Stage – Optimisation topologique des avant-directrices d’une turbine hydroélectrique

SuperGrid Institute

SuperGrid Institute regroupe 180 employés de 28 nationalités différentes dans un environnement dynamique à Lyon. En tant que centre de recherche et d’innovation indépendant, nous sommes spécialisés dans le développement des technologies pour le futur réseau de transport d’énergie, le « supergrid », y compris les technologies HVDC et MVDC.

Centre de recherche multidisciplinaire avec des capacités de simulation avancées et de multiples plateformes de test, dont de nombreux laboratoires associés, SuperGrid Institute utilise son expertise pour fournir un large éventail de services et de solutions pour aider ses clients à développer des systèmes électriques, leurs équipements et leurs composants. Nous sommes experts en architecture de réseau et travaillons à assurer la sécurité et la stabilité de celui-ci tout en permettant l’intégration de sources d’énergie renouvelables intermittentes. Pour plus d’infos, visitez notre site : www.supergrid-institute.com

 

Contexte général

Afin de générer du courant électrique, une turbine hydraulique est alimentée par de l’eau. Afin d’optimiser ses performances, la turbine est alimentée de manière uniforme sur toute sa circonférence. Ainsi, l’eau qui va être turbinée est acheminée du lac amont jusqu’à la turbine en passant par une conduite forcée, puis par une volute et 2 rangées d’ailettes appelées directrices entourant la turbine. Les directrices sont des pièces aux propriétés mécaniques ayant un profil hydraulique permettant de diriger le flux d’eau vers la turbine tout en limitant la trainée. La conduite forcée permet d’amener l’eau située dans le réservoir amont jusqu’à la caverne où est localisée la turbine. La volute est une canalisation à section décroissante qui s’enroule autour de la roue et qui assure la distribution de l’eau en entrée de roue. Afin de contrôler correctement la direction et la quantité d’eau entrant dans la turbine, 2 rangées de directrices sont intercalées entre la volute et la roue. Les directrices de la première rangée (en sortie de la volute) sont appelées avant-directrices.

 

 

 

Aujourd’hui, le profil de ces directrices est optimisé en utilisant des outils d’optimisation paramétrique : leur forme est caractérisée par un jeu de paramètres  (représentant par exemple des épaisseurs, des rayons de courbure, des coordonnées ou coefficients de pôle de Bézier), dont le choix repose sur l’expérience, qu’il s’agit ensuite d’optimiser par la résolution d’un problème du type :

J et C désignent respectivement un objectif et une contrainte. Ces outils industriels fonctionnent bien mais ils restreignent le champ des solutions aux seules géométries paramétrables par le formalisme choisi a priori.

 

 

Objectifs / Missions

 

Au cours de ce stage, on souhaite s’intéresser à l’apport des méthodes d’optimisation topologique « modernes » pour dimensionner de nouvelles avant-directrices plus performantes tout en réduisant leur masse, et donc les coûts. En un mot, ces méthodes s’affranchissent d’une paramétrisation a priori du design recherché et le problème à résoudre s’écrit :

 est une forme quelconque. La résolution numérique de tels problèmes repose sur des méthodes mathématiques modernes de dérivation par rapport au domaine, et sur des implémentations numériques efficaces (utilisant par exemple la méthode des lignes de niveaux). Ce formalisme permet ainsi d’explorer de nouveaux champs de solution, aux silhouettes originales.

De manière pratique, au cours de ce stage, le stagiaire sera en charge :

  • D’une étude bibliographique sur l’optimisation topologique adaptée à des problèmes de mécanique des milieux continus et des fluides.
  • De coder et de réaliser les calculs dans des situations simplifiées pour concevoir, en optimisation topologique, de nouvelles avant-directrices.

 

Le stage est une collaboration entre l’Institut SuperGrid et le Laboratoire de mathématiques appliquées Jean Kuntzman. Il se déroulera à Grenoble.

 

Profil du candidat

Etudiant en dernière année d’école d’ingénieur ou master, ayant des compétences en mathématique appliquées et en méthodes numériques.

Le candidat devra savoir travailler en équipe, être synthétique et être rigoureux dans son travail.

Autres informations

Les candidatures doivent être transmises à l’adresse suivante : internship@supergrid-institute.com.

Chez SuperGrid Institute, nous respectons et valorisons la diversité de nos collaborateurs, leurs parcours et leurs expériences dans un objectif d’égalité des chances pour tous. La diversité est au cœur de notre fonctionnement et nous nous engageons à proscrire toute discrimination de notre gestion des ressources humaines. SuperGrid Institute rend accessible l’ensemble de ses postes aux personnes en situation de handicap.

 

Caractéristiques de l'emploi

Catégorie emploiStage
Contract TypeStage
Duration6 mois
Start DateFévrier 2022
Place of work38400 Saint martin d’hères

Postuler en ligne

Un email valide est requis.
Un numéro de téléphone valide est requis.

By submitting this form, you agree that your information may be treated by SuperGrid Institute for the management of job applications. For more information about the management of your personal data and to exercise your rights (correction, deletion etc.), please refer to the terms of use.