{"id":{"repo_id":"ets-quebec","oai_identifier":"oai:espace.etsmtl.ca:107"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/ets-quebec/oai:espace.etsmtl.ca:107","repository":{"repo_id":"ets-quebec","name":"ETS (Quebec)","base_url":"https://espace.etsmtl.ca/cgi/oai2"},"display":{"title":"Étude de l'interaction aérodynamique entre deux parcs éoliens","abstract":"Depuis l'arrivée de l'industrialisation au XIX\" siècle, l'homme a constamment cherché des nouvelles sources d'énergie pour développer l'économie. Ces dernières années, les problèmes de la pollution et du réchauffement climatique ont mis de l'avant les énergies vertes dont l'énergie éolienne. Bien que le vent soit une ressource disponible et gratuite, les régions de choix pour installer les parcs éoliens demeurent limitées. Les contraintes d'ordre scientifique et réglementaire conduisent à des situations où deux parcs se retrouvent à proximité l'un de l'autre. Cette situation peut causer quelques difficultés selon la distance entre deux parcs. La proximité des parcs pourrait amener à des pertes de performances plus ou moins grandes. Afin de quantifier les pertes potentielles, il suffit de rappeler que la puissance d'une ou de plusieurs éoliennes est proportionnelle au cube de la vitesse du vent en amont. Donc, la performance d'un parc est intimement liée à la vitesse du vent en amont de chacune des turbines faisant partie du parc. Des méthodologies ont été développées pour l'étude aérodynamique d'un parc. La plupart de ces méthodes considèrent la performance de chaque éolienne individuellement pour ensuite déduire celle du parc. Cette approche n'a pas été retenue dans le cadre de ce mémoire. Le présent mémoire tente de développer une nouvelle approche globale considérant le parc comme une seule entité créant une rugosité élevée affectant la couche limite atmosphérique. L'approche utilisée introduit le problème de l'écoulement de l'air au dessus d'une plaque ayant une certaine rugosité. Le mémoire présente une revue de ce type de problèmes. La relation entre le déficit de la vitesse et la rugosité de la plaque qui cause le déficit est examinée. Le traitement de l'écoulement près de la paroi étant un élément important, les différents régimes de l'écoulement près de la paroi seront explicités. Les parcs, sujet de notre étude, baignent dans l'atmosphère et interagissent avec la couche limite atmosphérique. Dans ce contexte, une bonne compréhension de la couche limite atmosphérique s'impose. Le mémoire présente les différents aspects de cette couche dans ses diverses parties. Différentes formules et méthodologies d'esfimation de la hauteur de la couche limite sont revues. Ces formules aident à établir la hauteur de notre domaine de simulation. Également, étant donné que le parc est considéré comme une rugosité, plusieurs modèles ont été repris. Plusieurs facteurs régissent le mouvement des particules d'air entourant les éoliennes étudiées comme la pression et la vitesse. Dans un environnement turbulent, comme le notre, les équations moyennées de continuité et de quantité de mouvement de Reynolds sont utilisées. Le modèle de turbulence k-£ standard est adopté pour sa simplicité et son efficacité. Pour valider la méthodologie utilisée, la première étape consistait à procéder à une simulation dans un domame de 2km de longueur par 800m de hauteur avec une rugosité constante. Cette simulation maintes fois répétée, en imposant à chaque fois une valeur de rugosité différente, a donné les résultats escomptés c'est-à-dire, des profils de vitesse, d'énergie cinétique et de taux de dissipation qui ne varient pas dans la direction de l'écoulement. La deuxième étape consistait à considérer un domaine de longueur 20km en prenant compte du changement de rugosité dans la région du parc. Cette simulation a montré des profils de vitesse en aval du parc qui se rapprochent du profil de l'entrée du domaine au fur et à mesure qu'on s'éloigne du parc. Plusieurs simulations effectuées en variant la position de la frontière de sortie de manière à l'éloigner du parc ont permis de confirmer que les résultats trouvés sont indépendants de l'emplacement de la frontière de sortie. Ces différentes simulafions ont permis d'établir une relation entre la position en aval du parc et le pourcentage de la vitesse non-perturbée récupéré. L'indépendance de la solution obtenue par rapport au maillage a été vérifiée. La sensibilité de la solution par rapport à plusieurs paramètres a été examinée. Enfin, une simulation du même parc, mais placé en mer, a été faite avec une longueur de domaine de 28km. Celle-ci a permis d'établir une comparaison entre le comportement du vent en aval du parc dans les deux cas : sur terre et en mer. On constate que le profil de vitesse du vent non-permrbé est récupéré plus rapidement sur terre qu'en mer.","abstract_html":"Depuis l'arrivée de l'industrialisation au XIX" siècle, l'homme a constamment cherché des nouvelles sources d'énergie pour développer l'économie. Ces dernières années, les problèmes de la pollution et du réchauffement climatique ont mis de l'avant les énergies vertes dont l'énergie éolienne. Bien que le vent soit une ressource disponible et gratuite, les régions de choix pour installer les parcs éoliens demeurent limitées. Les contraintes d'ordre scientifique et réglementaire conduisent à des situations où deux parcs se retrouvent à proximité l'un de l'autre. Cette situation peut causer quelques difficultés selon la distance entre deux parcs. La proximité des parcs pourrait amener à des pertes de performances plus ou moins grandes. Afin de quantifier les pertes potentielles, il suffit de rappeler que la puissance d'une ou de plusieurs éoliennes est proportionnelle au cube de la vitesse du vent en amont. Donc, la performance d'un parc est intimement liée à la vitesse du vent en amont de chacune des turbines faisant partie du parc. Des méthodologies ont été développées pour l'étude aérodynamique d'un parc. La plupart de ces méthodes considèrent la performance de chaque éolienne individuellement pour ensuite déduire celle du parc. Cette approche n'a pas été retenue dans le cadre de ce mémoire. Le présent mémoire tente de développer une nouvelle approche globale considérant le parc comme une seule entité créant une rugosité élevée affectant la couche limite atmosphérique. L'approche utilisée introduit le problème de l'écoulement de l'air au dessus d'une plaque ayant une certaine rugosité. Le mémoire présente une revue de ce type de problèmes. 