ODD 7. Énergie propre et d'un coût abordable

Nous élaborons les atlas des vents pour le développement d’énergies durables

Teresa Simões, Responsable Energies Eoliennes
Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG), Lisbonne, Portugal

Le déploiement de parcs éoliens offshore nécessite des données précises pour estimer les ressources éoliennes, les coûts d’investissement – principalement l’installation, l’exploitation et la maintenance, et les conditions de la mer. Les satellites Copernicus Sentinel-1 et Sentinel-3 surveillent l’état de la mer avec une bonne résolution spatiale et temporelle et peuvent fournir des données essentielles sur les vagues océaniques et les vents de surface.

Interview

Image: Diana Quintela

Je m’appelle Teresa Simões, j’ai une formation en météorologie et océanographie et un doctorat en énergie et développement durable. Je travaille dans le domaine de l’énergie éolienne depuis 1998, principalement dans les méthodologies d’évaluation et de planification des ressources éoliennes.

Je suis responsable du domaine éolien au Laboratoire national d’énergie et de géologie (LNEG) .

Les données des satellites Copernicus sont utilisées pour les études d'impact et les plans de déploiement des champs d'éoliennes offshore. Cette image, acquise par l'un des satellites Copernicus Sentinel-2 le 6 novembre 2020, montre les éoliennes offshore du parc éolien Norther en mer du Nord au large des côtes belges. Les missions Copernicus Sentinel permettent de surveiller la qualité de l'eau et le flux des sédiments dans les zones côtières.
Image: European Union, Copernicus Sentinel-2 imagery

Ma mission est d’étudier et de développer des projets dans le domaine des énergies renouvelables, en se concentrant principalement sur l’énergie éolienne, d’accompagner les politiques publiques et de contribuer à la formation de techniciens, de jeunes chercheurs et d’étudiants.

Les principaux défis du déploiement de parcs éoliens offshore sont le manque de données appropriées et de qualité pour estimer les ressources éoliennes offshore, les coûts d’investissement – principalement l’installation, l’exploitation et la maintenance, et les conditions de la mer.

Les îles Malouines sont représentées sur cette image radar acquise par la mission Copernicus Sentinel-1, coordonnée et gérée par la Commission Européenne. Cette image combine deux acquisitions radar prises à un mois d'intervalle pour montrer les changements au fil du temps. La première image a été capturée le 29 décembre 2019, tandis que la seconde a été prise le 22 janvier 2020. Ici, les principaux changements entre les acquisitions se sont produits en pleine mer, les couleurs rouge vif montrant des eaux ondulées en décembre 2019. La mission Copernicus Sentinel-1 fournit un échantillonnage continu des mers, offrant des informations sur le vent et les vagues. Ceci est utile pour comprendre les interactions entre les vagues et les courants et pour améliorer les performances des applications de navigation et le potentiel de l'énergie des vagues.
Image: ESA/ contains modified Copernicus Sentinel data (2019-20), processed by ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

Pour en savoir plus sur l’évaluation des ressources, parlons des données sur le vent. Les campagnes de mesures en mer sont encore très coûteuses, surtout lorsqu’il s’agit de caractériser des vents pour des applications en offshore profond.

Le rôle des données satellitaires dans nos recherches au LNEG est principalement celui de données d’entrée pour la modélisation et la validation, selon les spécificités du projet que nous développons. Les données satellitaires sont devenues une source précieuse d’informations et sont très utiles pour différentes applications de recherche telles que la surveillance du changement climatique et la recherche sur les énergies renouvelables. Dans notre cas, Elles sont principalement utilisées dans ce dernier domaine – la recherche sur les énergies du vent et des vagues.

Leur principal avantage est de fournir des informations à haute résolution pour des zones étendues lorsque le site sur lequel nous travaillons ne dispose pas de sources de données d’observation suffisantes, par exemple des bouées, des mâts météorologiques ou d’autres équipements de mesure.

Comme je l’ai mentionné précédemment, les campagnes expérimentales in situ sont très coûteuses en ce qui concerne l’équipement lui-même, son installation, son fonctionnement et sa maintenance, ce qui justifie en quelque sorte l’absence de données expérimentales offshore à cette date.

Mais maintenant, les satellites Copernicus Sentinel-1 (Niveau 2) et Sentinel-3 peuvent surveiller l’état de la mer avec une bonne résolution spatiale et temporelle et fournir des informations essentielles sur les vagues océaniques et les vents de surface.

Vitesse moyenne du vent sur 10 ans (ASCAT) L'Advanced Scatterometer (ASCAT) est l'un des instruments européens de nouvelle génération embarqués sur le satellite MetOp développé conjointement par l’ESA et EUMETSAT.
Image: LNEG

Ces informations de base peuvent être utilisées comme “inputs” et pour valider les résultats des modèles, en particulier, les évaluations des énergies du vent et des vagues qui peuvent être produites offshore.

Ceci nous permet de cartographier les paramètres du vent, tels que la vitesse du vent, les paramètres de Weibull et d’autres variables météorologiques à plusieurs hauteurs et dans des domaines et des zones spécifiques. L’atlas éolien refléte également le comportement à long terme des ressources éoliennes, ce qui est crucial pour le déploiement des parcs éoliens onshore et offshore.

Les données satellitaires peuvent également être utilisées pour évaluer l’énergie des vagues. Depuis le début des années 1990, les satellites sont équipés de capteurs altimétriques spécialement conçus qui peuvent fournir des mesures de l’état de la mer telles que les hauteurs ou les périodes de vagues significatives, des informations essentielles pour évaluer l’énergie des vagues.

