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Exploiter le potentiel de l'éolien off-shore

Installer, exploiter, maintenir des éoliennes dans des conditions extrêmes : c'est à ce défi que sont confrontés les opérateurs de parcs éoliens en mer. Compte tenu de la variété des enjeux technologiques et économiques associés, TotalEnergies mène de front de nombreux programmes de R&D. Un des axes prioritaires consiste à qualifier de nouveaux matériaux en vue d'améliorer les performances mécaniques des systèmes en milieu marin. Les outils de simulation numérique, quant à eux, aident à dimensionner et à positionner les éoliennes de manière à maximiser le productible.

L’éolien représente une part importante du mix énergétique mondial. L’ambition de TotalEnergies dans ce domaine est d’instituer un nouvel état de l'art dans l’exploitation offshore. Il sera caractérisé par des coûts d’installations flottantes réduits drastiquement, par la mise en œuvre de composants plus performants car mieux adaptés à l’environnement marin et par une meilleure maîtrise du risque, grâce à des modèles et des techniques de qualification performants. Pour atteindre son objectif, la Compagnie s’appuie notamment sur son expérience et son expertise dans le déploiement de plateformes en haute mer.

En support aux projets pilotes d’éolien flottant offshore, les équipes numériques de Paris-Saclay aident à maximiser le productible des fermes éoliennes. L’analyse des images satellites permet d’identifier leur lieu d’implantation optimum en tenant compte des conditions de vents et des données météorologiques (projet mené en partenariat avec l’Ecole polytechnique). La simulation numérique sert quant à elle de base au développement de nouveaux contrôleurs de turbines avec par exemple le calcul de l’angle des pâles en fonction du vent et de l’effet de sillage.

Ils vous racontent le monde de demain

Les défis de l'éolien offshore

To meet our renewable energy production commitments, we are studying the installation of offshore wind turbines.

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FOCUS : le numérique pour développer l'éolien offshore

Portrait Sébastien Gourvenec

 

Interview de Sébastien Gourvenec,
Responsable adjoint du programme de R&D Data Science & AI, à TotalEnergies Paris-Saclay

 

Comment accompagnez-vous le programme de recherche dans l’éolien offshore ?

Notre activité consiste à préparer l’avenir : nous concevons les outils numériques qui, demain, équiperont les programmes bas carbone de la Compagnie, dont le programme éolien. Dans le domaine spécifique de l’éolien offshore flottant, nous créons un portefeuille d’outils de simulation numérique permettant, grâce à l’étude de différents scénarios, de concevoir des fermes éoliennes offshore et flottantes les plus performantes possibles. Notre recherche porte spécifiquement sur trois axes connectés et dépendants les uns des autres  :

  • le développement de modèles de production d’électricité d’installations et d’optimisation de configuration de ces installations,  
  • le développement de simulateurs puissants,
  • et, enfin, le développement de modèles météorologiques pour intégrer l’évolution à long terme des vents dans les scénarios. 

L’offshore flottant est un domaine complexe où la recherche est encore à ses débuts et le changement climatique rend les prévisions d’évolution des vents très difficiles à modéliser. Pour progresser vite, nous nous sommes rapprochés d’acteurs de la recherche académique réputés, comme le National Renewable Energy Laboratory (NREL) aux USA et la Technical University of Denmark (DTU) pour bénéficier de leurs avancées. Cependant, notre approche reste de comprendre les modèles que nous nous procurons pour pouvoir les perfectionner et y injecter l’expertise métier de la Compagnie. Nous sommes convaincus que maîtriser les algorithmes que nous utilisons est un facteur décisif pour faire la différence et se positionner en leader dans les années à venir.

Nous bénéficions de deux atouts clés pour atteindre nos objectifs : un pool de spécialistes en data science, en simulation et en optimisation à Saclay et l’accès aux moyens de calcul de haute performance (HPC) de la Compagnie, indispensable pour faire tourner des modèles précis dans des temps raisonnables.