Wave-structure interactions of a submerged elastic plate for wave energy conversion.

Interactions vague-structure d'une plaque flexible immergée pour la conversion d'énergie des vagues L'interaction vague-structure est un domaine riche et aux intérêts applicatifs cruciaux tels que la protection côtière ou la production d'électricité par conversion d'énergie des vagues. Cette thèse s'inscrit dans ce contexte et s'intéresse au cas spécifique d'une plaque élastique submergée, maintenue à son bord d'attaque, et excitée par des vagues. Ce dispositif, qui est envisagé comme un potentiel convertisseur d'énergie des vagues, a été longuement étudiée dans le cas d'un écoulement uniforme ou pour un fluide au repos. En revanche, l'effet de l'excitation, par des vagues, d'une plaque élastique submergée reste mal connu. Pour pallier à ce manque, cette thèse a pour but de décrire l'interaction entre une plaque élastique submergée, tenue à son bord d'attaque et des vagues. Pour ce faire, un premier travail théorique est menée en s'appuyant sur la théorie de la houle linéaire. Le but de cette approche est d'obtenir une première compréhension du système, c'est-à-dire de formaliser le problème physique et d'obtenir des informations sur la réponse des plaques excitées par les vagues. Pour cela, la réflection et la transmission des vagues sont évaluées et mises en perspective grâce à l'observation des déplacements de la plaque. De cette étude, il ressort que les plaques élastiques possèdent des motifs de résonnance complexes, qui varient en fonction de la profondeur, longueur ou rigidité des plaques. Cette approche théorique linéaire, limitée au cas idéal de petites amplitudes de vagues et des petits déplacements de la plaque, est enrichie par une étude expérimentale de l'interaction plaque-vagues. Une des originalités de cette thèse réside dans les dimensions du dispositif expérimental. Le bassin utilisé mesure 2 mètres par 50 centimètres, et est beaucoup plus petit que pour la majorité des travaux d'interaction vague-structure. Cette petite taille permet d'utiliser des méthodes expérimentales différentes et d'obtenir des informations supplémentaires. Ainsi, la hauteur du champ de vagues peut être estimée en tout point par imagerie Schlieren, ce qui permet la mesure de coefficients de réflexion et de transmission. Les champs de vitesse du fluide peuvent être évalués par Vélocimétrie par Image de Particules. Plusieurs faits marquant ressortent de ces mesures. Tout d'abord, à petites amplitudes de vagues, les fréquences des pics de réflexions mesurés expérimentalement coincident avec les prévisions numériques de pics dits "larges". Ensuite, en comparant la réflexion engendrée par des plaques flexibles avec le cas d'une plaque rigide de même dimension, il apparaît que les réflexions sont dues à la flexibilité. Finalement, à grandes amplitudes de vagues, un jet est créé par la plaque. Le jet pourrait être responsable d'un changement de position moyenne de la plaque, pour la plaque la moins rigide, entraînant une dissipation totale de l'énergie des vagues.