Des technologies à double LiDAR optimisent le développement des parcs éoliens en mer et réduisent les risques
L’objectif est de révolutionner l’évaluation des ressources éoliennes en mer en concevant le premier produit commercial: un système LiDAR flottant modulaire qui intègre les technologies LiDAR à balayage et à profilage vertical avec un traitement avancé des données.
Jordi Puigcorbe, coordinateur du projet NEOWIND
Le monde a un besoin urgent de solutions énergétiques vertes et abordables. Dans toute l’Europe, des institutions de recherche et des PME mettent en commun leurs ressources et leur ingéniosité pour proposer des alternatives viables aux combustibles fossiles. Grâce au financement de l’UE par le biais de Horizon Europe(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), du CDTI(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et du DLR(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), l’entreprise espagnole EOLOS(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et l’entreprise allemande sowento(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ont collaboré avec l’équipe de l’énergie éolienne de Stuttgart à l’université de Stuttgart(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) dans le cadre du projet NEOWIND afin de mettre au point un système modulaire LiDAR (LMS pour «LiDAR modular system») qui devrait changer la donne en matière d’évaluation des sites pour les parcs éoliens en mer.
Synergie entre les PME et les institutions de recherche
L’équipe NEOWIND comprend sowento, un cabinet de conseil en ingénierie indépendant. Les principaux domaines d’activité de l’entreprise sont l’ingénierie de contrôle, les logiciels et les applications de l’énergie éolienne, en particulier la technologie LiDAR et l’éolien flottant en mer. Stuttgart Wind Energy SWE(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) est engagé dans différents projets de recherche nationaux et internationaux, couvrant le développement, le prototypage et les essais sur le terrain de dispositifs LiDAR à balayage, le contrôle des turbines, l’analyse des charges en mer, la validation des données à grande échelle, la dynamique des éoliennes flottantes, la conception et la normalisation. Le partenariat NEOWIND entre EOLOS, sowento et SWE était très complémentaire et a regroupé toutes les compétences. «Cette collaboration a permis de combiner efficacement le matériel LiDAR à balayage unique de SWE, les capacités de développement logiciel de classe mondiale de sowento, et le savoir-faire d’EOLOS en matière d’ingénierie des systèmes et d’opérations maritimes. Cette collaboration interdisciplinaire et cette approche axée sur les résultats ont été la clé de la réussite du projet», explique Jordi Puigcorbe, coordinateur du projet.
Le développement du système modulaire LiDAR
Le LiDAR (pour «light detection and ranging», ou «détection et mesure de distance par onde lumineuse») utilise des lasers pour mesurer la façon dont la fréquence de la lumière change après avoir été réfléchie par des particules dans l’air. Ce changement, connu sous le nom d’effet Doppler, contribue à déterminer la vitesse et la direction du vent. L’objectif du LMS de NEOWIND est de collecter des mesures précises du vent à partir d’un équipement LiDAR installé sur n’importe quel type de plateforme flottante, comme un bateau ou une bouée EOLOS. Les plateformes flottantes présentent des difficultés particulières pour les mesures LiDAR, car le roulis et le tangage qui l’affectent peuvent fausser les données de mesure. NEOWIND a développé des algorithmes avancés pour compenser les effets du mouvement de la plateforme et pour intégrer les signaux de plusieurs LiDAR dans la même plateforme. Le logiciel conçu par sowento est capable d’intégrer en temps réel le mouvement de la bouée et de compenser son effet sur les mesures de la vitesse et de la direction du vent. Le LMS peut capturer avec précision la direction du vent et les turbulences, et le projet a validé sa solution lors de campagnes de mesures réelles dans le port de Rotterdam et à côté d’une tour météorologique(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en mer du Nord.
Une feuille de route pour la commercialisation
À la fin du projet, NEOWIND avait atteint tous ses objectifs. Le LMS a considérablement amélioré la précision par rapport aux outils de traitement des données éoliennes les plus modernes. Il est capable d’intégrer différentes technologies LiDAR déployables via divers types de plateformes flottantes et constitue un outil précieux à toutes les phases d’un projet éolien en mer (développement, construction et exploitation). En particulier, l’essai d’une combinaison de LiDAR à profilage vertical et à balayage dans le même prototype de bouée s’est avéré très fructueux. Ces résultats encourageants ont conduit à un financement supplémentaire du CETPartnership(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) pour la poursuite de la recherche et du développement. Comme l’explique Jordi Puigcorbe: «L’objectif est de révolutionner l’évaluation des ressources éoliennes en mer en concevant le premier produit commercial: un système LiDAR flottant modulaire qui intègre les technologies LiDAR à balayage et à profilage vertical avec un traitement avancé des données.» Ces avancées soutiendront le marché de l’énergie éolienne en fournissant aux producteurs les informations dont ils ont besoin pour positionner les parcs éoliens de manière optimale. Le consortium a réuni EOLOS, sowento et Stuttgart Wind Energy, et a été cofinancé par Horizon Europe, le Centre espagnol pour le développement technologique et l’innovation (CDTI) et le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR).