Les vents à portée de bouée

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février 2015
Avant d'être embarquées en pleine mer, les technologies de mesures des vents sont testées à terre et comparées à des mesures classiques, ici celles d'un mât de 90 m de haut (Angleterre, novembre 2014).
© Thomas Lamant - Eolfi Holding

Pour évaluer la production d’un futur parc éolien offshore, il faut d’abord caractériser les vents qui le balaieront.

Tout investisseur dans les énergies renouvelables exige, avant d’acheter la concession d’un parc de production, de connaître le potentiel afin d’en estimer la rentabilité. « Une clause qui implique de faire des mesures des vents de toute la colonne d’air sur une année, leur force et leur direction variant selon l’altitude et les saisons », précise Patrice Woerther, chef de projets d’ingénierie marine à l’Ifremer, partenaire du projet Blidar porté par les sociétés Eolfi Holding et NKE Instrumentation. À terre, pour ce faire, on utilise d’ordinaire un mât de mesures de 90 à 150 m de haut équipé d’une série d’anémomètres fixés tous les 3 à 5 m. Une technologie efficace mais très chère et peu transposable en mer au-delà de 50 m de profondeur.

Une idée lumineuse

« Nous travaillons donc au développement d’une autre solution adaptée aux parcs éoliens offshore. Il s’agit d’installer sur une bouée, un lidar, un appareil capable de mesurer les vitesses des vents jusqu’à une hauteur de 150-200 m. » Le principe général du lidar consiste à envoyer un rayon laser vertical dont la longueur d’onde sera comparée à celle du rayon réfléchi par les particules en mouvement présentes dans l’air, permettant ainsi de déduire (par effet Doppler) la vitesse de la couche d’air. « Dans un premier temps, nous avons comparé trois marques de lidar afin de choisir la plus adaptée aux mesures en mer. Pour chacune, nous avons confronté à terre les mesures obtenues simultanément par un mât classique, un lidar posé sur le sol et un lidar fixé sur un hexapode articulé, une sorte de plate-forme animée par six vérins, propriété de l’Ifremer, qui permet de recréer les mouvements d’une bouée pour différentes conditions de mer. » L’équipe a ainsi opté pour la marque de lidar ayant fourni les données les plus proches des données de référence du mât et du lidar posé sur le sol.

Un prototype fin 2015

« Le lidar étant choisi, nous mettons désormais au point, grâce à des tests réalisés au bassin d’essais du centre Ifremer Bretagne et des calculs effectués par l’architecte naval Ship-ST, la bouée qui supportera le lidar. » D’environ 10-14 m de haut et 4 à 6 m de diamètre, elle doit être la plus stable possible non seulement pour accommoder au mieux les mouvements de la houle et assurer la qualité des mesures, mais également pour faciliter la tâche des personnes qui monteront dessus pour la maintenance. Son système d’ancrage est également en cours d’étude. C’est en fonction du design de la bouée et de son ancrage que notre partenaire, l’Irseem(1), doit développer les algorithmes permettant de corriger les mesures perturbées par les mouvements de la houle », conclut Patrice Woerther. Le premier prototype de Blidar devrait être mis à l’eau fin 2015. Régulièrement, les chercheurs recevront alors, par GSM ou satellite, les données essentielles comme la vitesse et la direction des vents moyens et des rafales.

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Julie Danet

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