Les objectifs de ce mémoire peuvent se scinder en deux parties distinctes. On retrouve tout d'abord un objectif de nature méthodologique qui consiste à réduire les coûts de calcul d'une méthode lagrangienne par particules vortex. Le second objectif est pour sa part davantage relié aux phénomènes physiques et à l'optimisation d'un concept de turbine à aile oscillante.

L'objectif méthodologique concerne une méthode vortex lagrangienne 2-D permettant de résoudre des écoulements externes, visqueux et incompressibles, autour de multiples corps en mouvement arbitraire. Avec une telle méthode, le contrôle de la relaxation de la résolution spatiale dans le sillage des corps est plus complexe que dans le cas d'une méthode eulérienne (méthode de grille), puisque la discrétisation des champs est réalisée via un ensemble de particules vortex. Étant donné le nombre sans cesse croissant de ces particules dans le sillage, les coûts de calcul deviennent alors de plus en plus importants. Afin de mieux contrôler cette augmentation du nombre de particules, une approche de redistribution par boîtes est donc proposée et permet à l'utilisateur de définir des boîtes de dimensions et de résolution variables. Les résultats montrent que dans plusieurs simulations, le nombre de particules peut être réduit jusqu'à 50% sans toutefois affecter significativement les prédictions des forces agissant sur les corps.

L'atteinte de l'objectif méthodologique s'est avérée nécessaire pour réaliser l'optimisation du rendement d'un concept de turbine à aile oscillante. Cette optimisation a été étudiée via la modification des fonctions de mouvement de l'aile et l'utilisation d'un volet au bord de fuite. Les résultats montrent que la modification des fonctions de mouvement ne permet qu'une faible amélioration du rendement. Toutefois, le déploiement d'un volet permet quant à lui d'aller jusqu'à doubler le rendement pour certaines conditions d'opération.

The objectives of this thesis can be divided into two separate parts. First of all, there is a methodological objective which consists in optimizing a vortex particle lagrangian method. Then, an objective related to the physics of flow and to the optimization of an oscillating wing turbine concept is presented.

The methodological objective is about a 2-D lagrangian vortex method that allows to simulate incompressible external flows around an arbitrary number of moving bodies. With such a method, the control on the downstream spatial resolution in the wakes of the bodies is much more complex than with an Eulerian method (mesh method) since discretization is achieved using many vortex particles. It was observed that when using this vortex method, the computational cost of a simulation became more important as the simulation progresses because of the growing number of particles. In order to control more efficiently this growing number of particles, a multiple-box redistribution approach is proposed and allows the user to define many boxes of variable dimensions and resolution. Results show that for many simulations the number of particles can be reduced by as much as 50%, without significantly affecting the prediction of the forces on bodies.

Achieving the methodological objective was necessary to optimize the efficiency of an oscillating wing turbine. This optimization has been studied through motion functions of the wing and the use of a flap at the trailing edge. Results show that the impacts on the efficiency of the modification of the motion functions of the wing is limited to a slight increase. However, using a flap can up to double the efficiency for given operating conditions.