Assas Recherche | Miniaturisation bioinspirée d'un convertisseur aéromécanique pour l'exploitation des faibles vitesses de vent

Miniaturisation bioinspirée d'un convertisseur aéromécanique pour l'exploitation des faibles vitesses de vent (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Carre Aure?lien

Carre, Aure?lien

Nom

Carre

Prénom

Aure?lien

Nationalité

Français

Date de soutenance : 19-07-2019

Directeur(s) de thèse : Tabourot Laurent

Tabourot, Laurent

Nom

Tabourot

Prénom

Laurent

- Roux Emile

Roux, Emile

Nom

Roux

Prénom

Emile

Etablissement de soutenance : Université Grenoble Alpes (ComUE)

Université Grenoble Alpes (ComUE)

Nom

Université Grenoble Alpes (ComUE)

Laboratoire : Systèmes et matériaux pour la mécatronique (Annecy ; 2006-....)

Systèmes et matériaux pour la mécatronique (Annecy ; 2006-....)

Nom

Systèmes et matériaux pour la mécatronique (Annecy ; 2006-....)

Ecole doctorale : École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry ; 2007-2021)

École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry ; 2007-2021)

Nom

École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry ; 2007-2021)

Informations générales

Discipline : Sciences Pour l'Ingénieur
Classification : Physique

Mots-clés libres : Biomimétisme, Miniaturisation, Récupération d'énergie, Faibles vents
Mots-clés :

Énergie éolienne
Éoliennes - Construction
Systèmes microélectromécaniques

Résumé : L'Internet des objets est en pleine croissance, et nécessite le développement de capteurs autonomes communicants. L'autonomie de tels capteurs peut passer par la récupération d'énergie ambiante afin de limiter l'utilisation de batteries. L'objectif de la thèse est d'étendre les possibilités de conversion en développant une micro éolienne aussi petite que possible pour récupérer l'énergie cinétique des vents à faibles vitesses. Une rupture au niveau de la géométrie est nécessaire et se fonde dans ces travaux sur le biomimétisme.Dans cet objectif, une étude du comportement des samares par stéréocorrélation d'images est menée afin de reconstruire leur mouvement en trois dimensions. Dans un premier cas, les samares chutent verticalement ; dans une deuxième configuration elles sont percées à l'emplacement de leur centre de rotation et sont placées sur un axe horizontal dans une soufflerie. Les samares tournent alors jusqu'à 89% plus rapidement qu'en chute libre avec presque 2000 trs/min : elles sont donc un bon modèle pour des pales de micro éolienne efficace.Puis, plusieurs hélices bioinspirées sont conçues et fabriquées par stéréolithographie. Les hélices sont ensuite assemblées avec une génératrice électromagnétique miniature réalisée au CEA de Grenoble. La meilleure d'entre elles est identifiée après une batterie de tests. Par la suite, l'efficacité de la micro éolienne optimale est vérifiée en mesurant les puissances développées pour une large gamme de vents (jusqu'à 8 m/s). La puissance maximale s'étale de 50 µW pour 1,2 m/s à plus de 80 mW à 8 m/s ; le coefficient de puissance et le rendement total optimaux apparaissent à 4 m/s et sont respectivement de 29% et 17,5%. Cela nous place au-dessus des meilleurs prototypes de la littérature. Par conséquent, la validité du choix initial du biomimétisme et de son apport pour les petites dimensions est confirmée

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2019GREAA012
Type de ressource : Thèse