CC: I joined Centrale Nantes to “save the world”. I want to work on renewable energies so I joined Centrale Nantes and the LHEAA lab because this is the place to be if you want to do renewable energies, optimize wind farms and apply what I did before to this field. So, working in Centrale Nantes is great because you have a whole range of facilities and tools. There is no other place in France where you have the same. For instance, you have wind tunnels, here we have a couple of wind tunnels, but also ocean tanks if you want to try wind turbines in reduced scale. But you have also scale-1 facilities where you can test wind turbines to scale-1. So, whatever I find with my research this is the place to test the idea.
CC: So, my research is in fluid dynamics and I’m a specialist in hydrodynamic stability – it’s something that seems strange – it’s to study if a flow is stable or not. So, if you perturb a flow do you amplify the perturbations or not? This is useful to understand if a flow becomes turbulent, for instance, and if you want to control the flow, then this is useful to know how to control the flow. The applications range from astrophysics - to understand how the black holes form, if the flow is turbulent or not – to reduce drag on planes and also to optimize wind farms. If you want to do renewable energy, you want to maximise the energy you extract from the atmospheric boundary layer, you have to understand if the flow is stable or not.
CC: So, I used to work with many colleagues abroad. I worked a lot with people in KTH – the Royal Institute of Technology in Stockholm. I spent some time with colleagues in the University of Cambridge, in the UK. I work a lot with astrophysicists in Toulouse and with other colleagues in France like in Ecole Polytechnique; right now, we’re optimizing racing boats.
CC: Right now, I’m working on optimizing wind farms. This is a short-term prospect, but it’s a race against time. The idea is we want to have a reduction in cost of producing energy fast enough to replace oil and gas. This is the first (priority). The big picture, the medium range prospect is: can you control atmospheric boundary layers – so atmospheric flows – using wind turbines as actuators. So, the idea is we want to control the flow. You have the flow from the atmosphere – can you control that in the same way as you control boundary layers on planes? This is the idea. The long-term range is more theoretical – it’s to understand the nature of turbulence. Let me give a simple taste of the problem we face. This is what we explain to kids when they visit here. When you have many wind turbines in the same field, so in a wind farm, you have less wind when you are downwind of the first turbine. So, the type of problem we’re trying to solve is how can we manipulate the turbines to avoid the problem with this wind, with the wakes? This is what we’re trying to solve here.
CC: Bonjour, je m'appelle Carlo Cossu. Mon parcours académique a commencé en Italie. J'ai fait toutes mes études à Rome et mon doctorat à l’université de Rome - La Sapienza. Comme vous le savez, le dernier prix Nobel de physique a été décerné à un chercheur de la Sapienza. Après mon doctorat, j'ai déménagé en France, où j’ai d’abord fait un post-doc. Par la suite, j'ai été chargé de recherche CNRS à l'École Polytechnique. J'ai également été professeur à Polytechnique jusqu'en 2017. Je suis ensuite parti à Toulouse pour travailler avec des astrophysiciens. J'ai intégré Centrale Nantes il y a cinq ans.
CC: J'ai rejoint Centrale Nantes pour « sauver le monde ». Je souhaite travailler sur les énergies renouvelables. Si j'ai intégré Centrale Nantes et le laboratoire LHEAA c’est parce que c'est « the place to be » quand on veut faire des énergies renouvelables, optimiser des parcs éoliens et pour appliquer mon expérience à ce domaine. Travailler à Centrale Nantes, c'est génial parce qu'on a toute une gamme d'installations et d'outils. Il n'y a pas d'autre endroit comparable en France. Par exemple, on a des souffleries, deux souffleries pour être exact, mais aussi des bassins océaniques pour tester des éoliennes à échelle réduite. Mais on a aussi des installations à l'échelle 1 pour tester des éoliennes à l'échelle 1. Donc, quel que soit la découverte que je fais dans le cadre de mes recherches, c'est l'endroit pour tester l'idée.
CC: Mes recherches portent sur la dynamique des fluides et je suis spécialiste de la stabilité hydrodynamique. Cela peut paraître étrange mais il s'agit d'étudier si un écoulement est stable ou non. Donc, si on perturbe un écoulement, est-ce qu’on amplifie les perturbations ou non ?
C'est utile pour comprendre si un écoulement devient turbulent, par exemple, et si on cherche à contrôler l'écoulement, c'est utile de savoir comment le contrôler. Les applications vont de l'astrophysique - pour comprendre comment se forment les trous noirs, si l'écoulement est turbulent ou non - à la réduction de la traînée sur les avions et à l'optimisation des parcs éoliens.
Quand on fait de l'énergie renouvelable, on cherche à maximiser l'énergie que l’on récupère de la couche limite atmosphérique, on a besoin de comprendre si l'écoulement est stable ou non.
CC: J'ai travaillé avec de nombreux collègues à l'étranger. J'ai travaillé beaucoup avec KTH - l'Institut Royal de Technologie de Stockholm. J'ai été amené à collaborer avec des collègues de l'université de Cambridge, au Royaume-Uni.
Je travaille beaucoup avec des astrophysiciens à Toulouse et avec d'autres collègues en France, par exemple, à l'École Polytechnique. En ce moment, on travaille ensemble à optimiser des bateaux de course.
CC: Je travaille actuellement sur l'optimisation des parcs éoliens. C'est une perspective à court terme, mais c'est une véritable course contre la montre. L'idée est de faire baisser le coût de production de l'énergie assez rapidement pour remplacer le pétrole et le gaz. C'est la priorité numéro 1. La perspective à moyen terme est la suivante : est-il possible de contrôler les couches limites de l'atmosphère, c'est-à-dire les flux atmosphériques, en utilisant des éoliennes comme actionneurs ? L'idée est donc de contrôler le flux. Vous avez le flux atmosphérique – peut-on le contrôler de la même manière que l’on contrôle les couches limites pour les avions ? Voilà l'idée. L'objectif à long terme est plus théorique - il s'agit de comprendre la nature de la turbulence.
Voici une illustration très simple du problème auquel nous sommes confrontés. C'est l’exemple qu’on donne aux enfants lorsqu'ils visitent le campus. Lorsque on a de nombreuses éoliennes dans le même champ - et donc dans un parc éolien – on a moins de vent lorsque on est sous le vent de la première éolienne. Donc, le type de problème que nous essayons de résoudre est le suivant : comment peut-on manipuler les turbines pour éviter le problème du vent, des sillages ? C'est ce qu’on cherche à résoudre ici.
