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EA 4253 | Laboratoire universitaire des sciences appliquées de Cherbourg

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Écoulements et Environnement

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Présentation générale

L'équipe « Écoulements et Environnement » est composée d'enseignants-chercheurs du site universitaire de Cherbourg-en-Cotentin (Unicaen) et de l'institut des sciences et techniques de la mer (Cnam-Intechmer). Les activités de cette équipe peuvent être regroupées autour de deux axes principaux :

Energies Marines Renouvelables / Hydroliennes
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Environnements marins naturels et impact des activités anthropiques
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Energies Marines Renouvelables / Hydroliennes


Les recherches sur les Energies Marines Renouvelables (EMR) connaissent actuellement un essor important en particulier dans le secteur hydrolien. Le potentiel hydrolien est considérable en Normandie. En effet, les courants de marée, à la fois puissants et réguliers, constituent une réserve d’énergie inépuisable qu’il est possible de transformer en énergie électrique avec des hydroliennes. Le développement de la filière hydrolienne nécessite de bien connaître l’environnement marin aussi bien du point de vue physique que biologique.

Les travaux actuels portent sur la modélisation numérique des courants et du transport sédimentaire dans les sites hydroliens comme le Raz-Blanchard. L’objectif est non seulement de quantifier le potentiel hydrolien mais également de choisir l’emplacement des turbines et d’analyser l’impact des fermes d’hydroliennes sur les courants, le transport sédimentaire et l’activité biologique. Pour cela, nous réalisons des simulations numériques à trois échelles :




Échelle de l’hydrolienne (optimisation de la technologie, interaction fluide-structure) 
 Modélisation LBM-LES d'une hydrolienne tri-pale
Modélisation LBM-LES d'une hydrolienne tri-pale


 Modélisation des effets de sillage dans le Raz Blanchard. Perturbation du champ de vitesse (en m/s) dans le plan horizontal.
Modélisation des effets de sillage dans le Raz Blanchard. Perturbation du champ de vitesse (en m/s) dans le plan horizontal.





Échelle de la ferme hydrolienne
(effets de sillage, optimisation du placement des machines pour maximiser la production d’énergie)




Échelle régionale
(estimation du potentiel hydrolien, impacts à longue portée des hydroliennes sur les écoulements et le transport sédimentaire)
 Représentation des courants du Raz Blanchard

Parallèlement aux simulations numériques, nous réalisons des essais en mer et développons, dans le cadre de collaborations, des systèmes de mesures adaptés aux milieux très énergétiques. Cette approche multidisciplinaire est mise en œuvre dans le cadre de projets collaboratifs tels que le projet ANR THYMOTE qui porte sur la caractérisation de la turbulence sur les sites hydroliens. Au sein du laboratoire, l’équipe « Ecoulements et Environnement » travaille avec l’équipe « Stockage de l'Énergie Électrique et Matériaux » ce qui permet d’étudier toute la chaine de production d’énergie hydrolienne : estimation du gisement, positionnement des turbines, évaluation de l’énergie captée par les turbines, estimation de la production d’énergie mécanique et électrique, architecture électrique de la ferme hydrolienne et stockage.
 

Environnements marins naturels et impact des activités anthropiques


L’équipe « Ecoulements et Environnement » possède une longue expérience dans l’analyse des différents compartiments biotiques et abiotiques du milieu marin. Il s’agit de caractériser les masses d’eau, les sédiments (cohésifs ou non) et les quantités dissoutes transportés (MO, O2…). Une partie de ces travaux consiste à étudier les interactions entre les activités anthropiques côtières (EMR, aquaculture, ports, aménagements divers…) et les différents compartiments biologiques de l’environnent marin.

Nos recherches concernent plus particulièrement :
  • La caractérisation de la contamination organique et minérale de la masse d'eau et l’étude de son impact sur les organismes marins et les activités aquacoles.
  • L’étude de l’impact des activités anthropiques sur le comportement et la physiologie des organismes marins.
  • La caractérisation du biofouling et l’étude de son impact sur le rendement énergétique des EMR.
Illustration Écoulements et Environnement


Savoir-faire et outils

L’équipe « Ecoulements et Environnement » utilise des compétences et des outils complémentaires :

  • Modélisations numériques
    • CFD : ANSYS Fluent, OpenFoam, Palabos (LBM)
    • Modélisation régionale : Telemac, Tomawac, Sisyphe
  • Modélisations physiques : tunnel hydrodynamique avec mesures par PIV
  • Expérimentation et analyse en laboratoire : modèles in-vitro, mesures XRF, CHS...
  • Mesures de terrain : mesures de courant par ADCP/ADV, prélèvements d’eau et de sédiment, mesures géophysiques…


Pour en savoir plus :



Photo GUILLOU Sylvain
GUILLOU Sylvain

Directeur Adjoint Lusac
Responsable Thématique
Professeurs des Universités
Photo MEAR Yann
MÉAR Yann

Directeur CNAM Intechmer
Reponsable Thématique
Professeurs des Universités


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Dernière modification : 2 juillet 2019



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