Description détaillée de la Solution
Impacts si rien n’est entrepris
Si l’éolien offshore permet d’envisager des installations de grande puissance, par le nombre et la taille des éoliennes, des inconvénients spécifiques demeurent par rapport à l’éolien terrestre, notamment dans la phase de prospection des sites. En effet, les estimations locales de vent (mesurés ou calculés) sur une longue période de temps sont quasi inexistantes dès qu’on s’éloigne un peu des côtes. En outre, les grandes éoliennes sont plus sensibles aux variations du profil de vent, souvent mesurées ou calculées en un ou deux points de la verticale, nécessitant d’extrapoler les résultats sur une longueur toujours plus grande des pâles. Une estimation de potentiel de vent biaisée, même faiblement, peut avoir des conséquences lourdes pour l’exploitation d’un site éolien.
Moyens scientifiques/technologiques
Calculer une ressource ou prévision de vent met en œuvre la résolution numérique de grands systèmes des équations de la mécanique des fluides. Dans les basses couches de l’atmosphère, en dessous d’1km de hauteur environ, les phénomènes de turbulence atmosphérique doivent être pris en compte, limitant drastiquement le niveau de détails spatial et temporel de la prévision pour les ordinateurs actuels.
Cette situation nécessite donc d’innover sur les modèles et les méthodes de calcul. L’équipe Tosca développe une nouvelle méthode de calcul de la ressource en vent, capable de dialoguer avec un système de prévision météorologique dynamique et, qui allié à une modélisation fine des éoliennes, de leur positionnement sur un site, permet de prévoir et simuler la production d’électricité ainsi que l’incertitude lié à la turbulence atmosphérique. Cette méthode de calcul s’appuie sur une version lagrangienne des équations de la mécanique des fluides qui incorpore la turbulence à l’aide d’outils mathématiques de l’analyse stochastique.
Résultats attendus et quels délais
Une estimation de potentiel de vent biaisée, même faiblement, peut avoir des conséquences lourdes pour l’exploitation d’un site éolien. Cette situation pourrait ralentir le développement de la filière. Nous souhaitons proposer à court terme nos outils pour aider à affiner l’estimation de la ressource. A l’heure actuel nous pouvons déjà contribuer à améliorer le design d’un site en simulant divers configurations par exemple. Mais le développement d’outil qui permettrait de calculer la meilleure configuration possible nécessite une recherche plus fondamentale et long terme.