Méthodes numériques et optimisation

Pour maximiser la production d’énergie éolienne et rationnaliser l’exploitation, les opérateurs conçoivent des parcs éoliens qui regroupent un nombre de plus en plus important de turbines. Or, dans certaines conditions de vent, il arrive fréquemment que les éoliennes interagissent par ce qu’on appelle l’effet de sillage. Le sillage est créé derrière le rotor lorsque celui-ci intercepte l’énergie cinétique du vent pour la convertir en électricité. Du fait de la conservation de l’énergie, une zone de déficit de vitesse du vent apparaît alors, assortie d’une turbulence plus élevée.

L'essor des véhicules électriques impose un déploiement rapide et efficace des infrastructures de recharge (IRVE) car les usagers de la route hésitent à « franchir le pas » tant que ce réseau est jugé insuffisant. Dans le même temps, les opérateurs peinent à investir sans garantie sur le retour financier. Or, l'adoption massive de la mobilité électrique, tout autant que l’adéquation offre/demande, impose de bien positionner les stations, notamment sur les grands axes autoroutiers.

Le projet européen HIPERWIND a amélioré la compréhension de la physique complexe influençant la conception et le fonctionnement des grands parcs éoliens en mer, ce qui devrait permettre des économies de coût substantielles à leurs propriétaires et in fine aux consommateurs d’électricité.

Le Consortium Industrie Recherche pour l’Optimisation et la QUantification d’incertitude pour les données Onéreuses (CIROQUO) réunit des partenaires académiques et technologiques autour d’un objectif commun : résoudre des problèmes liés à l'exploitation de simulateurs numériques qui traitent de phénomènes complexes, avec des temps de calcul pouvant s’étendre sur plusieurs heures ou journées.

Le ruissellement de films liquides sur des surfaces complexes est une configuration que l’on trouve couramment dans des équipements de génie chimique mais aussi dans des systèmes énergétiques.

Les zones karstiques sont des réseaux complexes de conduits souterrains résultant de la dissolution de roches pouvant atteindre des centaines de km. Leur réaction au changement climatique est primordiale compte tenu de leur importance pour l’adduction en eau douce, mais aussi de leur rôle tampon dans les évènements climatiques extrêmes.

Lorsque des éoliennes sont regroupées en parc, il arrive que, pour des conditions de vent données, elles interagissent entre elles par ce que l'on appelle l'effet de sillage. Lorsqu'une éolienne capte l'énergie cinétique du vent, par conservation de l'énergie, le flux de vent en aval subit un déficit de vitesse et une augmentation de sa turbulence. Les éoliennes se trouvant dans ce sillage voient donc leur production électrique baisser significativement, tout en subissant une fatigue mécanique accrue. Ces effets de sillage provoquent des pertes de production annuelles pouvant atteindre 20%.

[ SIMULATION POUR LA MAÎTRISE DES PHÉNOMÈNES PHYSIQUES ] Par rapport aux réacteurs agités classiques, les systèmes microfluidiques présentent un grand intérêt pour l’intensification des procédés, en combinant de faibles besoins en réactifs avec de meilleures performances en termes de transfert de masse et de chaleur. Dans ce type de micro-réacteurs, les écoulements segmentés en micro-tubes ont par exemple été expérimentés avec succès pour intensifier la réaction d’oligomérisation de l’éthylène.

[ DIGITALISATION ET IA - 2/2 ] Un des principaux axes de recherche d'IFPEN porte sur les procédés et les catalyseurs destinés à la production de carburants biosourcés. Ceci se traduit par de nombreux travaux expérimentaux dont les résultats génèrent de la connaissance capitalisée sous forme de modèles. Cependant, cette modélisation nécessite l’acquisition de nombreuses données expérimentales, ce qui est coûteux en temps et en moyens.

Contribution à l’étude des couplages dans les interfaces, les polymères et les milieux poreux Les travaux de Laurent Cangémi relèvent du domaine de la modélisation et concernent la formulation de couplages multiphysiques dans les matériaux. Ils concernent tous les milieux poreux qui sont soumis à des effets de transfert de masse, de chaleur, de plasticité ou d’endommagement, comme les supports de catalyseur ou les milieux naturels du sous-sol.