Du bassin au large, une thèse pour caractériser le comportement d'une hydrolienne

Quel est l’enjeu de cette thèse ?

L’enjeu était de renforcer la capacité d’HydroQuest à interpréter les résultats issus des essais en bassin et à les appliquer de manière fiable à la conception d’hydroliennes à grande échelle.

Pour cela, nous avons pu comparer des données réelles – celles du comportement du démonstrateur à l’échelle 1 testé à Paimpol-Bréhat de 2019 à 2021 par HydroQuest –, à celles obtenues à partir d’essais réalisés sur un modèle à l’échelle 1/20^e au bassin d'essai de Boulogne et ainsi conforter les différentes phases de développements industriels.

Les travaux réalisés ont aussi permis d’évaluer l’influence des effets de la houle et de la dynamique tourbillonnaire du milieu sur le comportement des machines.

Les résultats, valorisés dans plusieurs publications scientifiques, ont apporté à la communauté scientifique des données précieuses car il est assez rare de disposer de données réelles et de pouvoir les comparer à des essais spécifiques en bassin.

En résumé, ces travaux renforcent la confiance à tous les niveaux, depuis les essais jusqu’à la conception des hydroliennes à taille réelle.

Il s’agit d’une thèse CIFRE, c’est-à-dire en partenariat avec une entreprise. Pourquoi est-ce intéressant de collaborer avec HydroQuest ?

Collaborer avec des industriels nous permet de mieux connaître leurs préoccupations, et d’orienter en amont nos travaux de recherche de manière à répondre aux questions qu’ils se posent. Cela nous permet aussi de contribuer à des projets ambitieux. Ainsi, l’Ifremer, partenaire d’HydroQuest depuis 2015, va travailler sur deux projets collaboratifs nationaux :

• Flowatt, qui a reçu l’appui de l’État en juillet dernier (investissement France 2030), vise à développer une ferme pilote hydrolienne de sept machines au Raz Blanchard dans la Manche, avec une mise en service prévue en 2026. Une deuxième thèse CIFRE a d’ailleurs démarré en mai dernier pour travailler sur la nouvelle génération de machines HydroQuest développée dans ce cadre.
• La création d’un laboratoire commun avec HydroQuest, Verti-Lab, soutenu par l’ANR².

Bien connaître le comportement des hydroliennes – notamment en terme de sillage – nous permet aussi de répondre à la demande sociétale en matière d’évaluation des impacts environnementaux, particulièrement sur les perturbations engendrées sur le milieu physique. Ainsi, des collègues de l’unité Dynamiques des écosystèmes côtiers (DYNECO) à Brest vont travailler sur cet aspect dans le cadre de Flowatt.

Guillaume Maurice, ingénieur R&D à HydroQuest et co-encadrant de la thèse :

« La thèse de Martin Moreau financé grâce au dispositif CIFRE de l'ANRT¹, ainsi que notre collaboration avec l'Ifremer, nous permet d’adresser des questions de R&D sur le long terme et ainsi faire monter en compétence les équipes d'HydroQuest comme par exemple sur une meilleure compréhension des contraintes et des chargements que subit une hydrolienne dans le milieu marin.

De plus, l'expertise reconnue du bassin d'essai de Boulogne-sur-Mer nous permet également de traiter des questions plus opérationnelles liées au planning du projet Flowatt.

Cette démarche de collaboration est en voie de pérennisation via la création du laboratoire commun "Verti-Lab" lauréat de l'appel à projets LabCom de l'ANR². »

_{1 Association nationale de la recherche et de la technologie}

^{2 Agence nationale de la recherche}

Martin Moreau a découvert l’existence des hydroliennes lors de sa préparation intégrée à Polytech, à Orléans, alors qu’HydroQuest y testait une hydrolienne fluviale. Décidé à travailler pour le développement des énergies marines renouvelables, il a mené des études d’ingénieur en énergétique qu’il a achevé par un stage au bassin d’essais Ifremer de Boulogne-sur-Mer en partenariat avec le développeur d’hydroliennes EEL Energy. Martin a poursuivi la collaboration avec cette entreprise quelques mois avant de démarrer sa thèse CIFRE avec HydroQuest visant à étudier le « comportement d’une hydrolienne carénée à double axe vertical dans une diversité de conditions d’écoulement en mer et en bassin d’essais ». Il soutiendra sa thèse le 18 octobre 2023 à Boulogne-sur-Mer.