Fin du projet d'option Océan ECN

Voici le rapport du projet sur la simulation d'un système de récupération de l'énergie des ailes de "kite" sur lequel ont travaillé Vincent ARNAL, Quentin RENAUD et Charles SPRAUL, dans le cadre de leur dernière année à l'Ecole Centrale de Nantes (ECN).

Baptiste LABAT (encadrant), Charles SPRAUL, Quentin RENAUD et Vincent ARNAL devant les bâtiments du Laboratoire de Mécanique des Fluides de l'ECN. Mains dans les poches, le pilote automatique fera le reste...

Le rapport présente d'abord le domaine encore peu connu de l'énergie éolienne aérienne (Airborne Wind Energy), puis décrit le modèle et les résultats de simulation.

Le code est disponible sur github https://github.com/baptistelabat/kiteEnergySimulator

La première étape de modélisation a été de modéliser les efforts sur une aile de kite en utilisant un modèle simplifié basé sur une connaissance des coefficients de portance et de traînée.

En faisant l'hypothèse que le kite est stable en lacet (il tourne pour se mettre face au vent comme une girouette), l'orientation de l'aile est définie par deux angles.

Si l'on considère ces deux angles fixés, on peut déterminer les efforts sur le kite et sa position d'équilibre.

Une optimisation permet de trouver ainsi l'orientation de l'aile permettant de maximiser la puissance de traction, en tenant également compte de l'augmentation de la vitesse du vent au fur et à mesure que l'on s'éloigne du sol.

Cette optimisation peut-être effectuée pour différents angles de vent par rapport à un rail infini sur lequel roulerait un charriot.

Résultats de l'optimisation

Les résultats ont ensuite été appliqués à un ensemble de charriots roulant sur un rail circulaire en considérant que l'équilibre était atteint sur chaque portion du cercle. Cela n'est en fait valable que si la longueur des lignes est petite devant le rayon du cercle.

Visualisation de la trajectoire du kite par rapport au rail circulaire

L'outil est maintenant prêt pour recevoir des données d'entrée issues de mesures ou de simulations plus précises.

Merci à Pierre-Emmanuel GUILLERM et Lionel GENTAZ, enseignants de l'option Océan, d'avoir retenu et supporté ce sujet.