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La plupart de ces méthodes considèrent la performance de chaque éolienne individuellement pour ensuite déduire celle du parc. Cette approche n'a pas été retenue dans le cadre de ce mémoire. Le présent mémoire tente de développer une nouvelle approche globale considérant le parc comme une seule entité créant une rugosité élevée affectant la couche limite atmosphérique. L'approche utilisée introduit le problème de l'écoulement de l'air au dessus d'une plaque ayant une certaine rugosité. Le mémoire présente une revue de ce type de problèmes. La relation entre le déficit de la vitesse et la rugosité de la plaque qui cause le déficit est examinée. Le traitement de l'écoulement près de la paroi étant un élément important, les différents régimes de l'écoulement près de la paroi seront explicités. Les parcs, sujet de notre étude, baignent dans l'atmosphère et interagissent avec la couche limite atmosphérique. 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Cette simulation maintes fois répétée, en imposant à chaque fois une valeur de rugosité différente, a donné les résultats escomptés c'est-à-dire, des profils de vitesse, d'énergie cinétique et de taux de dissipation qui ne varient pas dans la direction de l'écoulement. La deuxième étape consistait à considérer un domaine de longueur 20km en prenant compte du changement de rugosité dans la région du parc. Cette simulation a montré des profils de vitesse en aval du parc qui se rapprochent du profil de l'entrée du domaine au fur et à mesure qu'on s'éloigne du parc. Plusieurs simulations effectuées en variant la position de la frontière de sortie de manière à l'éloigner du parc ont permis de confirmer que les résultats trouvés sont indépendants de l'emplacement de la frontière de sortie. Ces différentes simulafions ont permis d'établir une relation entre la position en aval du parc et le pourcentage de la vitesse non-perturbée récupéré. L'indépendance de la solution obtenue par rapport au maillage a été vérifiée. La sensibilité de la solution par rapport à plusieurs paramètres a été examinée. Enfin, une simulation du même parc, mais placé en mer, a été faite avec une longueur de domaine de 28km. Celle-ci a permis d'établir une comparaison entre le comportement du vent en aval du parc dans les deux cas : sur terre et en mer. On constate que le profil de vitesse du vent non-permrbé est récupéré plus rapidement sur terre qu'en mer."]},{"key":"dc:format","label":"Dc Format","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Étude de l'interaction aérodynamique entre deux parcs éoliens"]}]}],"canonical_facts":{"dc:creator":["Ghanem, Jean"],"dc:date":["2008-01-28"],"dc:description":["Depuis l'arrivée de l'industrialisation au XIX\" siècle, l'homme a constamment cherché des nouvelles sources d'énergie pour développer l'économie. 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La plupart de ces méthodes considèrent la performance de chaque éolienne individuellement pour ensuite déduire celle du parc. Cette approche n'a pas été retenue dans le cadre de ce mémoire. Le présent mémoire tente de développer une nouvelle approche globale considérant le parc comme une seule entité créant une rugosité élevée affectant la couche limite atmosphérique. L'approche utilisée introduit le problème de l'écoulement de l'air au dessus d'une plaque ayant une certaine rugosité. Le mémoire présente une revue de ce type de problèmes. La relation entre le déficit de la vitesse et la rugosité de la plaque qui cause le déficit est examinée. Le traitement de l'écoulement près de la paroi étant un élément important, les différents régimes de l'écoulement près de la paroi seront explicités. Les parcs, sujet de notre étude, baignent dans l'atmosphère et interagissent avec la couche limite atmosphérique. 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Cette simulation maintes fois répétée, en imposant à chaque fois une valeur de rugosité différente, a donné les résultats escomptés c'est-à-dire, des profils de vitesse, d'énergie cinétique et de taux de dissipation qui ne varient pas dans la direction de l'écoulement. La deuxième étape consistait à considérer un domaine de longueur 20km en prenant compte du changement de rugosité dans la région du parc. Cette simulation a montré des profils de vitesse en aval du parc qui se rapprochent du profil de l'entrée du domaine au fur et à mesure qu'on s'éloigne du parc. Plusieurs simulations effectuées en variant la position de la frontière de sortie de manière à l'éloigner du parc ont permis de confirmer que les résultats trouvés sont indépendants de l'emplacement de la frontière de sortie. Ces différentes simulafions ont permis d'établir une relation entre la position en aval du parc et le pourcentage de la vitesse non-perturbée récupéré. 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