Modélisation du comportement dynamique d'éoliennes de moyenne et forte puissance à axe horizontal

Face à un marché concurrentiel, les constructeurs d'éoliennes doivent proposer des machines fiables et performantes, à moindre coût et de taille croissante. Il s'avère donc crucial de disposer d'outils capables de calculer rapidement les efforts subis en service, pour les dimensionner correctement. Les éoliennes sont des systèmes mécaniques complexes composés de corps rigides ou flexibles. La plupart des codes actuels ne traitent correctement que la partie relative au calcul des efforts aérodynamiques et reposent sur des hypothèses pouvant s'avérer trop simplificatrices en ce qui concerne le calcul des efforts dynamiques, surtout si la taille des rotors augmente Le but de ce travail a donc été de modéliser le comportement dynamique des machines en évitant toute simplification qui pourrait nuire à la précision des résultats. Pour cela, le formalisme de Kane employé, ainsi que la description de la chaîne cinématique de la machine par arborescence topologique, permet une construction récursive et numérique des équations, facilitant son traitement algorithmique, sans simplification. La méthode développée pour le cas le plus général permet ainsi de modéliser tout type d'éolienne, grâce aux améliorations apportées au formalisme de base. Elle prend en compte le comportement des corps rigides (nacelle) et flexibles (pales), pour lesquels la souplesse a été introduite par l'intermédiaire d'une représentation modale. Un code de calcul a été écrit et validé sur quelques cas simples par comparaison avec des solutions analytiques exactes. Le calcul des efforts aérodynamiques a ensuite été couplé afin de modéliser le comportement mécanique d'une éolienne à partir de données réalistes.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF