L'objectif principal de ce mémoire est de présenter le processus de conception qui a mené à la réalisation d'un prototype expérimental d'hydrogénérateur à ailes oscillantes de 1 kW. Ce dernier a été réalisé de manière à démontrer le potentiel d'extraction d'énergie d'un hydrogénérateur à ailes oscillantes et pour valider certaines prédictions numériques effectuées par le Laboratoire de Mécanique des Fluides Numériques (LMFN) de l'Université Laval.
Une revue de littérature présentant tous les hydrogénérateurs à aile(s) oscillante(s) répertoriés dans la littérature et leur principe de fonctionnement est d'abord présentée. Ensuite, la conception et l'expérimentation d'un premier prototype de petite taille est montrée. Des observations pertinentes quant à la conception du prototype de 1 kW sont aussi incluses. Suit alors la description explicite de la conception de l'embarcation motorisée permettant de faire fonctionner le prototype de 1 kW, la présentation du choix de la topologie de mécanisme et son processus d'optimisation et une description détaillée du prototype de 1 kW lui-même.
Les résultats expérimentaux obtenus avec le prototype de 1 kW sont présentés de façon sommaire. Une analyse approfondie de ces derniers sera effectuée par Kinsey ([1]).
The main objective of this thesis is to present the design process that led to the realization of an experimental prototype of a 1 kW hydrokinetic oscillating wing generator. The latter has been built to demonstrate the power extracting capability of the oscillating wing technology and to validate parts of the numerical modeling that has been performed at Laboratoire de Mécanique des Fluides Numériques (LMFN) of the Laval University for this type of system.
A review of the state-of-the-art of oscillating wing generators found in the literature is first presented, bringing details on when, where, why and how these systems were built. The design and experimentation of a first-generation small-scale prototype is shown. Observations made from the experimentation of the latter that are relevant to the design of the 1 kW prototype are presented next, which is followed by an explicit description of the design of the motorized boat on which the 1 kW turbine is mounted to perform experimentations, the choice of mechanism topology and its optimization process and a detailed description of the 1 kW prototype itself.
The experimental results obtained with the 1 kW prototype are summarized in this Master's thesis. A deeper analysis will be presented by Kinsey ([1]).