approche mécatronique pour la modélisation et le contrôle d’une turbine éolienne en vue de la maîtrise de leur comportement dynamique

Abstract

Les turbines éoliennes sont des systèmes de production d'énergie électrique à partir de l'énergie cinétique du vent. Les comportements dynamiques de ces systèmes sont di ciles à maîtriser. Ceux-ci sont liés fondamentalement à des interconnexions mal maîtrisées entre les sous-systèmes. Une ré exion sur les di érents modèles de la turbine éolienne existants dans la littérature met en évidence un manque des détails de modélisation ainsi que l'absence de prise en compte des interactions énergétiques entre les sous-systèmes. Ces lacunes rendent di ciles l'analyse et la maîtrise des comportements dynamiques de ce système. Dans cette thèse, une approche mécatronique de représentation multiphysique et multiniveaux appliqués aux systèmes de production éolienne a été proposée: la turbine éolienne est considérée comme un système mécatronique multidisciplinaire comprenant di érents domaines de la physique comme l'aérodynamique, la mécanique, l'électromécanique, l'électronique de puissance et le système de commande. Ces sous-systèmes sont modélisés en détail et les interactions entre eux sont bien prises en compte. Cette démarche o re une vision énergétique, globale et structurelle pour la maîtrise de la dynamique de ce système complexe. Une ré exion sur les outils de modélisation des syst èmes mécatroniques existants a conduit au choix du Bond Graph en tant qu'outil fondamental pour la modélisation des di érents éléments du système, l'analyse des propriétés des modèles et la conception des lois de commande. La abilité du modèle proposé et la robustesse des lois de commande ont été véri ées par des simulations