Parcs éoliens en terrains complexes

Table des matières

CHAPITRE 1 INTRODUCTION
1.1 Généralités sur l’énergie éolienne
1.2 Parcs éoliens en terrains complexes
1.3 Objectifs et méthodologie
1.4 Structure du mémoire
CHAPITRE 2 REVUE DE LA LITTÉRATURE
2.1 Description du test de performance et de la calibration de site
2.1.1 Test de performance
2.1.2 Calibration de site traditionnelle
2.2 Simulation numérique de l’ écoulement du vent
2.2.1 Modèle WAsP
2.2.1.1 Limitations du modèle WAsP
2.2.2 Mécanique des fluides assistée par ordinateur: équations de Navier-Stokes et modélisation de la turbulence (RANS)
2.2.3 Mécanique des fluides assistée par ordinateur: équations de Navier-Stokes et calcul explicite des grands tourbillons (LES)
2.3 Synthèse sur les simulations en terrains non plats déjà réalisées
2.3.1 Terrains complexes idéalisés : collines et escarpements
2.3.2 Terrains réels
2.4 Choix du modèle
CHAPITRE 3 CONCEPTS PHYSIQUES 
3.1 Écoulement en couche limite atmosphérique
3.1.1 Description de la troposphère
3.1.2 Notion de stratification thermique
3.1.3 Théorie de Monin-Obukhov
3.1.3.1 Représentation du champ de vitesse
3.1.3.2 Influence de la végétation sur la couche limite atmosphérique
3.2 Modélisation du sol
3.2.1 Données provenant de Géobase
3.2.2 Carte topographique numérique
3.2.3 Télédétection
3.2.4 Construction d’un MNA à partir de photographies aériennes
CHAPITRE 4 MODÈLE MATHÉMATIQUE 
4.1 Équations du mouvement
4.2 Modélisation de la turbulence
4.2.1 Modèle K- € standard avec modifications aux constantes
4.3 Conditions aux frontières
4.3.1 Distribution de la turbulence atmosphérique
4.3.2 Loi de la paroi
CHAPITRE 5 MÉTHODE NUMÉRIQUE
5.1 Description de la méthode employée
5.1.1 Discrétisation du domaine de calcul
5.1.2 Construction du maillage
5.1.2.1 Méthode d’enchâssement de domaines
5.1.3 Discrétisation des équations de transport
5.1.4 Résolution du système d’équations linéaires résultant
5.1.5 Vérification de la convergence
5.1.6 Schéma d’interpolation de la pression
5.2 Conditions aux frontières sur le grand domaine
5.2.1 Sol
5.2.2 Entrée du domaine
5.2.2.1 Termes sources à introduire dans les équations de transport de la turbulence
5.2.3 Sortie du domaine
5.2.4 Frontières latérales
5.2.5 Partie supérieure du domaine
5.3 Conditions frontières sur le petit domaine
5.4 Initialisation de la solution
5.5 Résumé des paramètres employés dans FLUENT
CHAPITRE 6 ÉTUDE DES DONNÉES EXPÉRIMENTALES
6.1 Présentation détaillée du site de Rivière au Renard
6.2 Installations sur le site
6.2.1 Positionnement des différents équipements
6.2.2 Détails concernant les instruments utilisés
6.3 Traitement statistique des données
6.3.1 Méthodologie employée
6.3.2 Analyse des données
6.4 Analyse d’incertitude
6.4.1 Incertitudes de type A
6.4.1.1 Incertitude standard combinée de type A
6.4.2 Incertitudes de type B
6.4.2.1 Incertitude standard combinée de type B
6.4.3 Incertitude standard combinée
6.5 Exemple de calcul: le cas de l’orientation du vent 295°
CHAPITRE 7 RÉSULTATS ET DISCUSSION 
7.1 Validation du modèle proposé sur terrain plat
7.1.1 Écoulement perpendiculaire au plan: entrée du domaine
7 .1.2 Écoulement dans le plan : frontière latérale du domaine
7.2 Comparaison des simulations numériques aux données expérimentales
7 .2.1 Cas 1 : orientation du vent 5°
7.2.2 Cas 2: orientation du vent 15°
7.2.3 Cas 3: orientation du vent 255°
7.3 Comparaison de la méthode CFD proposée au logiciel WAsP
7.4 Calibration virtuelle du site de Rivière au Renard
CONCLUSION