CFM 2019

Simulation numérique des opérations marines à partir d'un modèle d'écoulement potentiel basé sur l'hypothèse "weak-scatterer"
Pierre-Yves Wuillaume  1, *@  , Aurelien Babarit  2, *@  , Mattias Lynch, Pierre Ferrant  1@  
1 : Laboratoire de recherche en Hydrodynamique, Énergétique et Environnement Atmosphérique  (LHEEA)  -  Site web
Ecole Centrale de Nantes, CNRS : UMR6598
1 rue de la Noë BP 92101 44321 Nantes Cedex 03 -  France
2 : Laboratoire de recherche en Hydrodynamique, Énergétique et Environnement Atmosphérique
Ecole Centrale de Nantes, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6598
* : Auteur correspondant

L'éolien offshore est l'énergie marine la plus avancée et utilisée dans le monde. Afin d'accroître l'énergie extraite du vent, les dimensions des éoliennes deviennent plus importantes et les parcs éoliens sont installés de plus en plus loin des côtes, où les mers sont agitées et les vents forts. De fait, les opérations marines sont plus complexes et plus chères et les fenêtres météo sont écourtées et se raréfient.

Dans le cadre de ce papier, un logiciel de simulation numérique des opérations marines est développé, en particulier pour des applications de descentes et de remontées de colis lourds. L'Algorithme aux Corps Rigides Composites, implémenté dans le logiciel InWave, est utilisé pour modéliser le système multicorps. Un modèle de câble et de treuil est développé, suivant la théorie multicorps utilisée, et comparé à la théorie câble classique dite « lumped mass ». Les efforts hydrodynamiques ainsi que les interactions hydrodynamiques sont modélisés par une théorie d'écoulement potentiel instationnaire satisfaisant l'hypothèse de faible perturbation, dite « weak-scatterer ». L'approche « weak-scatterer », implémenté dans le logiciel WS_CN, est étendue aux simulations multi-flotteurs et validée par comparaison avec des données expérimentales.

InWave et WS_CN sont couplés afin de résoudre l'interaction houle-structure pour des systèmes multicorps articulés en mer. Un couplage fort est adopté pour sa robustesse. L'équation de couplage est établie et validée via des comparaisons avec WS_CN. Le logiciel ainsi crée se nomme InWaveS_CN et utilise un code d'intégration en Python.

Enfin, des essais en bassin d'une opération de redressement ont été menés à l'Ecole Centrale de Nantes. La comparaison entre les simulations numériques et les données expérimentales offre une première et prometteuse validation d'InWaveS_CN.


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