qui survole le marché grâce à ces 3.5N/(g/m) et 3.5GPa théorique (2GPa effectif).
Un facteur d'usure important est la courbure des fibres qui est caractérisée par le rapport entre le rayon de courbure et le rayon de la ligne (100 environ).
Une deuxième cause de dommage est la "creep failure" sous l'effet prolongé d'une charge statique.
La durée de vie pour une charge de 12kN est estimée à 5 ans en "creep" avec 4.6mm de diamètre, et 1 ans (avec 9mm de diamètre) en "bending".
Le remplacement des lignes peut-être prévu grâce à des inspections visuelles régulières (à automatiser?)

KitEnergy (Mario MILANESE)

Des recherches ont commencé en 2006 au Politecnico di Torino. Une entreprise spin off a été créé en 2010 et compte aujourd'hui 20 personnes.
Leur prototype fait 25m2, leurs lignes en dyneema résiste à 10 tonnes /cm2 et pèse 100kg/(km.cm2)
Le prototype KSU1 de 16m2 avait volé 2100 hrs.
Ils ont également fait des tests sur un bateau et atteignait 3kt avec 6kt de vent.
Ils développent actuellement le KE60 (60kW, 25m2, 650hrs, 1200m de ligne) qui n'a que 2 câbles (pas de depower) et qui vole de 30 à 45° du sol.

SwissKitePower (Corey HOULE)

Le choix d'un bon site de test est important. Il faut 150m2 pour produire 1MW)

NTS GmbH (Uwe AHRENS)

Leur système utilise un wagon tiré sur un rail, c'est la rotation des roues qui est utilisée pour créer de l'électricité comme sur les trains. L'électricité pourrait ensuite être renvoyée par les rails. Le dispositif est coûteux. Les cerfs-volants ont l'avantage d'être invisible par rapport aux éoliennes.

Makani power (Damon Vander Lind)

Les cerfs-volants ont l'avantage d'avoir une inertie faible, ce qui fait qu'ils n'ont pas besoin d'un système de contrôle pour capturer l'énergie des rafales.
Une vidéo du système est présentée. Un avantage de ce système est qu'il n'y a pas d'effort important appliqué sur la bobine au sol, ce qui permet d'avoir une base au sol plus légère. Il faut environ 3min pour lancer ou récupérer le système.

TU Delft (Rolf van der Vlugt)

Rolf est un champion de kiterace. Il détient un record national de vitesse à 88km/h. Après un master, il commence actuellement une thèse subventionnée par le port de Rotterdam.
Il veut développer un outil de simulation pour l'évaluation des performances d'un système de type reel out/reel in.
Il a considéré l'effet de la masse du kite qui est souvent négligé. Cet effet n'est pas négligeable quand le vent mollit. Ceci explique par exemple qu'il y ait besoin de faire des 8 inversés lorsque le vent tombe. 25% de la traînée est liée aux lignes.

ETH Zurich (Aldo Zgraggen)

Aldo nous a parlé de l'optimisation en temps réel de la trajectoire de vol.
Au niveau des vitesses il semble qu'un optimum soit une vitesse d'enroulement trois fois supérieure à la vitesse de déroulement.
Concernant la trajectoire, elle est en fait peu importante. Par contre la position autour de laquelle la trajectoire bouclée a lieu est importante. Il faut que le kite soit bien dans l'axe du vent. Il montre que la mesure du vent par un capteur supplémentaire n'est pas nécessaire, et que la différence de tension entre les lignes de contrôle (possible pour certains systèmes) permet de retrouver la direction du vent (demande cependant une mesure de tension...)

Limerick University (Joseph COLEMAN)

Joseph s'intéresse aux champs d'éoliennes offshores et flottantes.. Il a travaillé sur une modification de l'architecture électrique d'une grille de système afin de faire des économies de maintenance. Au lieu d'avoir des transformateurs sur chaque machine, un seul transformateur pourrait-ainsi être utilisé sur la côte.
Un avantage de l'AWE par rapport aux éoliennes classiques et que le cerf-volant est affecté seulement par le cavalement, l'embardée et le pilonnement, mais pas par le roulis et tangage qui sont transmis par le mat de l'éolienne flottante.

KU Leuven (Moritz DIEHL)

Moritz est fan d'optimisation non-linéaire! Avec son équipe, ils ont appliqué cela à la recherche optimal du cycle de pumping en yoyo. Ils utilisent un cycle de 4 loopings. Ils s'intéressent également au carroussel pour le lancement des ailes, ainsi qu'aux ailes multiples sur la même ligne, ce qui permet d'aller plus haut grâce à l'énergie cinétique accumulée. Ils ont développés le code ACADO (LGPL), ainsi que l'outil RAWESOME et sont une quinzaine à travailler sur le sujet.

 

Autres

J'ai rencontré Richard Leloup, de l'ENSTA Bretagne (anciennement ENSIETA) et qui fait une thèse sur les outils de simulation pour l'évaluation des performances des kiteboats. Sa thèse est à moitié financée par SkySails et à moitié par Océa, la société d'Yves Parlier.

J'ai rencontré Mariam-Samir AHMED doctorante au G2ELAB à Grenoble.

Au repas
J'ai rencontré des ingénieurs de Ampyx venant de l'aérospace.
J'ai discuté avec Joseph COLEMAN de l'université de Limerick à propos de sa présentation du jour. J'étais intéressé pour avoir des infos sur les moteurs utilisés (leur système de contrôle au sol est petit et compact). Il s'agit de moteur Maxon.

J'ai rencontré (Dave Santos, Ed, ???) du projet kitelab (maintenant Kpower) ainsi que son ami Chase HONAKER qui réalise actuellement un documentaire sur l'AWE (nous avons vu le trailer, peut-être à essayer de vendre à Arte? N'hésitez pas à faire une donation!).

AWEC2013 : jour 1

L'AWEC 2013 est la cinquième Airborne Wind Energy Conference (conférence sur l'énergie éolienne aéroportée). Elle a lieu cette année à Berlin du 9 au 11 Septembre 2013. 180 personnes du monde entier sont attendues.

Je suis arrivé à Tempelhof, l'aéroport situé au sud de Berlin, fameux pour le pont aérien lors du blocus de Berlin de 1948. Nous étions chanceux car la pluie annoncée dans l'après-midi était passée le matin. Le vent annoncé faiblissant était lui au plus fort de la journée. En arrivant, j'ai rencontré un petit groupe de 3 personnes qui correspondaient bien à l'image que j'avais de personnes allant à cette conférence : veste de marin, petite mallette à la main. De loin, nous pouvions déjà apercevoir l'énorme aile de Skysails gonflée sur le sol au milieu du champ aérien.
J'ai ainsi commencé par discuté avec Gian Mauro et Marco de KiteEnergy. Ils sont basés à Turin, où il n'y a pas beaucoup de vent. Ils ont vu que les conditions de tests biaisais le design lorsqu'ils ont essayé ailleurs. Ils se sont séparés de KiteGen suite à une discordance sur la stratégie. KiteEnergy désirant testé des prototypes de plus en plus grand, KiteGen souhaitant développé tout de suite un prototype à l'échelle de la production.

Je suis ensuite tombé sur Rod Redd par hasard. Il fait toutes sortes de métier et continue à s'intéresser à l'énergie aérienne autoporté en tant qu'hobby. Il présentait un "ribbon" couplé avec un petit générateur. Une difficulté est que la charge s'adapte au vent, sinon, il n'y a plus de mouvements du tout et plus de puissance.

J'ai rencontré le français Pierre Benhaiem qui présentait son petit modèle d'éolienne s'accrochant sur les lignes d'un cerf-volant à deux fils. Des LEDS sont alimentées par la petite éolienne. Il utilisait un petit cerf-volant du commerce. Ce démonstrateur permet de visualiser l'augmentation de la puissance en vol dynamique comparé au vol statique. Il m'a plus ou moins présenté à Guido (mais pas l'organisateur de l'évènement), qui parlait assez bien français (j'ai rencontré sa femme, française plus tard).

De plus près, j'ai pu mieux apprécier la taille de l'aile sky sails. Le plus impressionnant est son épaisseur de plus d'1m. L'aile était retenue au sol par des sardines, bord de fuite au vent.

La démonstration d'Enerkite a ensuite démarré. J'ai malheureusement raté le décollage (qui s'est fait ligne partiellement déroulé si j'ai bien compris). Si le système est doté d'un joystick (qui était seul utilisable lors de la démo il y a deux ans), le système est capable de voler en faisant des figures de 8 de manière automatique. Le système de type yoyo  ou reel in/reel out est composé d'une plateforme avec un axe vertical fixé sur le toît d'un camion. Sur cette plateforme sont montées trois grosses bobines. La plus grande sert pour la ligne du milieu, les deux autres pour deux lignes qui assurent le contrôle. Des cales permettent au camion d'être bien à l'horizontal. Le camion n'est pas attaché au sol. Il bouge un peu des fois. Sur le côté du camion un écran présentait la consommation ou la production instantanée d'électricité ainsi que l'énergie produite depuis un certain temps.

Le système est resté en l'air une ou deux heures sans aucun problème. Contrairement à ce que je pensais, les phases de reel in/out ne sont pas complètement séparées car elles sont en fait très courtes. Depuis la terre, la longueur des lignes ne parait presque pas varier.
Pour l'anecdote, ils voulaient décaler la démo ce matin a cause de la météo annoncée

J'ai discuté avec des suisses. L'un fait un projet de master théorique à l'ETH de Zurich. L'autre, Dino, faisait partie d'une jeune compagnie créé afin de récolter des fonds pour continuer un projet de recherche universitaire (au sein de Swiss Power Kite)

Nous avons ensuite eu une présentation vidéo de NTS qui a un prototype d'un chariot tiré par un cerf-volant sur un rail. C'est la rotation des roues qui produit l'énergie.


