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Thierry Maitre    

Thierry Maitre

Maître de conférences
Téléphone : 04.76.82.50.35
Courriel : Thierry.Maitre(A)legi.grenoble-inp.fr
Bureau : G107
Équipe : ENERGETIQUE

Mes activités se déclinent autour de 2 axes principaux :

AXE 1 HYDROLIENNES

j’ai orienté, mes recherches, au début des années 2000, dans le domaine des énergies renouvelables. Jean-Luc Achard et moi-même avons développé un projet d’hydroliennes à flux transverse (HARVEST) destiné à la récupération de l’énergie des courants marins et fluviaux. Une collaboration étroite avec EDF s’est établie dès le début du projet HARVEST et s’est renforcée au fil des ans jusqu’à aujourd’hui. Trois laboratoires de la région Rhône-Alpes (3R-R, G2Elab et LAMCOS) ont été associés aux recherches pour les problématiques de structures et de contrôle électrique.

J’ai conduis pour le LEGI les recherches concernant la compréhension et la prédiction de l’écoulement dans les turbines à flux transverses. Cet écoulement est complexe car il développe des décollements dynamiques au régime nominal de la turbine. De nombreux essais sur modèles ont été réalisés dans le tunnel hydrodynamique du LEGI avec l’appui de Jean-Pierre Franc, Laure Vignal et Michel Riondet. Des modélisations numériques URANS ont été développées sous la houlette de Christian Pellone et comparées aux essais.

Une dizaine de thèses, réalisées dans le cadre d’ANR, d’appel d’offre Région ou de contrats industriels, ont permis de couvrir les thématiques de recherche suivantes :

- Compréhension et modélisation du décollement dynamique dans les turbines à flux transverse
- Augmentation des performances par ajout de carénages
- Augmentation des performances par effet de mise en parc.

Les développements réalisés ont conduit à un portefeuille de brevets protégeant un système hydrolien à axe vertical bi-rotor caréné, actuellement commercialisé par la Start-Up Hydroquest, émanation de Grenoble-INP.

Aujourd’hui, le premier parc d’hydroliennes en mer est installé par EDF sur le site de Bréhat-Paimpol. Il comprend 4 hydroliennes à flux axial de 16m de diamètre (500kW). A terme, si l’on veut pouvoir installer de grands parcs en mer, les problématiques suivantes doivent être traitées :
- impact sur les courants à grande échelle
- optimisation du placement des hydroliennes
- tenue mécanique face à des événements exceptionnels (tempêtes, fortes marées...)

Mes perspectives de recherche concernant les hydroliennes s’inscrivent dans ces problématiques.

AXE 2 DÉBIT PARTIEL DANS LES TURBINES HYDRAULIQUES

L’intégration au réseau électrique de sources d’origine renouvelable intermittentes, tel que l’éolien ou le solaire, conduit à utiliser les turbines hydrauliques sur des plages de débits et de hauteurs variables afin de compenser les baisses de production dues à l’absence de soleil ou de vent. Ces régimes de fonctionnement, éloignés du régime nominal pour lequel les turbines on été conçues, induisent de fortes instabilités hydrauliques et par conséquent des sollicitations cycliques pénalisantes pour la performance et la durée de vis des turbines.

Pour faire face à ces nouveaux enjeux, la société Alstom Power et Grenoble-Institut National Polytechnique ont créé un Pôle mondial d’excellence en machines hydrauliques. L’objectif de ce pôle est de développer une recherche ambitieuse en machines hydrauliques dans les domaines de l’hydrodynamique, de la mécanique et de la régulation. Pour ce qui concerne le volet hydrodynamique, plusieurs équipes du LEGI sont identifiées pour réaliser des travaux dans le cadre de thèses en cours de démarrage.

Dans ce cadre, mes perspectives de recherche concernent le fonctionnement des turbines à simple réglage (Francis) lorsqu’elles fonctionnent à fort sous débit. Dans ce régime, des vortex inter-aubes induisent des fluctuations de pression qui sollicitent fortement les aubages. L’objectif de la recherche est de comprendre et simuler la dynamique des vortex inter-aube sur toute la plage des débits qui les concernent, typiquement entre 20% et 50% du débit nominal.

