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Soutenance de thèse de Maxime Thiébaut

publié le , mis à jour le

Maxime Thiébaut doctorant au sein du LOG, soutiendra sa thèse intitulée :

Énergie Marine Renouvelable : Caractérisation des ressources
hydrocinétiques en Manche et étude d’impact de la turbulence sur
l’efficacité de systèmes de récupération d’énergie tidale

Date :5 octobre à 14h30

Lieu : Salle de conférences à la MREN LOG Wimereux

Directeur de thèse :
- Alexei Sentchev, professeur, Université du Littoral Côte d’Opale, LOG

Co-directeur de thèse :
- François G. Schmitt, Directeur de recherche CNRS, LOG

Rapporteurs :
- Philippe Fraunié, Professeur, Université de Toulon, MIO
- Elie Rivoalen, Professeur, Institut National des Sciences Appliquées de Rouen, LOFIMS

Membres :
- Luminita Danaila, Professeur, Université de Rouen, CORIA
- Gregorio Iglesias, Professeur, Plymouth University
- Grégory Pinon, Maître de conférence, Université du Havre, LOMC

Résumé :
Malgré l’intérêt suscité, l’exploitation de l’énergie hydrolienne accuse toujours un sérieux retard par rapport à d’autres ressources renouvelables. Ce développement tardif s’explique d’une part par l’absence d’une méthodologie pertinente de quantification du potentiel hydrocinétique, d’autre part, par le milieu marin, jugé hostile, au sein duquel des phénomènes turbulents, appliquent des contraintes sur la structure des hydroliennes. Offrant une vision précise de l’écoulement et de son hétérogénéité spatiale et temporelle, la courantographie radar, présentée dans la première partie de cette thèse, constitue un outil puissant d’analyse de la dynamique de marée. Inédite dans le domaine des énergies marines renouvelables, elle offre une alternative probante à la modélisation numérique, souvent privilégiée bien que générant des résultats contestables compte tenu de sa conceptualisation simpliste des phénomènes réels. L’étude d’impact d’un écoulement turbulent pleinement développé sur la performance énergétique de prototypes d’hydroliennes de type Darrieus constitue la seconde partie de cette thèse. L’analyse spectrale des signaux temporels de vitesse de courant a permis de révéler les propriétés scalaires de l’écoulement. La caractérisation multi-échelle a montré que l’écoulement est animé par un processus dynamique de brisures successives des structures fluides imbriquées de taille allant de l’échelle d’injection à l’échelle de diffusion moléculaire. Enfin, le partitionnement en échelles dynamiques de la turbulence des spectres de vitesse et de puissance générée par l’hydrolienne a mis en évidence une certaine similarité entre la taille des structures tourbillonnaires qui régissent l’écoulement et les dimensions de la turbine.

Abstract

Despite the growing interest, the use of tidal energy still lags far behind other renewable resource. This delayed development can be explained, on the one hand, by the absence of a relevant methodology for quantifying the hydrokinetic potential and, on the other hand, by the hostile marine environment, in which turbulent phenomena apply constraints on the structure of marine current turbines. The use of High Frequency Radar, presented in the first part of this thesis, provides a powerful tool for analyzing tidal dynamics and its spatial and temporal heterogeneity. Never used in the field of renewable marine energy, it offers a convincing alternative to numerical modeling which is often chosen although generating questionable results because of simplistic conceptualization of real phenomena. The second part of this thesis is the study of the impact of a fully developed turbulent flow on the performance of Darrieus-type turbine prototypes. The spectral analysis of the current velocity time series revealed the scalar properties of the flow. Multiscale characterization showed that the flow is driven by a dynamic process of successive breaks of fluid structures of size ranging from the injection scale to the molecular diffusion scale. Finally, the dynamical scaling of the turbulence of the velocity and power spectra generated by the marine current turbine has revealed a certain similarity between the size of the eddies structures that govern the flow and the dimensions of the turbine.