Impacts de la modélisation stochastique des apports sur la gestion des ressources hydriques du système de la Romaine

Hydro-Québec est le propriétaire et le gestionnaire du complexe hydroélectrique de la rivière Romaine dans le nord-est du Québec, au Canada. Le complexe la Romaine est constitué de quatre réservoirs et parcourt une distance de 192 km entre la centrale Romaine-4 et le Saint-Laurent pour une chute totale de 459 mètres. Pour des fins de modélisation, le réservoir Romaine-1 est considéré comme au fil de l'eau vu son faible volume. Une fois complété en 2020, le système a une puissance installée prévue de 1 550 MW et une production annuelle moyenne de 8 TWh. L'objectif du présent projet est d'évaluer l'avantage d'utiliser la modélisation stochastique des apports dans une procédure de programmation dynamique stochastique pour optimiser la gestion du système hydrique de la rivière Romaine. Des probabilités de transition hebdomadaires sont employées pour la recherche de politiques de gestion optimale des réservoirs du complexe hydroélectrique. Les probabilités de transition sont établies à partir de séries synthétiques générées en utilisant des modèles autorégressifs périodiques de type PARMA: PAR (1), PAR (2), PARMA (1,1), PARMA (2,2). En addition aux modèles PARMA, nous avons utilisé un modèle à moyenne changeante (shifting mean). Les résultats de la modélisation hydrologique stochastique indiquent que parmi les modèles stochastiques mis en œuvre, le modèle PARMA (2,2) a démontré une meilleure performance à reproduire les statistiques des observations historiques. Un ensemble de 100 séries d'une durée de 53 ans (identique aux observations) a été généré. Les séries générées en utilisant le modèle PARMA (2,2) proviennent toutes de distributions statistiquement similaires aux observations, tandis que les autres modèles présentent au moins une série statistiquement différente. Nous utilisons un nouvel algorithme de programmation dynamique stochastique développé dans le cadre du projet Climhydro-2 pour lequel Hydro-Québec est partenaire industriel. Ce dernier utilise une méthode d'approximation de la fonction de Bellman en utilisant une discrétisation adaptative itérative qui permet de réduire le temps de calcul de la solution, tout en minimisant l'erreur d'approximation. Les résultats de la simulation des ensembles de règles de gestion révèlent que l'approche par modélisation stochastique et l'utilisation des observations historiques pour produire les probabilités de transition engendrent une production hydroélectrique totale similaire. Cependant, la gestion des réservoirs est différente selon les modèles et a été démontrée par des volumes de déversements annuels moyens statistiquement différents. Les résultats obtenus montrent que les règles de gestion obtenues avec le modèle PARMA (2,2) permettent de réduire le nombre de violations de la contrainte de débit réservé écologique minimum à la centrale de Romaine-1. Il est nécessaire de respecter un débit minimum à la sortie de la centrale pour la survie du saumon de l'Atlantique qui remonte sur le tronçon entre l'estuaire du Saint-Laurent et la centrale.

Name thesis:degree_name

M. Sc. A.

Level thesis:degree_level

Maîtrise

Discipline thesis:degree_discipline

Génie civil

Grantor dc:publisher

Université de Sherbrooke

Year dc:date.issued

2018

Author dc:creator

• Trottier, Marc Olivier

Advisor dc:contributor.advisor

• Leconte, Robert

• Hydrologie
• Modélisation stochastique
• Programmation dynamique stochastique
• PARMA
• Système hydrique
• Gestion des réservoirs
• Rivière Romaine
• Hydrology
• Stochastic modelling
• Stochastic dynamic programming
• Water system
• Reservoir management
• Romaine River

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ca/

Language dc:language.iso

fr

Handle dc:identifier.uri

http://hdl.handle.net/11143/12268

OAI identifier oai:identifier

oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/12268