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Estimation du potentiel éolien en haute mer et en région côtière par l'utilisation conjointe de données satellitaires d'un radar à synthèse d'ouverture et d'un diffusiomètre.

Lessard-Fontaine, Audrey (2010). Estimation du potentiel éolien en haute mer et en région côtière par l'utilisation conjointe de données satellitaires d'un radar à synthèse d'ouverture et d'un diffusiomètre. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 118 p.

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Résumé

Encore aujourd'hui l'estimation de la ressource éolienne est un défi de taille pour l'industrie, et ce, particulièrement en région côtière où les données in situ sont limitées. Depuis quelques années, il a été démontré que certains satellites permettent d'estimer les vitesses de vents en mer, et même près des côtes pour certains capteurs. Dès lors, il devient possible d'estimer les vitesses de vents de toute une région à un moment précis dans le temps, ce qui constitue un avantage important associé à cette technique. Cependant, pour bien connaître la ressource éolienne d'une région, il est nécessaire de connaître la distribution fréquentielle des vents et non seulement la répartition spatiale des vents à un moment précis; malheureusement, les satellites ne permettent généralement pas d'avoir à la fois un bon échantillonnage temporelle et spatial. Certaines études ont d'ores et déjà démontré qu'avec les données satellitaires QuikSCAT, la fréquence d'échantillonnage est suffisante pour estimer précisément la distribution fréquentielle des vents d'une région, mais avec une résolution grossière (Hasager et al. 2008; Liu et al. 2008). À l'inverse, les données de radar à synthèse d'ouverture (RSO) ont une très bonne résolution (~400m), mais détiennent une fréquence d' échantillonnage insuffisante pour estimer précisément la ressource. Considérant la complémentarité des capteurs, nous nous sommes penchés sur le développement d'une méthodologie permettant l'utilisation conjointe des données RADARSAT-I et de celles du diffusiomètre à bord du satellite QuikSCAT. D'autres études ont utilisé conjointement les deux types de données (Ben Ticha 2007; Beaucage et al. 2008), mais sans employer les deux bases de données dans leur ensemble afin d'optimiser l'utilisation de l'information statistique disponible. L'utilisation de l'ensemble de ces données constitue l'originalité de ce mémoire. Dans un premier temps, nous présentons l'approche bayesienne adoptée dans le cadre de cette étude. D'une part, cette approche permet l'exploitation conjointe de l'ensemble des données disponibles en provenance des deux capteurs. D'autre part, elle permet d'estimer la distribution fréquentielle des vents en haute mer. Les résultats obtenus mettent en évidence le fait que l'utilisation conjointe de données d'un diffusiomètre et d'un radar à synthèse d'ouverture permet d'améliorer considérablement la précision des estimations par rapport à l'utilisation des données RSO seules (les intervalles de confiance moyens passent de 23% à l0% de la valeur du paramètre d'échelle de la distribution). Ils démontrent également qu'une résolution spatiale plus fine est obtenue par rapport à l'utilisation des données QuikSCAT seules. Dans un deuxième temps, les paramètres de la distribution fréquentielle des vents en haute mer ont été extrapolés jusqu'à la région côtière par régression linéaire. Afin de tenir compte de la variation de la distribution fréquentielle des vents à l'approche des côtes, des données statistiques de tendance centrale et de dispersion tirées des données RSO ont été employées. Bien que préliminaires, les résultats démontrent une diminution significative des vitesses de vents à l'approche des côtes; ce constat est cohérent avec la connaissance actuelle des vents en région côtière. En conclusion, nos travaux montrent que les données satellitaires ont un excellent potentiel pour la cartographie de la distribution de la ressource des vents en mer et en région côtière où les données in situ sont plus rares. Il s'agit d'une alternative intéressante puisque jusqu'à présent, seule l'Atlas canadien d'énergie éolienne offrait de l'information sur les vents de cette région. La cartographie alternative obtenue à partir de nos travaux permet une meilleure connaissance des vents du golfe du Saint-Laurent.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Bernier, Monique
Co-directeurs de mémoire/thèse: Chokmani, Karem; Lafrance, Gaëtan
Mots-clés libres: éolien; vent; région côtière; résolution spatiale; données satellitaires; RSO; QuikSCAT; RADARSAT-I; cartographie
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 14 févr. 2014 16:08
Dernière modification: 24 nov. 2015 15:59
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2060

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