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:: Description de l'offre - IFP Energies nouvelles - Direction Mécanique appliquée

 Modélisation des effets de sillage au sein de grands parcs éoliens

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action. Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

  • l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
  • la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Ses programmes sont structurés autour de 3 priorités stratégiques :

  1. Mobilité durable : développer des solutions pour des transports efficients et à faible impact environnemental
  2. Énergies nouvelles: produire, à partir de sources renouvelables, des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  3. Hydrocarbures responsables : proposer des technologies visant à satisfaire la demande en énergie et en produits chimiques en consommant moins d’énergie et en réduisant l’impact environnemental

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.


Modélisation des effets de sillage au sein de grands parcs éoliens

Le contexte de l’éolien est complexe et les études et projets menés dans ce cadre sont  pluridisciplinaires et multi-échelles. IFP Energies nouvelles développe des outils numériques nécessaires à la réalisation des études tout au long de la mise en place d’un projet éolien.

On note, par exemple, des solutions de traitements de données LiDAR pour l’évaluation de la ressource en vent sur un site et la mise en place d’algorithmes de contrôle de fermes. Un logiciel de modélisation d’éoliennes flottantes, DeepLinesWindTM, est également développé en partenariat avec Principia.

Ce logiciel est notamment utilisé pour la conception d’un support flottant avec l’industriel SBM Offshore. De nouveaux développements sont en cours, sur une modélisation aérodynamique plus poussée avec une méthode tourbillonnaire de sillage libre, dans le simulateur Castor IFPEN qui permet une meilleure définition du sillage qui se développe en aval de la turbine.

Dans la continuité de ces développements, IFPEN s’intéresse désormais aux fermes éoliennes. Les simulations aux grandes échelles (LES) ont le potentiel de fournir une modélisation avec une très forte résolution spatiale et temporelle de l’écoulement dans un champ de turbines incluant le développement des sillages et leurs interactions avec les autres turbines et les conditions atmosphériques. Néanmoins, ces codes CFD présentent des coûts de calcul considérables et requièrent l’accès à un supercalculateur conséquent (par exemple, une simulation, réalisée avec SOWFA (NREL) à IFPEN, d’un parc offshore de 2 turbines avec un maillage de 50 millions de mailles nécessite 2.5 jours sur 256 processeurs pour modéliser 10 min de vent).

Si l’utilité de ces outils est d’aider à la compréhension des phénomènes physiques à l’œuvre au sein d’un parc, ils n’ont pas une applicabilité évidente pour des études industrielles. Le développement de modèles engineering de sillage fiables est donc primordial pour l’optimisation de layout de parcs ou la mise en place de stratégies de contrôle de parcs, avec des coûts de calculs réduits.

FarmShadow est développé depuis 2016 à IFPEN. Il est pour le moment basé sur des modèles de sillage très basiques. Le ou la stagiaire participera au développement de modèles plus élaborés, et un intérêt particulier sera porté à la validation de ces modèles par le biais de comparaisons à d’autres codes et données réelles.

Profil recherché :

Spécialités/spécialisations et/ou connaissances : Mécanique des fluides, aérodynamique, météorologie, CFD, méthodes numériques.

  • Compétences : Programmation Python/C++, Système Linux.

Durée du stage : 5 à 6 mois.
Indemnité : 1 000 € brut/mois

 Informations

Type de contrat :  Stage
Début :  Entre février 2019 et juillet 2019
Durée :  6 mois
Région : Ile de France
Discipline : Mathématiques
Rémunération : Oui
 Contact

Référence annonce : R044-CL CATHELAIN 29/11/2018
Contact : Marie Cathelain ou Frédéric Blondel
Adresse :
1&4, avenue de Bois-Preau
92852  Rueil-Malmaison cedex
 


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