Numéro : 2805 - Année : 2024
Multi-modèles et apprentissage automatique pour l’optimisation et le contrôle du pas d’un propulseur cycloïdal
Frédéric HAUVILLE, Florent BECKER, Naval Academy Research Institute (IRENav), BCRM Brest, CC600, 29240 Brest Cedex9, France
Matthieu SACHER, Guillaume FASSE, ENSTA Bretagne, CNRS UMR 6027, IRDL, 2 rue Francois Verny, 29806 Brest Cedex9, France
Grégory GERMAIN, IFREMER, LHyMar Laboratory, 62200 Boulogne-sur-Mer, France
Le fonctionnement d’un propulseur marin à axe transverse est très différent de celui des hélices ou des turbines axiales classiques. Il est en effet caractérisé par la rotation de plusieurs pales autour d’un axe vertical, associée à un mouvement de chaque pale autour de son axe propre. L’avantage de ces systèmes est de générer une force de poussée vectorielle à 360°. La cinématique élaborée des pales produit une poussée horizontale dont le rendement hydrodynamique dépend fortement de la loi de commande des pales. L’IRENav s’intéresse depuis de nombreuses années à ces propulseurs à axes transverses et a conçu une plateforme expérimentale SHIVA (Système Hydrodynamique Intelligent à Variation d’Angle), largement instrumentée, de grande dimension (0,8-1,6 m de diamètre), qui permet de générer toutes les formes de cinématiques par le biais de moteurs électriques auxiliaires indépendants qui assurent le calage instantané de chacune des pales autour de leur axe de rotation situé au quart de corde, synchronisés sur le moteur électrique principal. Les études préliminaires menées ces dernières années entre l’Ecole Navale, l’ENSTA Bretagne et l’Ifremer semblent indiquer des possibilités d’amélioration importantes et inédites sur le plan du rendement hydrodynamique. Il est d’ailleurs connu que ce genre de rotor présente une cinématique de pales très originale mais complexe en termes d’optimisation. En effet, pour les deux modes de fonctionnement, la loi de calage dépend à la fois du paramètre d’avance l, des paramètres géométriques et de la stratégie souhaitée. Après une présentation rapide de la plateforme SHIVA et la description de la méthode d’optimisation par méta-modélisation utilisée pour optimiser les performances du propulseur à axe vertical, certaines optimisations réalisées en décembre 2023 sont détaillées et analysées.
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