Un jumeau numérique pour exploiter les parcs éoliens flottants

A Brest, Cervval vient de lancer le projet SubSEE 4D, associé à France énergies marines et l’IMT Atlantique. Budgété à 730 k€ sur deux ans, ce projet co-labellisé par Images & Réseaux et le Pôle Mer Bretagne Atlantique est financé par la Région Bretagne et Brest Métropole grâce au FEDER. Son objectif ? Développer un jumeau numérique pour faciliter l’exploitation des parcs éoliens flottants.

Malgré un expérience offshore significative provenant de l’industrie O&G, plusieurs spécificités des systèmes d’énergies renouvelables offshore induisent des incertitudes sur leur dynamique sous-marine. Aujourd’hui, comme toute technologie émergente, les efforts sont concentrés sur l’efficacité et la robustesse du système dans le cadre de la phase de conception. Les répliques digitales proposées dans le cadre du projet SubSEE4D modéliseront en 3D les parcs et leurs systèmes immergés grâce à des remontées d’images sous-marines. Le but est d’observer l’évolution de leurs structures pour planifier d’éventuelles opérations d’entretien ou de maintenance. « Très peu de travaux sont consacrés au suivi en service et à la stratégie de maintenance, qui constituent pourtant des points critiques tant sur le plan technique que financier pour les fermes commerciales », indiquent les partenaires de ce projet.

Deux sous-modules de simulation et de vision sous-marine

La solution de jumelage numérique s’articulera autour de deux logiciels. Ce sera un véritable gestionnaire de supervision permettant d’optimiser et de planifier les opérations de maintenance ; Elle contribuera également à la fiabilité des systèmes immergés grâce à la réduction des incertitudes de tolérance de durée de vie en fatigue et à l’optimisation de leur conception.

• FEM est en charge du module de simulation du comportement des lignes d’ancrages. L’outil sera proposé à un exploitant de parcs éoliens flottants pour une personnalisation et un déploiement supplémentaires dans le cadre d’un projet pilote d’éolienne flottante.
• CERVVAL développera un module de vision sous-marine pour fournir un traitement automatisé pour la reconnaissance et l’amélioration de la vision sous-marine; Du fait des particules et du milieu, turbidité et absorption des couleurs, une méthodologie innovante d’apprentissage pour la génération de la dégradation de la propagation optique sous-marine optiques est mise en œuvre. La génération par Generative Adversarial Network (GAN) de dégradation de propagation optique permet l’établissement d’un outil de dégradation mais aussi de correction, ceci avec des performances intéressantes en étant implémentable sur une électronique embarquable à faible coût, faible consommation d’énergie et temps-réel.

Des méthodes d’apprentissage scientifiques spécifiques

L’IMT Atlantique apporte son expertise sur les méthodes d’apprentissage. Les objectifs scientifiques se tournent vers la prise en compte d’a priori physiques pour informer les méthodes d’apprentissage. Appelée “physics-informed”, cette méthode consiste à contraindre l’apprentissage à travers une définition mathématiques des phénomènes. Ces modèles appris ont le potentiel d’améliorer les performances de calcul et précision des simulations physiques. Ces modules entraînés seront paramétrés par des données terrain.