RA 1 : Production d’énergie décarbonée

Objectifs:

Améliorer les nouveaux concepts de conversion d'énergie décarbonée
Améliorer les interactions fluide-structure dans les technologies de production d'électricité
Améliorer la fiabilité et les performances des installations électriques

Pour maintenir le réchauffement climatique en dessous de la limite des 2 °C, le développement de technologies à faible émission de carbone et d'énergies renouvelables est primordial. Pour atteindre cet objectif, il faudra améliorer la conversion de l'énergie à faible teneur en carbone, autrement dit : capter l'énergie disponible autour de nous et la convertir en énergie exploitable, notamment en électricité.

L'énergie nucléaire, l'énergie éolienne et l'énergie solaire sont des moyens courants à faible émission de carbone pour convertir l'énergie (chaleur, vent et lumière) en électricité. Mais l'énergie solaire peut également être convertie en une énergie comme du H₂ ou du carburant. L'énergie des vagues est également étudiée pour convertir l'énergie cinétique en électricité.

L'un des problèmes est que presque toutes les installations de production d'énergie sont soumises à des interactions fluide-structure. Le problème des interactions fluide-structure réside dans les vibrations induites par les écoulements turbulents, qui limitent la stabilité mécanique des installations industrielles. Même les parcs solaires peuvent subir des vibrations sous l'effet des rafales de vent, notamment dans le sillage aval des panneaux.

Un autre exemple bien connu est celui des turbines, qui transforment l'énergie cinétique d'un écoulement fluide (air ou eau) en électricité. L'intégrité et la durabilité structurelles sont des préoccupations majeures pour tous les types d'installations de production d'énergie, tant pour des raisons de sécurité que de durabilité économique. Un facteur clé à cet égard est le fait que les problèmes liés à la production d'énergie sont très similaires à ceux rencontrés dans d'autres domaines industriels, à condition que les matériaux soient identiques. Par exemple, la prédiction de la durée de vie des rails sous la charge des trains qui passent est très similaire à celle associée aux cycles de pressurisation et de dépressurisation dans les cuves des centrales électriques.

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