Caractérisation de l'influence du taux et de l'échelle de turbulence sur les performances d'une hydrolienne

Projet MARINET

L'étude des effets de la turbulence sur le fonctionnement d'une hydrolienne est un domaine d'étude d'actualité. Les courants de marées présentent un taux de turbulence élevé, entre 5 et 20 %, avec des échelles de turbulence différentes. L'objectif des travaux expérimentaux, réalisés ces deux dernières semaines, en collaboration avec une équipe de l'Université de Southampton dans le cadre du projet Européen MARINET, est d'améliorer notre connaissance des effets de la turbulence de grille sur le comportement d'une hydrolienne tri-pale à axe horizontal. La caractérisation de ces effets est réalisée à partir des résultats de mesures de performances de la turbine, essentiellement en termes de couple et de trainée.
Deux types de grilles ont été utilisés pour générer des écoulements présentant différentes échelles de turbulence. Les maquettes d'hydrolienne de l'Université de Southampton et d'Ifremer, respectivement de 0,8 et 0,7 m de diamètre, ont été utilisées. Les caractéristiques de l'écoulement ont été déterminées à partir de mesures de vitesses par vélocimétrie laser. Les premiers résultats montrent une forte dépendance des performances de la turbine aux caractéristiques de l'écoulement turbulent rencontré.

 Grille permettant de générer un écoulement turbulent  / Grid used to produce a turbulent flow

Ecoulement turbulent généré en aval de la grille / Turbulent flow produced behind the grid

Hydrolienne de l'Université de Southampton dans un écoulement non turbulent / Turbine of Southampton University in a low turbulent flow

Hydrolienne rencontrant un écoulement présentant un taux de turbulence de 15 % / Turbine in a 15 % turbulence intensity flow