Interactions entre les éoliennes et la stratification thermique de la troposphère : effets potentiels sur le productible et le couvert végétal

IFP Energies nouvelles - Direction Physico-chimie et Mécanique appliquées

Stage Sciences des Matériaux Hauts-de-Seine entre mars et juillet 2022 5 mois


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, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

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.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Interactions entre les éoliennes et la stratification thermique de la troposphère : effets potentiels sur le productible et le couvert végétal

Au cours des dernières années, IFP Energies nouvelles a travaillé sur la modélisation des éoliennes offshore flottantes, notamment dans les domaines de l’aérodynamique, de l’hydrodynamique navale et de l’aéroélasticité.

IFPEN a notamment enrichi le logiciel Meso-NH de Météo France, en lui apportant la modélisation aérodynamique des éoliennes. Ce logiciel permet d’effectuer des simulations dites « hautes-fidélités » de parcs éoliens grâce à la représentation d’une atmosphère réaliste, afin d’étudier le comportement des turbines et de leurs sillages.

C’est dans le cadre des méthodes hautes-fidélités que s’inscrit ce stage. Il vise à étudier les futures grandes éoliennes, qui interagissent plus fortement avec l’atmosphère. En effet, le mélange induit par le sillage des éoliennes tend à modifier la stratification thermique en aval. Cette modification peut alors engendrer des effets : 

  • Sur le productible de la ferme, car les pertes dues aux sillages subis par les éoliennes en aval dépendent de la stratification thermique.
  • Sur le couvert végétal, car des modifications de température, des taux d’humidité et de CO2 sont à prévoir.

L’outil Meso-NH est basé sur la méthode Large Eddy Simulation, et peut simuler des éoliennes modélisées par les méthodes actuatrices. Pour l’instant, deux de ces méthodes aérodynamiques ont été développées : celle du disque actuateur non rotatif (peu coûteuse, peu représentative), et celle des lignes actuatrices (plus coûteuse, plus représentative).

L’objectif de ce stage est d’implémenter, de tester et de valider une méthode alternative, appelée « disque actuateur rotatif ». Elle serait moins coûteuse que les lignes actuatrices, mais assez représentative pour mener l’étude envisagée.

La validation sera effectuée sur des cas expérimentaux (en soufflerie et en conditions réelles) déjà simulés avec les autres méthodes. Il s’agira de s’assurer que le modèle aérodynamique est juste, et que les effets sur la stratification thermique sont bien reproduits.

L’objectif à plus long terme sera de mener une étude paramétrique pour tenter de quantifier ces impacts.

Dans ce cadre, le stage proposé sera structuré en quatre phases : 

  1. Etude bibliographique des interactions entre les éoliennes et la stratification thermique.
  2. Développement de la méthode aérodynamique « disque actuateur rotatif ».
  3. Validation par confrontations à l’expérience et aux autres méthodes aérodynamiques.
  4. Simulations hautement réalistes de futures grandes éoliennes : premières quantifications des impacts.

Au regard du sujet proposé, le niveau et les compétences suivantes sont demandées : 

Niveau bac+5, ingénieur ou master 2.

  • Connaissances en mécanique des fluides : aérodynamique et/ou physique de la couche limite atmosphérique
  • Connaissance des langages fortran90 et/ou Python.
  • Attrait pour le développement informatique, la recherche et l’éolien.

Indemnité : oui


(PDF - Max : 5 Mo)
(PDF - Max : 5 Mo)

En cliquant sur postuler, je crée mon profil iQuesta et j'accepte les conditions d'utilisation d'iQuesta.

Annonces similaires

contact

IFP Energies nouvelles - Direction Physico-chimie et Mécanique appliquées
Pierre-Antoine JOULIN

Indemnité Oui

23 Annonces
Métiers
Vous recherchez des informations concernant les différents métiers ? Accédez à nos fiches décrivant les principaux métiers !
Conseils
Pour que la vie d’étudiant ne rime pas avec parcours du combattant, retrouvez tous nos conseils stage / alternance / emploi