Note ABES Etude et optimisation d'un système de production d'énergie basé sur les oscillations induites par vortex Study and optimization of a hydro-power conversion system based on vortex-induced vibrations Vibrations induites par vortex Système de récupération d’énergie hydraulique Hydrolienne Modèle numérique Modèle analytique Prototype Énergie renouvelable Vortex-induced vibrations Hydraulic energy recovery system Tidal turbine Numerical model Analytical model Prototype Renewable energy 621 Hydroliennes Tourbillons (mécanique des fluides) Vibrations Énergies renouvelables Un dispositif autonome visant à récupérer de l'énergie de cours d'eau à faible vitesse a été développé au sein du laboratoire ICube. Son fonctionnement repose sur les vibrations induites par vortex : plongé dans un écoulement, un cylindre rattaché à un ressort voit apparaître à son aval des tourbillons qui provoquent une dissymétrie cyclique du champ de pression à sa surface, ce qui va avoir tendance à faire osciller. L'énergie mécanique qui en résulte peut ensuite être convertie en énergie électrique par l'utilisation d'une génératrice. L'enjeu de cette thèse a été de prouver le concept du dispositif, tout en optimisant son fonctionnement. Un modèle analytique a été développé pour permettre l'estimation des paramètres optimaux à appliquer pour maximiser la récupération d'énergie. Il permet en outre d'estimer de façon simple l'énergie récupérable dans des conditions données. Un modèle numérique en deux dimensions a ensuite été développé sous OpenFoam pour permettre la validation du modèle analytique. Enfin, des essais expérimentaux ont été réalisés pour vérifier la viabilité d'un tel dispositif dans des conditions réalistes. An autonomous device aimed at recovering energy from low-speed streams has been developed within the ICube laboratory. Its operation is based on the vortex-induced vibration phenomenon: immersed in a flow, a cylinder attached to a spring sees vortices appear downstream which cause a cyclic asymmetry of the pressure field on its surface, which will tend to make it oscillate. Mechanical energy can then be converted into electrical energy through the use of a generator. The aim of this thesis was to prove the concept of the device, while optimizing its operation. An analytical model has been developed to allow optimal parameters to be applied to optimize energy recovery. It also makes it possible to easily estimate the recoverable energy under given conditions. A two-dimensional digital model was then developed under OpenFoam to allow validation of the analytical model. Finally, experimental tests were carried out to verify the viability of such a device under realistic conditions. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 16350309 Université de Strasbourg Strasbourg 2022-12-31 https://theses.hal.science/tel-03636469 application/pdf 28626063 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2020/LEFEBURE_DAVID_2020_ED269.pdf http://www.theses.fr/2020STRAD039/abes https://theses.hal.science/tel-03636469 https://theses.hal.science/tel-03636469 https://theses.hal.science/tel-03636469 Lefébure David 1990-11-09 FR 261714228 https://theses.fr/2020STRAD039 2020STRAD039 https://doi.org/10.70675/d33cba72z0f4dz43edz919dza164721de82d 2020-12-18 Mécanique des fluides Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Mosé Robert MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 060771917 Hoarau Yannick MADS_PRESIDENT_DU_JURY 068954786 Djeridi Henda MADS_RAPPORTEUR_1 082050767 082050767 Chatellier Ludovic MADS_RAPPORTEUR_2 070418918 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 176969721 260728 ddc:620 Mosé Robert Hoarau Yannick Djeridi Henda Chatellier Ludovic École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 16350309