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École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan (11/12/2007), Bernard Multon (Dir.)
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Méthodologie de dimensionnement d'un système de récupération de l'énergie des vagues
Marie Ruellan1

Les travaux consignés dans cette thèse concernent un système endulaire de récupération de l'énergie des vagues en forte puissance (de l'ordre du MW) (SEAREV). Ils ont été menées en vue de la conception optimale de la chaîne électrique de récupération. Dans cet objectif, il a fallu prendre en compte les différents couplages hydrodynamique - mécanique - électrique - contrôle, ceci dans un contexte de sollicitations fluctuantes. Grâce à une collaboration avec le LMF de l'école Centrale de Nantes, nous avons pu disposer des modèles hydrodynamiques adaptés, et ainsi développer une méthodologie de dimensionnement de la chaîne de récupération sur cycles complexes. Différents modes de contrôle du système pendulaire ont été étudiés et comparés, notamment celui à amortissement optimal avec écrêtage de la puissance qui permet un meilleur dimensionnement de la chaîne électrique. Ces travaux ont permis de déterminer les profils de couple et vitesse du pendule et donc de la machine permettant le dimensionnement d'une architecture électromagnétique à flux radial et à aimants permanents en surface. Les résultats sont principalement présentés sous forme de front de Pareto : coût des parties actives / pertes énergétiques sur cycle. Des études de sensibilité de quelques paramètres (machine et ressource) ont été menées et analysées afin de conserver un regard critique sur les résultats.
1:  SATIE - Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie
énergie des vagues – méthodologie de dimensionnement – machine synchrone à aimants – couplages multiphysiques – optimisation – études sur cycles – lois de commande

This thesis works are concerned with a pendular wave energy power take off in high power (about 1 MW) (SEAREV). They have been conducted for an optimal design of the energy conversion chain (electromagnetic generator and power electronic converter). For this purpose, different coupling hydrodynamic - mechanic - electrical- control have to be taken into account, in a context of fluctuating sollicitations. Thanks to a collaboration with the LMF from Ecole Centrale de Nantes, we get hydrodynamic models, and thus we developped a design methodology for the electric conversion chain on complex cycles. Different control modes of the pendular system have been studied and compared, especially the optimal damping control with power limiting, which allows a best electricalchain design. This work leads to the determination of the pendulum and machine torque and speed profiles, allowing the design of a radial flux surface mounted permanent magnet electromagnetic architecture. The results are mainly presented in the form of Pareto fronts : active part costs / energetic losses on cycle. Sensitivity studies of some parameters (machine and resource) have been led and analysed in order to conserve a critical look on the results.
wave energy – design methodology – permanent magnet synchronousmachine – optimization – control laws