Ingénieur de recherche projet KIWIN Développement d’un outil de simulation du vol d’un cerf-volant (Kite) pour la traction des navires.

Contexte du projet KIWIN

Cette offre s’inscrit dans le cadre du lot « jumeau numérique » du projet KIWIN porté par l’entreprise Beyond the sea dont l’objectif principal est de développer un démonstrateur à l’échelle 1 d’un système de traction par kite entièrement automatisé pour parvenir à réduire de 20 % en moyenne les émissions de gaz à effet de serre du transport maritime.

Dans ce cadre, un simulateur de dynamique du vol du kite est développé au sein du Centre de Recherche de l’école de l’air (CREA) en partenariat avec le Laboratoire de Mécanique et de Génie Civil (LMGC) et le laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de l’Université de Montpellier. Cet outil permettra d’accélérer singulièrement le développement du système automatisé de traction par kite « SeaKite » déjà existant en développant des ailes de plus en plus grandes. Ce travail participera à l’amélioration des méthodes de dimensionnement du kite et à la définition des stratégies à mettre en place pour traiter les situations critiques de vol.

Au niveau de l’Ecole de l’Air et de l’Espace, en complément de cette offre, une thèse est en cours qui traitent de la dynamique du vol ainsi qu’un post-doctorat pour le calcul de la structure de l’aile et de sa déformée. Deux autres thèses sont également en cours à l’université de Montpellier. La première porte sur l’optimisation de trajectoire tandis que la seconde a pour objectif de produire une base de données expérimentale pour valider les outils de simulation réalisés.

Missions

Le rôle de l’ingénieur de recherche sera d’assurer la livraison des codes et des méthodes de calculs (rédaction des documents théoriques et mode d’emploi, formations) au partenaire industriel. Ce dernier étant situé sur le bassin d’Arcachon cela implique des déplacements sur place et la participation à des essais à terre ou en mer, sur le prototype SeaKite et sur les navires partenaires (Fig. 1 & 2). Il participera aux réunions et à la réalisation de Benchmarks avec les industriels et les chercheurs. Il participera à la rédaction d’un cahier des charges avec les partenaires. Il participera également avec les chercheurs à la rédaction d’articles scientifiques et à des conférences nationales et internationales.

L’objectif est de développer le premier jumeau numérique (JN1), un simulateur de dynamique du vol du kite qui intègrera les effets de l’interaction fluide-structure. Le code doit servir notamment à la conception et à la mise au point du pilote automatique et des procédures d’envoi et de récupération. Il servira en outre, dans les premières étapes de conception, à évaluer les performances aérodynamiques et comme outils de dimensionnement.

Dans un deuxième temps et en fonction des travaux de recherche sur la structure du kite, on pourra intégrer les déformations du kite et le ventre des lignes pour avoir un modèle plus fidèle.

Pour valider le jumeau numérique nous disposons déjà d’une base de données expérimentale conséquente. Néanmoins ces travaux se sont concentrés sur des phases de vol stables. La thèse expérimentale avec l’université de Montpellier permettra de fournir des éléments de validation dans les cas critiques : décrochage, vol en bord de fenêtre, instabilités liées au flambement structurel. Elle fournira également des mesures de déformation pour valider les codes numériques.