Minimisation du coût de l’énergie éolienne par l’adaptation du contrôle turbine au contrôle de parc

L’éolien est une énergie diffuse qui a besoin d’espace, ce qui conduit au regroupement des éoliennes dans des parcs qui en contiennent de plus en plus. Un inconvénient des parcs et plus particulièrement des parcs denses, est que les éoliennes qui les composent peuvent entrer en interaction aérodynamiques entre elles via les sillages qu'elles génèrent, provoquant des pertes d'énergie. Pour pallier ces pertes, il est possible de contrôler, du moins en partie, l’écoulement du vent au sein du parc en agissant sur l’aérodynamique des rotors d’éoliennes. Cette modification délibérée des sillages constitue le principe de ce qu’on appelle le contrôle de parc. 
Un frein au développement du contrôle de parc sur des parcs commerciaux est la crainte de détériorer les éoliennes en les faisant fonctionner dans des conditions qui peuvent être sous-optimales à l’échelle individuelle. D’une part, les éoliennes peuvent être amenées à fonctionner avec un désalignement par-rapport à la direction du vent, ou bien en état de sous-production délibéré. D’autre part, elles peuvent se retrouver dans un sillage turbulent complexe généré par les éoliennes situées en amont.
L’objectif de cette thèse est d’étudier comment le contrôle individuel des turbines peut être adapté afin de minimiser la détérioration des turbines dans les conditions énoncées précédemment, tout en fixant un objectif de minimisation global du coût de l’énergie pour la ferme.
Ce travail sera mené sous un co-encadrement entre IFPEN et le GIPSA-Lab. Il s’inscrit dans le sillage d’une thèse sur le contrôle éolien pour la gestion d’un compromis de fatigue entre plusieurs composants d’une éolienne, et de plusieurs thèses et études autour du contrôle de parcs éoliens. L’étudiant·e développera des stratégies de contrôle optimal et d’observation, avec l’objectif d’adapter des paramètres de contrôle visant à bien minimiser un critère de coût correspondant au coût de l’énergie éolienne. 
Les développements de la thèse pourront finalement conduire, s’ils sont suffisamment aboutis, à des tests sur un parc éolien à échelle réduite en soufflerie.

Mots clefs: Eolien, Contrôle de parc, Automatique, Estimation, Contrôle optimal, Optimisation

• Directeur de thèse    Prof., Mazen ALAMIR, GIPSA-Lab Grenoble, 0000-0002-3668-5721
• Ecole doctorale    ED220 EEATS, Université Grenoble Alpes 
• Encadrant IFPEN    Dr., David COLLET, Ingénieur de recherche, Département contrôle, signal et systèmes
• Localisation du doctorant    IFPEN, Lyon, France  
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2025 (3 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Ecole d’ingénieur généraliste ou Master mathématiques ou mécanique
• Connaissances linguistiques   Bonne maîtrise de l’anglais indispensable, français souhaitable
• Autres qualifications    Automatique, optimisation, traitement du signal

Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV à l’encadrant IFPEN indiqué ci-dessous.