Remplacer les anémomètres côtiers par des lidars, en mer, pour mieux caractériser les vents marins. Et améliorer le dimensionnement de futurs parcs éoliens offshore. Voici l'objectif du programme lancé par France énergie marine en 2021, pour une durée de 30 mois. Baptisé Powseidom, celui-ci vise à caractériser précisément la ressource en vent ainsi que sa turbulence, qui correspond à des variations imprévisibles et rapides de vitesse et de direction.
Un lidar profilant a été installé dans ce cadre fin 2022 sur l’île de Planier, une ile sans relief au large de Marseille (Bouches-du-Rhône) «où les conditions de vent sont similaires à celles capturées au large, dans les futurs zones d’implantation des parcs éoliens», expose Maxime Thiébaut, chercheur en analyse de données météo-océaniques et responsable du projet. Objectif: constituer, à l’issue de 12 mois de mesures, les toutes premières bases de données méditerranéennes de vent et de turbulence acquises en mer et en continu.
Des parcs éoliens dès 2025 en Méditerranée
«C’est une étape importante, car c’est la première fois que les données de vent offshore sont collectées en Méditerranée par un capteur de vent certifié par les normes internationales», souligne le scientifique. Le projet va ainsi précéder le déploiement de plusieurs parcs éoliens flottants – pilotes comme commerciaux – dans les années à venir en Méditerranée, dans le golfe du Lion: la ferme pilote d’éoliennes flottantes de Gruissan, celle de Leucate (Aude) et celle de Port-Saint-Louis-du-Rhône (Bouches-du-Rhône).
Il servira notamment à caractériser le phénomène de turbulence, qui existe de manière naturelle et engendre notamment des mouvements tourbillonnaires. Ces perturbations sollicitent fortement les éoliennes et affectent le sillage entre machines au sein des parcs, altérant leur rendement. La campagne de mesures va ainsi permettre d’étudier l’évolution des forts vents de terre caractéristiques du golfe du Lion, qui engendrent des tempêtes hivernales, sources de nombreuses turbulences.
France énergies marines Lidar déployé sur l'île de Planier.
Des éoliennes surdimensionnées et donc plus coûteuses
Les mesures directes de vent et de sa turbulence sont actuellement collectées grâce à un réseau d’anémomètres côtiers. Or, il est nécessaire de disposer de données offshores pour alimenter les modèles numériques utilisés pour caractériser la ressource et dimensionner les systèmes. Si l’installation d’anémomètres sur des mâts déployés au large est exclue, du fait de leur coût élevé d’installation, d’opération et de maintenance, l’utilisation de dispositifs comme le lidar profilant est prometteuse, selon France énergies marines. Semblable au radar, mais émettant des impulsions de lumière infrarouge au lieu d’ondes radio, le lidar est aujourd’hui certifié pour l’estimation de la ressource en vent, mais pas encore pour caractériser la turbulence. C’est ce à quoi entend répondre le projet de recherche collaboratif Powseidom.
Pour l’heure, le pourcentage de surestimation de la turbulence est encore d’environ 10-15%. Cela engendre un surdimensionnement des machines... avec à la clé, un surcoût pour les industriels. «Nous avons développé une première méthode de caractérisation de l’intensité de turbulence qui permettra de transférer ce jeu de données aux industriels, pour qu’ils puissent améliorer le dimensionnement de leurs éoliennes», précise Maxime Thiébaut. Un sujet de recherche qui pourra aussi, à terme, participer à optimiser le pilotage des éoliennes en direct, selon les changements de vent.
