A Centrale Nantes, de la mécanique des fluides en milieu informatique 

Les bassins océaniques de Centrale Nantes sont une institution dans le monde de la mer. Ils ont vu passer toute sorte de répliques d’engins flottants à la taille mini: paquebots, tankers, trimarans de course, éoliennes marines… Reportage.

P1050310.JPGLa première chose qui étonne quand on entre dans le hangar tout en rondeur qui abrite les deux bassins d’essais de l’école d’ingénieur nantaise, c’est le bazar qui y règne. Ici un bout d’hydrolienne marine, là une maquette de flotteur de bateau de course au large, et juste à côté une réplique de paquebot bardée de capteurs. Et derrière tout ça, le bassin de tractage (photo ci-dessus), et le bassin de houle (ci-dessous).

Baignade interdite

Imaginez une gigantesque piscine de 50 mètres de long par 30 de large, profonde de 5 à 10 mètres. Au dessus, une manche à air géante. Et sur toute une largeur de bassin, plusieurs dizaines de volets pilotés un à un. Ce sont ces volets qui permettent de créer toutes sortes de houles sur mesure, de mer calme à mer agitée, en passant par la complexe houle croisée. Le dispositif permet même de générer l’une de ces fameuses vagues « scélérates », aussi imprévisibles que redoutées par les marins. Le tout à l’échelle 1/20e : une petite vague d’1 mètre dans le bassin de houle équivaut à un monstre de 20 mètres de haut en mer.

Ce bassin de houle est déjà un beau joujou pour les chercheurs spécialisés en mécanique des fluides et les concepteurs de bateaux. Mais il va encore gagner en performance d’ici 2019. Le bassin va en effet être allongé de 40 mètres, et un système de plancher mobile sera ajouté au dispositif existant, pour créer des courants sur mesure. Avec ces travaux l’ambition de Centrale Nantes est d’intégrer le top 5 mondial des bassins d’essais.

A l’agrandissement du bassin de houle s’ajoutera dès la rentrée prochaine l’ouverture d’une chaire de recherche en hydrodynamique et structures marine co-financée par Centrale Nantes et un opérateur privé, le Bureau Veritas, société de services spécialisée dans l’inspection, l’audit, les tests et les visites de sécurité. Embarqué dans l’aventure, également, HydrOcéan, une start-up innovante spécialisée dans l’aide à la conception dans le domaine maritime, et NextFlow Software A la clé, « du transfert technologique entre la recherche et les entreprises », comme le résume Erwan Jacquin, ancien élève de Centrale Nantes, fondateur d’HydrOcéan, propriété de Bureau Veritas depuis septembre 2015. Objectif: faire avancer la recherche en hydrodynamique, mais aussi développer des outils et des technologies au plus près des besoins de la filière navale.

De l’eau binaire

Pour faire aboutir les projets de cette nouvelle chaire, et avancer encore plus loin dans la connaissances des secrets de la mécanique des fluides, les chercheurs de Centrale Nantes ne s’appuieront pas uniquement sur les bassins d’essais, aussi performants soient-ils. Depuis plusieurs années déjà, nombre de tests se font grâce à des modèles numériques. Modèles qui pour « tourner » ont besoin de supercalculateurs. Et ça tombe bien, puisque Centrale Nantes abrite en son sein l’un des 12 calculateurs les plus puissants de France, dotés de 6000 cœurs – bientôt 10 000.

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Les modèles numériques développés par des laboratoires de recherche comme ceux de l’école d’ingénieurs nantaise permettent de tester la résistance d’un bateau à différents types de mers, d’évaluer la résonance des vagues sur des structures données, ou bien encore d’affiner le design d’un coque ou d’une hélice pour améliorer leurs performances. Un paramètre important pour les armateurs puisqu’il peut permettre de faire des économies substantielles en terme de carburant…

Exemple de simulation Centrale Nantes

Mais les chercheurs de Centrale Nantes ont aussi travaillé ces dernières années à la « prédiction » des caractéristiques de la houle en un lieu et à un moment donné. « Sur un porte-avions, c’est indispensable de prédire la houle quelques minutes à l’avance, pour faire décoller ou atterrir les avions au moment le plus adapté, explique David Le Touzé, titulaire de la nouvelle chaire de recherche. C’est le type de travail que nous avons déjà fait pour la Marine ». « Aujourd’hui, poursuit le chercheur, nos outils permettent de calculer assez précisément l’écoulements des fluides et les forces exercées sur un bateau par mer calme. On sait aussi décrire la progression des vagues à une échelle locale, sur une surface de 10 km2. En revanche, il reste une grande marge de progression quand la mer est agitée ». Autre piste de recherche: l’optimisation des routes maritimes empruntées par les bâtiments de la marine marchande grâce à des logiciels de routage capable de « prédire » l’état de la mer, et le roulis qui peut en découler.

La chaire en hydrodynamique et structures marine de Centrale Nantes va bénéficier d’un budget de 7,5 millions d’euros sur 10 ans. Elle va permettre de financer une dizaine de thèses, une quinzaine de séminaires, une dizaine de campagne d’essais. Avis aux étudiants-futurs ingénieurs passionnés par les mystères de la mécanique des fluides: il y a peut-être une place pour vous du côté de Centrale Nantes…

 Vu du ciel 47°14’58.2″N 1°32’59.5″W

 

 

 

 

3 réflexions sur “A Centrale Nantes, de la mécanique des fluides en milieu informatique 

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