Les données des satellites peuvent être utilisées non seulement pour évaluer la puissance des vagues disponible à un certain endroit, mais aussi pour fournir des informations précieuses concernant les caractéristiques de l’état de la mer qui sont importantes pour le développement de convertisseurs d’énergie des vagues ainsi que pour paramétrer ces appareils en fonction de l’état de la mer.

Sentinel-3 peut ainsi fournir des estimations précises de l’état de la mer, très utiles pour évaluer l’énergie des vagues, à une résolution spatiale importante, en particulier près des zones côtières.

L’Espace est un champ d’investigation très important au-delà de l’astronomie et de la recherche de vie extraterrestre. Les données qu’il nous fournit sont importantes pour la science, pour l’amélioration de l’environnement et de notre qualité de vie. L’Espace peut vous offrir aussi des opportunités multiples pour développer des compétences, des idées, et vos réalisations.

Il apporte à notre planète Terre de nombreux services dans des domaines comme l’atmosphère, l’environnement marin, les sols, le climat, l’énergie et la sécurité. Le potentiel est énorme.

Laissez-vous inspirer par l’Espace et laissez votre inspiration utiliser l’Espace comme un outil pour faire de la Terre un meilleur endroit pour vivre, avec un environnement préservé.

Gallery

Atlas éolien offshore du Portugal
Direction moyenne du vent sur 10 ans (ASCAT) L'Advanced Scatterometer (ASCAT) est l'un des instruments européens de nouvelle génération embarqués sur le satellite MetOp développé conjointement par l’ESA et EUMETSAT.
Les données des satellites Copernicus sont utilisées pour les études d'impact et les plans de déploiement des champs d'éoliennes offshore. Cette image, acquise par l'un des satellites Copernicus Sentinel-2 le 6 novembre 2020, montre les éoliennes offshore du parc éolien Norther en mer du Nord au large des côtes belges. Les missions Copernicus Sentinel permettent de surveiller la qualité de l'eau et le flux des sédiments dans les zones côtières.
Les données des satellites Copernicus sont utilisées pour les études d’impact et les plans de déploiement des champs d’éoliennes offshore. Cette image, acquise par l’un des satellites Copernicus Sentinel-2 le 6 novembre 2020, montre les éoliennes offshore du parc éolien Norther en mer du Nord au large des côtes belges. Les missions Copernicus Sentinel permettent de surveiller la qualité de l’eau et le flux des sédiments dans les zones côtières. Image: European Union, Copernicus Sentinel-2 imagery
Les îles Malouines sont représentées sur cette image radar acquise par la mission Copernicus Sentinel-1. Cette image combine deux acquisitions radar prises à un mois d'intervalle pour montrer les changements au fil du temps. La première image a été capturée le 29 décembre 2019, tandis que la seconde a été prise le 22 janvier 2020. Ici, les principaux changements entre les acquisitions se sont produits en pleine mer, les couleurs rouge vif montrant des eaux ondulées en décembre 2019. La mission Copernicus Sentinel-1 fournit un échantillonnage continu des mers, offrant des informations sur le vent et les vagues. Ceci est utile pour comprendre les interactions entre les vagues et les courants et pour améliorer les performances des applications de navigation et le potentiel de l'énergie des vagues.
Les îles Malouines sont représentées sur cette image radar acquise par la mission Copernicus Sentinel-1. Cette image combine deux acquisitions radar prises à un mois d’intervalle pour montrer les changements au fil du temps. La première image a été capturée le 29 décembre 2019, tandis que la seconde a été prise le 22 janvier 2020. Ici, les principaux changements entre les acquisitions se sont produits en pleine mer, les couleurs rouge vif montrant des eaux ondulées en décembre 2019. La mission Copernicus Sentinel-1 fournit un échantillonnage continu des mers, offrant des informations sur le vent et les vagues. Ceci est utile pour comprendre les interactions entre les vagues et les courants et pour améliorer les performances des applications de navigation et le potentiel de l’énergie des vagues. Image: ESA/ contains modified Copernicus Sentinel data (2019-20), processed by ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
Atlas éolien offshore du Portugal
Atlas éolien offshore du Portugal Image: LNEG
Direction moyenne du vent sur 10 ans (ASCAT) L'Advanced Scatterometer (ASCAT) est l'un des instruments européens de nouvelle génération embarqués sur le satellite MetOp développé conjointement par l’ESA et EUMETSAT.
Direction moyenne du vent sur 10 ans (ASCAT) L’Advanced Scatterometer (ASCAT) est l’un des instruments européens de nouvelle génération embarqués sur le satellite MetOp développé conjointement par l’ESA et EUMETSAT. Image: LNEG
Vitesse moyenne du vent sur 10 ans (ASCAT) L'Advanced Scatterometer (ASCAT) est l'un des instruments européens de nouvelle génération embarqués sur le satellite MetOp développé conjointement par l’ESA et EUMETSAT.
Vitesse moyenne du vent sur 10 ans (ASCAT) L’Advanced Scatterometer (ASCAT) est l’un des instruments européens de nouvelle génération embarqués sur le satellite MetOp développé conjointement par l’ESA et EUMETSAT. Image: LNEG
Vue du parc éolien offshore Middelgruden au Danemark. Le parc éolien a été développé au large des côtes danoises et se compose de 20 turbines.
Vue du parc éolien offshore Middelgruden au Danemark. Le parc éolien a été développé au large des côtes danoises et se compose de 20 turbines. Image: Photo/Eskinder Debebe.
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