L’essor de la production d’énergie éolienne est un enjeu qui dépend en grande partie de l’amélioration de son rendement énergétique et
de sa rentabilité économique. Pour maximiser la performance et la durée d’exploitation, la mise en oeuvre de lois de contrôle avancées et innovantes est une voie prometteuse à laquelle IFPEN a contribué au travers du projet SmartEole (2015-2019), opéré par un consortium
de partenaires publics et privésa.
Ce projet a conduit au développement du concept de rotor intelligent pour améliorer les conditions de fonctionnement des éoliennes, en intégrant de nouveaux systèmes de mesure, notamment un capteur lidarb positionné sur le toit de la nacelle (figure), couplés à des algorithmes innovants pour le pilotage.
Ainsi, une prévision à court terme des propriétés du vent au niveau des pales a été élaborée à partir de la mesure lidar(1), puis associée à une stratégie de pilotage originale qui s’appuie sur ces informations de vent reconstruites(2). L’ensemble permet un pilotage optimal de l’orientation de la nacelle et des pales. Les performances de ce contrôle assisté, évaluées en simulation, prévoient, selon les conditions de vent, une réduction de 15 à 30 % de la sollicitation en fatigue.
Des stratégies d’optimisation du pilotage d’une ferme éolienne entière ont également été développées, sur la base de techniques de redirection de sillage, afin de minimiser les interférences entre éoliennes voisines et accroître la production globale.
Ces travaux, réalisés en simulation numérique sur la base de données mesurées sur site, ont permis un progrès important sur les approches explorées. De plus, les résultats obtenus ont dégagé plusieurs perspectives applicatives, comme l’intégration du contrôle assisté par lidar sur des éoliennes déjà en service (retrofit) ou la supervision optimisée de parcs éoliens complets.
a - https://anr.fr/Projet-ANR-14-CE05-0034
b - Light Detection And Ranging (ou télédétection par laser).
(1) F. Guillemin, H.-N. Nguyen, G. Sabiron, D. Di Domenico, M. Boquet, Torque 2018, Milan.
(2) D. Di Domenico, F. Guillemin, M. Laraki, G. Sabiron, WindEurope 2017, Amsterdam.
Contact scientifique : fabrice.guillemin@ifpen.fr