ENSEIGNEMENT

Au delà des cours de base en mécanique des fluides et thermique, que je dispense au niveau L3, mes activités de recherche sur les hydroliennes m’ont donné l’occasion de développer des enseignements originaux sur les ENR marines (en particulier l’éolien et l’hydrolien) au niveau Master et Master international (Smart-Grid & Building et ENTECH).

Publications

2016

Maître, T., Bossard, J., Vignal, L., & Franc, J. - P. (2016). Darrieus turbine modellings – Comparisons with performance measurements and PIV fields. In International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery. Honolulu, United States.

2014

Mercier, G., Pellone, C., & Maître, T. (2014). Experimental caracterization of the wake of a cross flow water turbine with LDV measurement. In 17th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics (1). Lisbon, Spain.
Pellone, C., Maître, T., & Amet, E. (2014). 3D RANS modeling of a cross-flow water turbine. In Advances in Hydroinformatics (33). Springer.

2013

Amet, E., Maître, T., & Pellone, C. (2013). Modeling of the flow in a Dariieus water turbine: wall refinement and comparison with experiments. Renewable Energy, 51, 497.
Benbouzid, M., Astolfi, J. - A., Bacha, S., Charpentier, J. - F., Machmoum, M., Maître, T., et al. (2013). Concepts, Modeling and Control of Tidal Turbines. In B. Multon (Ed.), In Marine Renewable Energy Handbook (pp. 219–278). John Wiley & Sons.
Maître, T., Amet, E., & Christian, P. (2013). Modelling of the flow in a Darrieus water turbine: wall grid refinement analysis and comparison with experiments. Renewable Energy, 51, 497–512.
Mercier, G., Maître, T., & Pellone, C. (2013). Méthodologie pour la mise en oeuvre et la validation d'un calcul de parc d'hydroliennes. In Marine Renewable Energy. Brest, France.

2012

Pellone, C., Maître, T., & Amet, E. (2012). 3D RANS modeling of a cross flow water turbine. In SymHydro2012 (1). Sophia-Antipolis, France.

2011

Benbouzid, M., Astolfi, J. - A., Bacha, S., Charpentier, J. - F., Machmoum, M., Maître, T., et al. (2011). concepts, modélisation et commande des hydroliennes. In B. Multon (Ed.), Energies Marines Renouvelables. Hermes Science Publications.
Benbouzid, M., Astolfi, J. - A., Bacha, S., Charpentier, J. - F., Machmoun, M., Maître, T., et al. (2011). Concepts, Modélisation et Commandes des Hydroliennes. In Energies Marines Renouvelables (pp. 265–328). Hermes Science Publications.
Bossard, J., Franc, J. - P., Maître, T., & Vignal, L. (2011). 2D-2C Particle Image Velocimetry measurements of the velocity field in a Darrieus turbine ? comparison with CFD results. In SHF Conference on Cavitation & Hydraulic Machines. Lausanne, Switzerland.
Sansone, E., Pellone, C., & Maître, T. (2011). La Cavitation Instationnaire dans les Turbines Darrieus. Editions Universitaires Européennes.

