Étude des interactions entre deux hydroliennes à axe horizontal alignées avec l'écoulement
Résumé
Les fermes d'hydroliennes de seconde génération sont des fermes dans lesquelles les interactions négatives, c'est-à-dire susceptibles de détériorer les performances des hydroliennes en aval, sont inévitables. Ceci est dû au fait que de nouvelles rangées d'hydroliennes doivent être ajoutées à une ferme de première génération afin d'augmenter sa capacité. Ces nouvelles rangées se situent inéluctablement dans le sillage des rangées précédentes et leur performance peut alors être profondément modifiée. Afin de mettre ces interactions en évidence, des essais expérimentaux ont été réalisés dans le bassin de l'IFREMER de Boulogne-Sur-Mer, sur des prototypes d'hydroliennes à l'échelle 1/30ème. Dans cette étude, nous nous concentrons sur l'interaction élémentaire de deux hydroliennes à axe horizontal, alignées l'une derrière l'autre avec l'écoulement. L'évolution des coefficients de puissance et de traînée en fonction de la vitesse de rotation de l'hydrolienne aval sont présentés afin de déterminer son efficacité. Pour cela, nous comparons les performances de l'hydrolienne aval aux performances de référence obtenues sur une hydrolienne seule. Par ailleurs, nous exposons des cartes de vitesse axiale, d'intensité turbulente et de cisaillement dans le sillage des hydroliennes afin d'expliquer leur comportement. Nous considérons une large gamme de distances, allant de deux à douze diamètres, entre les deux hydroliennes. D'autre part, nous étudions deux conditions d'intensité turbulente ambiante, à savoir 5% et 25%. Nous mettons en évidence l'influence de ce paramètre sur le comportement des hydroliennes et ainsi sur les effets d'interaction. En particulier, il apparaît clairement que des taux d'intensité turbulente élevés dans l'écoulement amont favorisent la dissipation des effets de sillage et offrent alors un meilleur compromis entre l'espacement entre les hydroliennes et leur performance individuelle.
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