ATTÉNUATION DES VIBRATIONS ET DE LA FATIGUE D'UNE ÉOLIENNE OFFSHORE FLOTTANTE DE TYPE BARGE DE 5 MW SOUS DES CHARGES DE VENT ET DE HOULE STOCHASTIQUES
Abstract
Cet article vise à étudier la réduction des vibrations et l'atténuation de la fatigue d'une éolienne offshore flottante 5 MW de type barge sous un vent et une houle, stochastiques. Un amortisseur de masse accordée omnidirectionnel et passif (TMD) installé dans la plate-forme flottante a été utilisé. Le programme de simulation couplée aéro-hydro–servo-élastique pour éoliennes, OpenFAST, a été utilisé pour effectuer les simulations numériques. Le TMD omnidirectionnel a été calibré sur les fréquences naturelles de tangage et de roulis de la plate-forme afin d'atténuer les vibrations et la fatigue dans les directions avant-arrière et latérale respectivement. Les coefficients d'amortissement optimaux du TMD omnidirectionnel dans les directions avant-arrière et latérale ont été obtenus à partir de deux procédures de minimisation où les fonctions objectifs sont respectivement les écarts-types des mouvements de tangage et de roulis issus de tests d’oscillation libre. L'efficacité du TMD omnidirectionnel a été vérifiée pour un cas de charge de vent et de houle stochastiques. Le pourcentage de variation de l'écart-type (Standard Deviation SD) et du moment à dommage équivalent (Damage Equivalent Moment DEM) entre les cas contrôlés et non contrôlés ont été utilisés comme indicateurs de réduction des vibrations et d'atténuation de la fatigue respectivement. De plus, une comparaison avec un double TMD a été réalisée. Les résultats obtenus montrent que le TMD omnidirectionnel offre une meilleure atténuation bidirectionnelle des vibrations et de la fatigue par rapport au double TMD. À titre d’exemple, les réductions de l’écart-type du mouvement de roulis de la plate-forme et du moment à dommage équivalent à la base de la tour dans la direction latérale peuvent atteindre respectivement 47% et 37%.
