Estimation de l'erreur lidar en terrain complexe avec l'aide d'outils numériques

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Pour citer ce document :
URI: http://hdl.handle.net/2042/52751
Title: Estimation de l'erreur lidar en terrain complexe avec l'aide d'outils numériques
Author: JEANNOTTE, Eric; MASSON, Christian; FAGHANI, Dariush; BOQUET, Matthieu; BOUCHER, Bruno; OSLER, Evan
Abstract: L’utilisation de mâts météorologiques dans le processus d’analyse et de quantification de la ressource éolienne est sans contredit la norme depuis plusieurs années. Pour palier à certains inconvénients de ceux-ci comme leur vulnérabilité aux conditions climatiques et leur mobilité restreinte, un nouvel outil fit récemment son apparition: le LiDAR (Light Detection and Ranging). Cet appareil, par l’entremise de rayons laser projetés dans l’atmosphère et de l’effet Doppler, détermine la vitesse du vent à plusieurs hauteurs simultanées allant de quelques dizaines à quelques centaines de mètres. Le LiDAR performe bien sur terrain plat, mais sa précision diminue sur terrain complexe. Ceci s’explique par l’hypothèse d’homogénéité de l’écoulement que fait l’appareil pour déterminer les composantes Ux,Uy et Uz à partir de vitesses radiales. Bingöl a toutefois démontré qu’il était possible d’évaluer l’erreur du LiDAR à l’aide d’outils numériques tel que WaSP Engineering. En collaboration avec GLGH, NRG systems, Leosphere et le Technocentre éolien, un LiDAR WindCube v2 fut déployé au Québec dans la région gaspésienne à proximité d’un mât météorologique sur terrain complexe, en présence de forêt et de conditions climatiques hivernales rigoureuses pour la période 16/02/2012 and 28/03/2012. L’objectif principal du travail consiste à estimer l’erreur du LiDAR à l’aide du logiciel «open source» OpenFOAM et du logiciel commercial Meteodyn WT64 v4 afin de comparer les résultats aux mesures expérimentales. Dans un premier temps, il fût jugé nécessaire de faire une évaluation des performances de ces logiciels à modéliser la couche limite atmosphérique en présence de forêt. Pour ce faire, les données d’une autre campagne de mesures réalisée sur le même site pour la période 14/12/2007-29/12/2009 furent utilisées. On compare ici les ratios de vitesse horizontale expérimental et simulé entre 2 mâts à une hauteur de 60 m séparés d’environ 4 km. Malgré que les résultats d’OpenFOAM soient à l’intérieur de l’écart type des mesures ou très près, Meteodyn semble livrer de meilleures performances. On estime qu’un calibrage du modèle de forêt d’OpenFOAM pourrait améliorer significativement les résultats. Somme toute, les résultats sont favorables à l’utilisation de ces outils pour modéliser le comportement du LiDAR.
Subject: LiDAR; CFD; Remote Sensing; OpenFOAM; Meteodyn; Mécanique pour l’énergie éolienne (C5)
Publisher: AFM, Maison de la Mécanique, 39/41 rue Louis Blanc, 92400 Courbevoie, France(FR)
Date: 2013-12-20

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