2010

Aumelas, V., Menchaca Roa, A., Pellone, C., & Maître, T. (2010). Cavitating behaviour analysis of Darrieus type cross flow water turbines. Earth and Environmental Science. IOP Conf. Series, 12, 012077.
Aumelas, V., Menchaca Roa, A., Pellone, C., & Maître, T. (2010). Cavitating behaviour analysis of Darrieus type cross flow water turbines. In 25th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems (1). Timisoara, Romania.
Bossard, J., Franc, J. - P., Maître, T., Vignal, L., & Baele, P. (2010). Mesures PIV du champ de vitesse dans une hydrolienne tripale de type Darrieus ? Comparaison avec les résultats issus des simulations numériques. In Congrès Francophone de Techniques Laser. Vandoeuvre-lès-Nancy, France.
Chatelet, E., Jacquet-Richardet, G., Maître, T., & Jacquier, T. (2010). Fluid/structure interaction and dynamic response of vertical axis water turbines. In XVième Colloque Vibrations Choc et Bruit. Ecully, France.
Maître, T., Mentxaka, A., Pellone, C., & Achard, J. - L. (2010). Numerical 2D hydrodynamic optimization of channelling devices for cross flow water turbines. UPB Sci. Bull. Series D Mechanical Engineering, 72(1), 125–132.
Menchaca Roa, A., Aumelas, V., Maître, T., Pellone, C., & Achard, J. - L. (2010). Numerical and experimental analysis of a Darrieus type cross flow water turbine in bare and shrouded configurations. Earth and Environmental Science . IOP Conf. Series, 12(012113), 1.
Menchaca Roa, A., Aumelas, V., Maître, T., Pellone, C., & Achard, J. - L. (2010). Numerical and experimental analysis of Darrieus type cross flow water turbine in bare and shrouded configurations. In 25th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems (1). Timisoara, Romania.
Pellone, C., Maître, T., & Franc, J. - P. (2010). RANS Simulations of Supercavity Flows. Journal of Ship Research, 54(3), 161–173.
Sansone, E., Pellone, C., & Maître, T. (2010). Modeling the Unsteady Cavitating Flow in a Cross-Flow Water Turbine. Journal of Fluids Engineering, 132(7), 071302.

2009

Amet, E., Maître, T., Pellone, C., & Achard, J. - L. (2009). 2D Numerical simulations of blade-vortex interaction in a Darrieus turbine. Journal of Fluids Engineering, 131, 111103.
Maître, T., Menchaca Roa, A., Pellone, C., & Achard, J. - L. (2009). Numerical 2D Hydrodynamic optimization of channelling devices for cross flow water turbines. In 4th International Conference on Energy and Environment (1). Bucarest, Romania.

2008

Maître, T., Pellone, C., & Achard, J. - L. (2008). Modélisation numérique de l'écoulement sub-cavitant et cavitant dans les hydroliennes à axe de rotation vertical stabilisé. In OREG 2008 Spring Symposium. France.
Maître, T., Pellone, C., & Sansone, E. (2008). Cavitating flow modeling in a cross-flow turbine. In 2nd International Conference on Ocean Energy (1). Brest, France.
Menchaca Roa, A., Amet, E., Maître, T., & Pellone, C. (2008). 2D numerical modeling of the power characteristics for cross flow turbines equipped with a chanelling device. In 4th Workshop on vortex dominated flows (Vol. 53, 45). Bucarest, Romania.

2007

Abonnel, C., Clément, A. H., Fichaud, N., Gauthier, M., Majastre, H., Multon, B., et al. (2007). l'énergie des mer. In ECRIN (Ed.), ENERGIES ALTERNATIVES (133). OMNISCIENCE.
Achard, J. - L., Imbault, D., & Maître, T. (2007). Device for maintaining a hydraulic turbomachine.
Amet, E., Pellone, C., & Maître, T. (2007). Lâcher tourbillonnaire à l'arrière des pales d'une turbine Darrieus. In Congrès Français de Mécanique (CFM 2007) (6). GRENOBLE, France.
Antheaume, S., Maître, T., & Achard, J. - L. (2007). A innovative modeling approach to investigate the efficiency of cross flow water turbine farms. Transactions on Mechanics, 52 (66), 281–288.
Antheaume, S., Maître, T., & Achard, J. - L. (2007). A innovative modelling approach to investigate the efficiency of cross flow water turbine farms. In 2nd IAHR International Meeting of the Workgroup on Cavitation and Dynamic Problems in Hydraulic Machinery and Systems. Timisoara, Romania.
Antheaume, S., Maître, T., & Achard, J. - L. (2007). Hydraulic Darrieus turbine efficiency for free fluid flow conditions versus power farms conditions. Journal of Renewable Energy, .
Antheaume, S., Maître, T., & Achard, J. - L. (2007). Modélisation numérique d'une ferme d'hydroliennes à axe de rotation vertical. In Congrès Français de Mécanique (CFM 2007) (6). GRENOBLE, France.
Antheaume, S., Maître, T., & Achard, J. - L. (2007). Optimisation d'une fermes d'hydroliennes à axe de rotation transverse. In 18 ème Congrès Français de Mécanique. Grenoble, France.
De Laleu, V., Chatelet, E., Foray, P., Imbault, D., & Maître, T. (2007). Projet Harvest. In Annual forum GRAVIT. New Technologies for Energy. Grenoble, France.
Maître, T., Antheaume, S., Buvat, C., Corre, C. E., & Achard, J. - L. (2007). An innovative modeling approach to optimize the design configurations of marine (river) cross-flow current energy converters' farm. In 7th European Wave and Tidal Energy Conference (EWTEC). PORTO, Portugal.

