Étude numérique et expérimentale d’une aile oscillante passive pour la récupération d’énergie hydraulique

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.