Depuis plusieurs années, IFPEN s’est lancé dans l’aventure de l’éolien flottant et a développé dans ce cadre l’outil de simulation DeepLines Wind™, en partenariat avec la société Principia(1). Ce logiciel permet de calculer, de manière couplée, les chargements hydrodynamiques sur le support flottant et ses ancrages, ainsi que les efforts aérodynamiques qui s’exercent sur les pales. C’est l’estimation de ces derniers qui fait l’objet du module Wind, récemment développé par IFPEN et ajouté à l’outil initial DeepLines (figure).
La plupart des méthodes de dimensionnement aérodynamique pour l’éolien utilisent des approches analytiques reposant sur la méthode Blade Element Momentuma. Pour valider ces approches, une méthode lagrangienne de type vortex a été développée(2). Pour cela, la résolution d’un système d’équations (problème à N-corpsb) est nécessaire, ce qui mobilise la quasi-totalité du temps de calcul global. Pour le diminuer, la partie « critique » du calcul a été reportée sur les GPU (Graphical Processing Units) en utilisant le langage spécifique CUDAc. Ceci a substantiellement réduit les temps de calcul, de un à deux ordres de grandeur, rendant ainsi le code opérationnel au quotidien.
Pour poursuivre dans cette voie d’optimisation, des solutions de type Fast Multipole Method pourraient permettre un gain supplémentaire (d’un ordre de grandeur) sur le coût de calcul.
a - Méthode basée sur la loi du disque actif et sur une approche « élément de pale » permettant le calcul des forces sur les pales d’éoliennes.
b - Problème consistant à résoudre les interactions entre N-corps interagissant suivant une loi physique.
c - Compute Unified Device Architecture.
(1) C. Le Cunff et al., 32nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, Nantes, France, 2013.
(2) F. Blondel et al., Congrès français de mécanique, Lille, France, 2017.
Contact scientifique : frederic.blondel@ifpen.fr