2006

Achard, J. - L., & Maître, T. (2006). Hydraulic turbomachine. France.
Achard, J. - L., & Maître, T. (2006). Une source d'énergie renouvelable possible : les hydrauliennes. Revue de l'énergie., 546, 315–319.
Achard, J. - L., Chatelet, E., Foray, P., Imbault, D., & Maître, T. (2006). Tidal and Ocean Currents Energy. Harvest project : Structural analysis. In Séminaire Franco-Britannique sur les énergies marines. 19 et 20 Janvier. Le Havre, France.
Amet, E., Pellone, C., & Maître, T. (2006). A numerical approach for estimating the aerodynamic characteristics of a two bladed vertical Darrieus wind turbine. In 2nd Workshop on Vortex dominated flows. Bucarest, Romania.
Antheaume, S., Maître, T., Buvat, C., & Abonnel, C. (2006). Optimisation of a vertical axis water turbine farm. In International Conference – from. Innovation to Industry. BREMERHAVEN, Germany.
Pellone, C., Zoppe, B., Maître, T., & Leroy, P. (2006). Flow analysis inside a Pelton turbine bucket. Journal of Turbomachinery, 128, 500–511.

2005

Abonnel, C., Achard, J. - L., Archer, A., Buvat, C., Guittet, L., Lénès, A., et al. (2005). Some aspects of EDF Modelling and testing activities, within its french marine current marine Current energy research and development project. In 6ème Conférence EWTEC sur les ENR marines. GLASGOW, United Kingdom.
Abonnel, C., Achard, J. - L., Archer, A., Buvat, C., Guittet, L., Lénès, A., et al. (2005). Some aspects of EDF modelling and testing activities, within its marine current energy research and development project. In 6ème Conférence EWTEC sur les ENR marines. Glasgow, United Kingdom.
Abonnel, C., Achard, J. - L., Archer, A., Buvat, C., Guittet, L., Lénès, A., et al. (2005). Some aspects of EDF Modelling and Testing activities, within its Marine Current Energy Research and Development Project ?Hydroliennes en mer? In 1er Workshop (W1) du réseau CA-OE. April 5-6. Aalborg, Denmark.
Maître, T., & Achard, J. - L. (2005). Les hydroliennes.
Maître, T., Achard, J. - L., Guittet, L., & Ploesteanu, C. (2005). Marine turbine development : numerical and experimental investigations. In Workshop on Vortex Dominated Flows. Achievement and Open Problems. Timisoara, Romania.
Maître, T., Achard, J. - L., Guittet, L., & Ploesteanu, C. (2005). Marine turbine development: numerical and experimental investigations. Scientific Bulletin of the 'Politehnica' University of Timisoara, (50 (64)), 59–66.
Reynaud, S., Debray, F., Franc, J. - P., & Maître, T. (2005). Hydrodynamics and heat transfer in minichannels. International Journal of Heat and Mass Transfer, 48, 3197–3211.
Reynaud, S., Debray, F., Franc, J. - P., & Maître, T. (2005). Hydrodynamics and heat transfer in minichannels. International Journal of Heat and Mass Transfer, 48, 3197–3211.
Reynaud, S., Debray, F., Franc, J. - P., & Maître, T. (2005). Hydrodynamics and heat transfert in two-dimensionnal mini channels. International Journal of Heat and Mass Transfer, 48, 3197–3211.

