Note ABES Numerical and experimental study of a passive oscillating-foil for hydraulic energy recovery Étude numérique et expérimentale d’une aile oscillante passive pour la récupération d’énergie hydraulique Aile oscillante passive Système hydrolien Interaction fluide-structure Modélisation numérique Étude expérimentale Optimisation Fully passive oscillating-foil Hydrokinetic turbine Fluid-structure interaction Numerical modelling Experimental study Optimization 621.31 Énergie hydraulique Modèles mathématiques Mécanique des fluides Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la conversion d’énergie hydraulique à l’aide de systèmes à aile oscillante passifs. Ces dispositifs reposent sur l’exploitation de l’interaction fluide–structure afin de générer des oscillations auto-entretenues, permettant l’extraction d’énergie à partir des écoulements. Un modèle dynamique décrivant le mouvement en corps rigide de l’aile a été développé et couplé à une simulation URANS sous OpenFOAM, intégrant un maillage superposé afin de reproduire le comportement couplé du système. L’étude numérique a ensuite été étendue à une configuration parallèle composée de deux ailes oscillantes, dans l’objectif de déterminer l’espacement optimal maximisant le rendement énergétique global. Les résultats mettent en évidence qu’un espacement compris entre trois et cinq fois la corde de l’aile favorise des interactions tourbillonnaires constructives, améliorant ainsi la cinématique du mouvement et la puissance extraite. Parallèlement, un dispositif expérimental à bras pivotant a été conçu et testé dans un canal à surface libre afin de valider les performances du système passif. Deux configurations ont été étudiées : la première avec des ressorts de tangage fixés au bâti, et la seconde avec des ressorts attachés au bras pivotant. Les essais expérimentaux ont montré qu’un rendement maximal de 40% est atteint pour la configuration engrenée, supérieur à celui obtenu avec le dispositif à translation linéaire. Ce travail propose ainsi un cadre méthodologique complet, combinant modélisation, simulation et validation expérimentale, pour le développement de micro-turbines hydrocinétiques passives, modulaires et à faible impact environnemental. This thesis investigates hydraulic energy conversion using passive oscillating-wing systems. These devices exploit fluid–structure interaction to generate self-sustained oscillations, enabling energy extraction from fluid flows. A dynamic rigid-body model of the wing was developed and coupled with an URANS simulation in OpenFOAM using an overset mesh to accurately capture the coupled behaviour of the system. The numerical study was extended to a parallel configuration of two oscillating wings to identify the optimal spacing maximizing overall energy efficiency. Results show that a spacing of three to five chord lengths promotes constructive vortex interactions, enhancing motion kinematics and extracted power. An experimental pivoting-arm setup was then designed and tested in a free-surface channel to validate the passive system’s performance. Two configurations were examined: one with pitch springs fixed to the frame and another with springs attached to the pivoting arm. Experiments demonstrated a maximum efficiency of 40% for the geared configuration, higher than that of the linear-translation system. This work provides an integrated framework combining modelling, simulation, and experimental validation for developing passive, modular, and environmentally sustainable hydrokinetic micro-turbines. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 6644894 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2025/ZANTOUTE_Siham_Eddine_2025_ED269.pdf http://www.theses.fr/2025STRAD058/abes https://theses.hal.science/tel-05559789 https://theses.hal.science/tel-05559789 https://theses.hal.science/tel-05559789 Zantoute Siham Eddine 1996-02-25 FR 295161868 193333988BA 21914903 4200015 https://theses.fr/2025STRAD058 2025STRAD058 https://doi.org/10.70675/30850f89zb4a0z4fb9z9330z74070180bf20 2025-12-17 Mécanique des fluides Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Ghenaim Abdellah MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 061098817 Terfous Abdelali MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 074437585 Chatellier Ludovic MADS_PRESIDENT_DU_JURY 070418918 Chouippe Agathe MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 167057936 Ouahsine Abdellatif MADS_RAPPORTEUR_1 103911936 Garambois Pierre-André MADS_RAPPORTEUR_2 16736331X École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:620 Ghenaim Abdellah Terfous Abdelali Chatellier Ludovic Chouippe Agathe Ouahsine Abdellatif Garambois Pierre-André 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 ; 2013-....) PDF 6644894