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Quantification du comportement du sillage des éoliennes grâce à des mesures in-situ par LiDAR scannant

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Pour citer ce document :
URI: http://hdl.handle.net/2042/63388
Title: Quantification du comportement du sillage des éoliennes grâce à des mesures in-situ par LiDAR scannant
Author: Torres-Garcia, Eulalio; Boquet, Matthieu; Girard, Nicolas; Coupiac, Olivier; Aubrun-Sanches, Sandrine
Abstract: La production éolienne industrielle s'organise sous la forme de centrales regroupant de quelques unités à la centaine d'éoliennes. Ces centrales sont disséminées sur le territoire terrestre ou maritime en des lieux soigneusement sélectionnés sur la base de nombreux critères, dont le potentiel éolien. Cela concerne la qualité des vents incidents, l'influence de la complexité géométrique du site mais aussi les interactions aérodynamiques entre éoliennes qui pourraient dégrader la qualité du vent incident et donc la production énergétique. En fonction de la direction des vents, la proximité des éoliennes organisées en parc induit très fréquemment des interactions de sillages entre deux ou plusieurs machines alignées. Le sillage généré par une éolienne se caractérise principalement par un déficit de vitesse du vent et une augmentation de la turbulence sur plusieurs centaines de mètres en aval. L'interaction du sillage d'une éolienne sur une seconde se traduit par une diminution du rendement ainsi qu'une augmentation des charges aérodynamiques fatiguant prématurément les matériaux. De plus, les grandes échelles de la turbulence atmosphérique ont tendance à modifier la trajectoire des sillages éoliens avec un caractère instationnaire, appelé méandrement (« meandering »). La stabilité thermique de l'atmosphère a également une influence très forte sur le comportement instationnaire du sillage puisqu'elle peut être la source de mouvements convectifs de grande ampleur, pouvant modifier le contenu turbulent de la couche limite atmosphérique. Le projet ANR SMARTEOLE (ANR-14-CE05-0034) a permis la mise en place d'une campagne d'essais de 7 mois dont un des objectifs était la capture du sillage de deux éoliennes, en interaction, ou non, grâce à un LiDAR scannant fixé au sol, à 1500m de la zone d'intérêt. L'acquisition d'un champ de vitesse quasi-horizontal est assurée en 15 secondes et peut être considérée comme une mesure du champ de vitesse instantanée. Les positions des sillages éoliens instantanés sont détectées sur chaque champ instantané grâce à une méthode de détermination du centre du sillage développée et validée sur des essais comparables en soufflerie. L'écart-type de la position instantanée des sillages peut alors être déterminé. La classification des données en fonction de la stabilité thermique, de la direction et de la vitesse du vent permet ensuite de déterminer une cartographie du comportement du sillage éolien en fonction de ces paramètres. Une partie des résultats de cette étude paramétrique seront présentés.
Subject: méandrement; turbulence atmosphérique; sillage; éolienne; LiDAR scannant
Publisher: AFM, Association Française de Mécanique
Date: 2017

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  • Président comité d'organisation : Thomas Rougelot
  • Président du conseil scientifique : Jianfu Shao
  • Co-Présidents du conseil scientifique : Gilmar Mompean et Eric Markiewicz
  • Editeur : Association Française de Mécanique
  • ISSN : 2491-715X (en ligne)
  • Contact : cfm2017