À l'heure de repenser la production et les grands réseaux de distribution d'énergie, en France et dans le monde, le potentiel de production hydroélectrique à l'aide de micro centrales est important et reste encore peu exploité. Un des concepts novateurs permettant de répondre à cette problématique est le système hydrolien du type aile oscillante passive, un biomimétisme de la nage d'animaux aquatiques. Ce dispositif de récupération d'énergie consiste en une aile décrivant des mouvements périodiques de tangage et translation suivant l'axe de lacet, entièrement induits par les interactions fluide-structure.

Depuis l'évocation de l'idée en 2009, nombre d'études numériques et expérimentales ont été menées afin de prouver la faisabilité d'un tel système hydrolien de type aile oscillante passive. Il a été montré que la position de l'axe de tangage et la raideur de rotation sont des paramètres cruciaux pour atteindre le régime de récupération d'énergie. Plus récemment, des études numériques ont proposé une optimisation paramétrique du système avec l'axe de tangage fixé à un tiers de la corde. Cette configuration optimale a été ensuite vérifiée expérimentalement.

Malgré les progrès notables accomplis ces dernières années, peu d'études se sont consacrées à l'investigation du système pour des différentes positions de l'axe de tangage. À cette fin, un prototype expérimental a été conçu dans le cadre du présent travail de recherche. Dans un premier temps, une étude des différentes réponses du système a permis de délimiter les zones dans l'espace paramétrique favorisant la récupération d'énergie. Ensuite, les performances énergétiques du système ont été évaluées pour des différents emplacements de l'axe de tangage.

Parallèlement aux expérimentations, un modèle numérique 2D a été développé. Grâce à une architecture de couplage fluide-structure dite forte, le modèle s'est avéré capable de simuler une aile oscillante passive de faible masse, sans être sensible aux instabilités de masse ajouté. Après quelques cas de validation du modèle par rapport à des données expérimentales, une optimisation paramétrique du système a été réalisée. Les résultats numériques ont conduit à une réduction nette dans l'espace paramétrique de l'étude expérimentale qui s'en est suivie.

En somme, le système hydrolien de type aile oscillante passive se présente comme une solution prometteuse aux enjeux d'efficacité énergétique et environnementaux. Le présent travail se dévoue au développement d'un tel système, passant notamment par l'étude de l'impact de ses paramètres structuraux dans sa performance pour la récupération d'énergie.