2004

Guittet, L., Kusulja, M., & Maître, T. (2004). Mise en place d'un moyen d'essais pour les hydroliennes. In The proceeding of the Congrès ?Sea-Tech-Week? sur les Energies Renouvelables en Mer. BREST, France.
Ploesteanu, C., & Maître, T. (2004). Analyse des courants marins sur quelques sites en vue d'une exploitation hydroélectrique. In Actes Congrès ?Sea-Tech-Week? sur les Energies Renouvelables en Mer. BREST, France.

2003

Ploesteanu, C., & Maître, T. (2003). Dynamic stall modeling at moderate Reynolds number in a Darrieus turbine. In Conference on Modelling Fluid Flow (CMFF'03) – The12th international Conference on Fluid Flow Technologies (pp. 1206–1213). BUDAPEST, Hungary.
Ploesteanu, C., Maître, T., & Achard, J. - L. (2003). Darrieus turbine hydrodynamics, global models and CFD calculations. In The proceeding of the EFMC ? The 5th Euromech Fluid Mechanics Conference. TOULOUSE, France.
Ploesteanu, C., Maître, T., & Achard, J. - L. (2003). Darrieus turbine hydrodynamics. Global models & CFD calculations. (poster). In 5th EUROMECH Fluid Mechanics Conference. August 24-28. Toulouse, France.
Ploesteanu, C., Tarziu, D., & Maître, T. (2003). Modélisation de l'écoulement dans une turbine Darrieus à nombre de Reynolds modéré. In 9ème Journées de l'hydrodynamique. POITIERS, France.
Reynaud, S., Franc, J. - P., & Maître, T. (2003). Transferts thermiques convectifs en mini-canal: confrontation calculs/mesures. La Houille Blanche – Revue internationale de l'eau, 5.

2002

Reynaud, S., Franc, J. - P., & Maître, T. (2002). Transferts thermiques convectifs en mini-canal: confrontation calculs/mesures. In Colloque SHF Microfluidique. Toulouse, France.
Traversaz, M., Leroy, P., Zoppe, B., & Maître, T. (2002). Numerical study of Pelton bucket flow, comparaison of Fluent and CFX results. In 21st IAHR Symposium. LAUSANNE, Switzerland.
Zoppe, B., Maître, T., & Leroy, P. (2002). Numerical simulation of jet impact on plane wall and simplified Pelton bucket with VOF method. In 9th of International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery. HONOLULU, Haiti.

2001

Debray, F., Franc, J. - P., Maître, T., & Reynaud, S. (2001). Mesure de coefficient de transfert thermique par convection forcée en mini canaux. Mécanique and Industries / Mécanique et Industries, 2, 443–454.
Maître, T. (2001). Viscous effects on cavities. In The proceeding of the GAMM Conference. ZURICH, Switzerland.
Maître, T., & Pellone, C. (2001). Numerical modeling of unsteady partial cavities behind a backward facing step. International symposium on cavitation. In CAV 2001. PASADENA / Californie, United States.

2000

Pellone, C., Maître, T., & Briançon-Marjollet, L. (2000). Partially cavitating hydrofoils: experimental and numerical analysis. Journal of Ship Research, 44(1), 40.

1999

Pellone, C., Maître, T., & Briançon-Marjollet, L. (1999). Etude numérique et expérimentale sur deux profils cavitants. In Journée Société Hydrotechnique de France. Lyon, France.

1998

Maître, T., Pellone, C., & Collard, E. (1998). Numerical simulation of 3D cavity behaviour. In Third International Symposium on Cavitation (239). Grenoble, France.

1997

Maître, T., & Pellone, C. (1997). Simulation numérique des effets visqueux en configuration partiellement cavitante. La Houille Blanche – Revue internationale de l'eau, (4/5), 104.

1996

Maître, T., & Pellone, C. (1996). Simulation numérique des effets visqueux en configuration partiellement cavitante. In Colloque Société Hydrotechnique de France (121). Grenoble, France.

1987

Pellone, C., Maître, T., & Rowe, A. (1987). Quelques aspects du problème de la modélisation des écoulements autour des hélices. In Colloque Association Technique Maritime et Aéronautique (1). Paris, France.
Pellone, C., Maître, T., & Rowe, A. (1987). Quelques aspects du problème de la modélisation des écoulements autour des hélices. Association Technique Maritime et Aéronautique, , 695.