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Afin de pouvoir utiliser les énergies renouvelables à plus grande échelle, il faut réussir à trouver une solution à l'intermittence de la production. Les solutions à notre disposition sont le pilotage des besoins, le foisonnement de la production et le stockage. Ce dernier est détaillé dans cet ouvrage. Il existe déjà différentes technologies mais aucune n'est optimale. Le sujet de cette étude s'inscrit dans cette problématique. Le but est de caractériser un système de stockage appelé OGRES (Ocean GRavity Strorage). Son rendement est calculé afin de pouvoir le comparer aux autres technologies actuellement sur le marché. Différentes sources de pertes sont identifiées : les frottements sur les câbles, le transport d'électricité du continent vers le dispositif, le générateur et les frottements sur les masses. Ces différentes pertes sont chiffrées et comparées entre elles. Sont également calculées les élongations et les dimensions des câbles. Le tout permettant de mettre en place la solution optimale pour la configuration du dispositif. Pour ce faire, des simulations sont réalisées in silico dans l'environnement Solidworks©. Les résultats montrent que la forme de la masse influence sur les forces de frottement s'y appliquant, cependant celles-ci sont négligeables en comparaison des pertes dues aux frottements sur les câbles. Le choix relève donc de modalités pratiques plus que de l'hydrodynamisme. En ce qui concerne les câbles, il y a une relation linéaire entre les caractéristiques géométriques du câble (la longueur et le diamètre) et les frottements. On observe aussi qu'au niveau de la quantité d'énergie stockée la meilleure possibilité à adopter est une configuration avec une longueur de câble très faible et une masse très importante. Pour la puissance, le résultat est différent. La meilleure option est de diminuer au maximum la vitesse de montée et descente afin de limiter les pertes et de compenser cette vitesse avec des masses importantes. Un dernier aspect qui est traité est l'accroissement du diamètre des câbles nécessaire pour reprendre les efforts dus aux frottements, on observe une plus grande influence dans le cas de masses plus petites mais également une grande influence dans le cas de vitesses plus importantes. En conclusion, la vitesse de montée et descente ainsi que la taille des masses ont une grande influence sur les frottements, en effet les forces de frottement évoluent comme le carré de la vitesse. Il faut trouver la meilleure combinaison possible pour un cahier des charges défini. Ce travail fournit les outils pour dimensionner le dispositif.

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Agriculture and farming are currently facing several challenges and must adapt to the current context in order to ensure their own sustainability. The switch of the customer’s behavior has an important impact on the evolution of these sectors. Indeed, the market is trending towards higher quality products that respect both animal welfare and environment. For these reasons, pastures are one of the most adapted practices but it requires optimized herd monitoring methods. The ROAD-STEP project aims to design a fully automated tool for monitoring the health and welfare of animals in the pasture. The body temperature is an established diagnostic tool in dairy farming that is suitable for that kind of monitoring. The purpose of this work is to design and evaluate an automated temperature measurement device using thermal imaging technologies which can be involved in the ROAD-STEP project. A low resolution FLIR Lepton 3.5 sensor-based device has been conceived and evaluated under controlled conditions. A test in real conditions was also carried out.
These experiments show that this kind of sensor is able to detect surface temperature variations of the order of 0.5 ° C. However, further studies must be carried in order to correct the influencing factors and identify the orbital zone. The arrangement of the device on the gantry must also be reviewed to maximize the proportion of framed and sharp images. Also, a reliability problem with the Lepton 3.5 sensor has been identified. Reliability can probably be improved by optimizing the acquisition program. Otherwise, using continuously this kind of sensor over the long term might be more complicated than expected. There are other providers which sell similar sensors that may be more reliable.

élevage de précision --- élevage laitier --- bien-être --- thermographie --- ROAD-STEP --- Température --- sanitaire --- Sciences du vivant > Agriculture & agronomie