J'ai ensuite discuté avec Jonathan Dumont du GIPSA, laboratoire d'automatique à Grenoble. il est venu avec un collègue et deux doctorants.

Le soir une réception était organisé au Panorama Café, au sommet d'une tour Postdamer Platz. En arrivant, j'ai rencontré dans la queue un investisseur dans le domaine aérien, qui ne participait pas à la conférence et était là par hasard. Je lui ai fait une petite présentation du secteur. Je n'ai malheureusement pas gardé son contact!

J'ai rencontré Christian HIEMENZ, consultant en production dans l'industrie et qui avait géré les autorisations de vol pour la journée.

J'ai rencontré une personne de KU Louvain (Mark) qui travaille sur un système de carroussel (sorte de centrifugeuse permettant de lancer un cerf-volant même s'il n'y a pas de vent).

J'ai rencontré deux portugais (Rei FERNANDES et Pedro SILVA d'Omnidea) qui ont un protoype à effet magnus supporté par un ballon d hélium dans le vent faible et faisant le yoyo autrement.

J'ai rencontré Andrew de Windlift, une entreprise américaine sponsorisé par l'armée pour faire un système facilement déployable. Ils ont un prototype de 10kW

J'ai rencontré Matteo qui fait un master en Afrique du Sud et développe un petit système.

En conclusion de cette première journée, je peux confirmer que différents projets marchent actuellement et produisent de l'électricité. La plupart d'entre eux sont dans une phase d'augmentation de la puissance afin d'attirer les investisseurs du marché de l'énergie. Le problème du décollage/atterrissage automatique reste un chalenge pour bon nombre.

J'ai rencontré Gérard, un suisse qui travaillait auparavant pour Google à Zurich, et qui cherche actuellement à proposer ses services en consultant. Il travaille également sur un système d'assistance pour éviter les collisions pour les planeurs (équivalent à l'AIS des bateaux). Il pense également à utiliser ce système pour mettre plus de cerfs-volants dans une surface au sol plus petite.

J'ai rencontré Udo ZILLMANN qui est avocat mais investit également son argent (et l'argent des autres) dans ces technologies (Enerkite et Ampyx). Je pense qu'il cherche un groupe industriel pour supporter techniquement et financièrement les développements qui sont maintenant principalement du domaine de l'électronique de puissance (switch, ...) pour augmenter la puissance.

J'ai rencontré Stephan BRABECKqui travaille pour Skysails depuis 2005 ainsi que son équipe (dont Falko FRITZ). Ils ne ciblent pas tellement les porte-conteneurs mais toujours les cargos. Actuellement, ils n'ont pas d'opportunité dans ce domaine mais se tourne vers le secteur de l'énergie où il y a plus d'investissements actuellement, ou vers des systèmes de monitoring pour les navires. Leur technologie, notamment du fait des actionneurs embarquées semble couteuse et d'après eux difficilement "downgradable".
Ils ont été plutôt sympa et m'ont donné quelques contacts : Pascal BRAUD, de Marseille qui serait maintenant en Nouvelle-Zélande. Il développerait un système de sauvetage à partir de cerfs-volants pour l'oracle race. Ou encore George DADD qui travaille également pour le projet Vestas sail rocket.

J'ai rencontré un finlandais (Llpo SUOMINEN d'Alula Energy) qui a la prétention d'être leader dans le domaine du décollage/atterissage. Je n'ai pas tout à fait compris leur technologie, mais je trouve intéressant le concept de séparer le marché en différents segments (une entreprise fait le kite, une autre le soft, une le sytème de lancement, etc...)

J'ai ensuite dîner avec Gérard, Udo, et Alexander Bormann, le boss d'Enerkite

On reprend demain à 8h30, donc je ne vais pas tardé à aller me coucher.

News

Quelques news un peu personnel et ne concernant peut-être pas directement le projet :
J'ai pris contact avec l'équipe du projet Beyond The Sea d'Yves Parlier (entreprise Océa).
Marc Noesmoen (que je connaissais comme planchiste) travaille sur des ailes autostables monopeau.
Fabien Griffon sur la partie électronique
Sébastien Simon sur la partie kiteboat.

Je pars Dimanche prochain à Berlin pour la conférence Airborne Wind Energy 2013.
Lundi en marge de la conférence, des démonstrateurs devraient être présentés.
Enerkite (Brandeburg, Allemagne) devrait produire l'énergie pour l'évènement avec son système monté sur un camion.
Sky sails devrait sortir un kite de 200m2 (oui vous avez bien lu).
Pierre Benhaïem devrait présenté un système également.

Les conférences commenceront Mardi. Makani power sera notamment présent, mais bien d'autres encore.

Plus de 180 participants sont attendus.