Analyse numérique de la performance hydrodynamique d'une hydrolienne de type Darius et conception d'un système de flottaison

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Le domaine des hydroliennes est en plein essor à travers le monde. Cependant, au Québec, le développement de cette technologie est encore à ses débuts. L'énergie cinétique des courants est une source d'électricité inépuisable, renouvelable et propre. À travers le monde, des progrès sont réalisés et des fonds sont investis afin de développer cette forme de production hydro-électrique. Plusieurs compagnies oeuvrent dans le domaine. Ces compagnies testent leurs prototypes afin de faire l'acquisition de données concernant la performance générale de leur machine. Le potentiel hydrolien du Québec est évalué à 4300 MW selon l'IREQ. Les endroits idéaux pour implanter les hydroliennes sont les rivières, fleuves et cours d'eau avec des courants (de l'ordre 1 à 3 m/s) et une profondeur de un à quelques mètres. L'installation d'une hydrolienne est relativement simple et peu coûteuse comparées aux structures des barrages hydroélectriques. Plusieurs modes d'ancrages sont disponibles tels : les plateformes flottantes, les bateaux de type ponton, les systèmes d'ancrage par câbles ou chaînes, les mâts ancrés au fond marin, les bases gravitationnelles et les structures existantes (comme les structures de ponts). La compagnie Idénergie a conçu et fabriqué un prototype d'une hydrolienne Darrieus produisant de 100 à 500 Watts et tournant à une vitesse de 80 à 150 tr/min selon la vitesse de l'eau (1 à 2,5 m/s). L'installation de l'hydrolienne limite les zones potentielles d'implantation étant donné qu'elle nécessite un homme dans l'eau pour poser l'hydrolienne. Les cours d'eau ne peuvent donc dépasser quelques pieds de profondeur avec le produit actuel. Dans le cadre de sa recherche et développement, l'entreprise a besoin de mieux connaître les performances de son hydrolienne et souhaite la faire flotter dans l'eau afin qu'elle puisse être installée dans les cours d'eau profonds.Ce projet vise à effectuer des calculs détaillés de l'écoulement autour du prototype de l'hydrolienne en utilisant les méthodes les plus avancées de calcul en mécanique des fluides (CFD). Connaissant les efforts sur l'hydrolienne, nous tâcherons de concevoir un système capable de la stabiliser et de la faire léviter dans l'eau.