Modélisation du comportement de matériaux composites auto-renforcés recyclables en vue d'une utilisation dans la conception de pales d'éoliennes

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un organisme public de recherche, d’innovation et de formation dont la mission est de développer des technologies performantes, économiques, propres et durables dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement.

IFPEN met à disposition de ses chercheurs un environnement de recherche stimulant, avec des équipements de laboratoire et des moyens de calcul très performants.

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.

Modélisation du comportement de matériaux composites auto-renforcés recyclables en vue d'une utilisation dans la conception de pales d'éoliennes

IFP Energies nouvelles (www.ifpen.fr) 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 dans le domaine de l’énergie est au cœur de son action.

Le stage se déroulera au sein de la Direction Physico-Chimie et Mécanique Appliquées, plus précisément dans le département Mécanique des Solides.

Utiliser des matériaux recyclables pour la conception de pales d’éoliennes est considéré comme une des deux évolutions ayant potentiellement le plus d’impact en vue de réduire l’empreinte carbone de l’énergie éolienne [1].

Les composites auto-renforcés allient légèreté et recyclabilité accrue par rapport aux composites conventionnels [2] ce qui fait de ces matériaux des candidats particulièrement prometteurs pour un contexte aussi exigeant que celui de l’éolien. Pour certaines structures auto-renforcées se présentant sous la forme de sandwich, la mousse, la matrice des peaux et les renforts sont constitués de la même résine, ce qui permet alors un processus de recyclage ultra simplifié sous la forme d’un simple broyage.

L’objectif du stage est de se focaliser sur la modélisation du comportement de composites auto-renforcés afin de pouvoir réaliser ensuite des simulations à l’échelle de la pale et de l’éolienne complète. Les composites auto-renforcés ont un comportement complexe que l’on cherchera à reproduire en s’appuyant sur les possibilités offertes par Abaqus et sur les données expérimentales disponibles.

La modélisation du comportement de ces matériaux pourra à terme être mis à profit dans un Workflow existant basé sur un modèle complet d’une éolienne de 15 MW [3] ainsi que sur le code de simulation aéro-servo-élastique DeepLines Wind^TM [4] qui permet de de caractériser les chargements vus par une pale lors de différentes phases de fonctionnement de l’éolienne. Un dossier pour le financement d’un sujet de thèse en rapport avec le stage a été déposé.

Votre profil :

Etudiant ingénieur, dernière année / Université M2

Compétences recherchées (parmi) : Mécanique des solides, éléments finis Matériaux composites

Références

[1] A. Guilloré, H Canet, CL Botasso. Life Cycle Environmental Impact of Wind Turbines: What are the Possible Improvement Pathways? Journal of Physics: Conference Series 2265, 2022, 042033, doi:10.1088/1742-6596/2265/4/042033.

[2] C Roiron, E Lainé, J.C. Grandidier, N. Garois, B. Voillequin, C. Vixguterl. Positioning of a self-reinforced polyethylene in the industrial composites market. Matériaux & Techniques 110, 301, 2022.

[3] E. Gaertner et al., “Definition of the IEA 15 MW Offshore Reference Wind Turbine,” International Energy Agency, 2020.

[4] http://www.principia-group.com/blog/product/deeplines-wind/

Durée du stage : 6 mois à partir de fin mars 2024
Lieu du stage : IFPEN, Rueil-Malmaison (92)
Encadrement : N. Guy, C. Castro, E. Lainé*, JC. Grandidier* (*Laboratoire Pprime)

Contact : Envoyer CV et lettre de motivation à Nicolas Guy

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