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Les objectifs ambitieux de l’Union Européenne, d’ici 2030, en termes d’usage des énergies éolienne et solaire, nécessitent de développer le secteur du stockage énergétique, afin de répondre au problème de l’intermittence de ces énergies. L’objectif de ce travail est de dimensionner et d’évaluer la faisabilité technique et économique d’une solution de stockage d’énergie gravitaire offshore sous-marine, basée sur le déplacement vertical de lests (Inventeur : Christophe Stevens, CEO de SinkFloatSolutions). La conception modulaire repose sur des matériaux standards et de récupération (containers maritimes et déchets de construction), et sur une association avec le parc éolien flottant Hywind. Une étude concernant l’allongement des câbles et la déformation des plateformes, ainsi qu’une conception assistée par ordinateur ont également été réalisées.
Le dimensionnement se base sur l’évaluation de la puissance mécanique réelle maximale à assurer lors d’événements extrêmes. La puissance théorique ainsi que les pertes liées à la traînée sur les câbles et les lests sont évaluées pour différentes combinaisons de paramètres. Les combinaisons répondant au besoin font l’objet d’une analyse financière visant à affiner ce panel de possibilités. Une combinaison avantageuse en termes de coût, de rendement hydrodynamique et de mise en œuvre est choisie pour réaliser la conception assistée par ordinateur (logiciel Solidworks) et l’étude de cas. Les résultats montrent que la hauteur et surtout la vitesse de déplacement des lests (valeur idéale ≤ 3,2 m/s) sont des paramètres limitant du rendement hydrodynamique, contrairement à la masse des lests qui pourrait être plus élevée que 300 t. Pour une valeur supérieure à 98 % et une vitesse de 0,2 m/s, les coûts deviennent énormes et augmentent avec la hauteur. Implanter cette technologie en zones de faibles profondeurs (ex : Hywind) est techniquement possible mais coûteux. En revanche, certaines combinaisons de paramètres permettent d’avoir un coût compétitif et un bon rendement en association avec un parc éolien flottant (bénéfice des lignes électriques déjà présentes). L’ancrage constitue le montant le plus élevé de la structure de coût, suivi par les lests et leur système d’attache, puis par le système de levage. La hauteur et le nombre total de lests sont les paramètres influençant le plus le coût des systèmes compétitifs, la masse des lests pouvant devenir limitante. Ni l’allongement des différents câbles, ni la déformation n’est apparue problématique pour la solution la plus avantageuse.
En conclusion, ce dispositif peut être financièrement compétitif par rapport aux autres systèmes de stockage, mais ne devrait pas révolutionner ce secteur, selon les hypothèses financières actuelles. Des analyses complémentaires doivent encore être réalisées afin d’évaluer son potentiel de manière plus précise. The ambitious objectives of the European Union, by 2030, in terms of use of wind and solar energies, require the development of the energy storage sector, in order to answer to the problem of the intermittence of these energies.
The objective of this work is to dimension and assess the technical and economic feasibility of an offshore underwater gravity energy storage solution, based on the vertical movement of ballasts (Inventor : Christophe Stevens, CEO of SinkFloatsolutions). The modular design is based on standard and recovery materials (maritime containers and construction waste), and on an association with the Hywind floating wind farm. A study on cable elongation and platform deformation, as well as a computer-assisted design were also carried out.
The sizing is based on the evaluation of the maximum real mechanical power to be provided during extreme events. The theoretical power as well as the losses linked to the drag on the cables and ballasts are evaluated for different combinations of parameters. The combinations that meet the need are the subject of a financial analysis aimed at refining this range of possibilities. An advantageous combination in terms of cost, hydrodynamic efficiency and implementation is chosen to carry out the computer-assisted design (Solidworks software) and the case study.
The results show that the height and especially the speed of ballasts movement (ideal value ≤ 3.2 m/s) are parameters limiting the hydrodynamic efficiency, unlike the weight of the ballasts which could be higher than 300 t. For a value greater than 98 % and a speed of 0.2 m/s, the costs become huge and increase with the height. Implementing this technology in low depths (e.g., Hywind) is technically possible but expensive. On the other hand, certain combinations of parameters make it possible to have a competitive cost and a good yield in association with a floating wind farm (benefit of the electric lines already present). The anchor is the highest amount of the cost structure, followed by the ballasts and their attachment system, then by the lifting system. The height and the total number of ballasts are the parameters that most influence the cost of competitive systems, the weight of the ballasts can rapidly become limiting. Neither the elongation of the various cables, nor the deformation appeared problematic for the most advantageous solution.
In conclusion, this system can be financially competitive compared to other storage systems, but
should not revolutionize this sector, according to current financial assumptions. Additional analyzes still need to be carried out in order to assess its potential more precisely.

OGRES, Sinkfloatsolutions, stockage d’énergie, offshore, rendement hydrodynamique, éolien flottant, traînée, énergies renouvelables --- OGRES, Sinkfloatsolutions, energy storage, offshore, hydrodynamic efficiency, floating wind turbine, drag, renewable energies --- Ingénierie, informatique & technologie > Energie