Formulation and finite element solution of control problem of wind-turbines with flexible blades accounting for inelastic dissipation

Formulation et solution par éléments finis du problème de contrôle d'éoliennes à pales flexibles tenant compte de la dissipation inélastique La modélisation numérique avancée est essentielle dans le développement de structures flexibles afin de prendre en compte les phénomènes non linéaires. Cette thèse vise à développer un modèle numérique d'une éolienne innovante à pales flexibles afin d'étudier leur comportement lors d'événements extrêmes. La contribution originale de ce travail réside dans le développement d'un modèle de poutre non linéaire capable de capturer les effets inélastiques dans les rotations. Pour modéliser ces pales flexibles, nous étudions le comportement plastique localisé d'une poutre géométriquement exacte en 2D et 3D dans le cadre des rotations finies, en adoptant l'approche de discontinuités intégrées. La formulation proposée intègre un modèle viscoplastique avec un durcissement isotrope et un adoucissement plastique. Ce mécanisme avancé de dissipation décrit l'évolution des charnières plastiques en articulations cinématiques à mesure que la dissipation plastique progresse, entraînant une diminution graduelle de l'énergie de déformation. La recherche explore également la théorie du contrôle pour améliorer la stabilité et les performances des structures flexibles dans des conditions extrêmes. L'intégration de la théorie du contrôle optimal au modèle de poutre de Reissner représente une approche novatrice, notamment grâce à l'application du régulateur linéaire-quadratique, qui guide le système multi-corps vers un état souhaité en manière optimale. Par ailleurs, ce travail étend le cadre port-Hamiltonien aux structures flexibles non linéaires et aux techniques de contrôle basées sur l'énergie, en exploitant ses propriétés intrinsèques de passivité et de conservation d'énergie.