Modélisation numérique

Cahier des charges du trinôme 3

" MODELISATION NUMERIQUE "

 

          Ce trinôme est composé de Mélanie Aebischer (de la filière Mécanique des Fluides Numériques) et de Lucie Berthon et Elise Boyenval (de la filière Sciences de l'Eau et de l'Environnement).

 

Contexte



          Le Pelamis est un équipement flottant permettant de récupérer l'énergie des vagues. Cependant, afin d'en tirer un meilleur parti, et pour optimiser la quantité d'énergie produite, il convient de bien choisir l'emplacement des sites d'implantation des projets houlomoteurs.

          Les meilleures ressources sont disponibles dans des zones où de forts vents ont voyagé sur de longues distances. C'est pourquoi, la plus grande ressource en Europe se trouve le long des côtes atlantiques. Ainsi, la France fait partie des pays les mieux situés pour la récupération et la conversion de l'énergie de la houle. C'est pourquoi nous souhaitons déterminer un site d'implantation potentiel du pélamis, au large des côtes Atlantiques françaises.

 

Objectifs



           Un des facteurs décisifs pour la compatibilité d'une côte est sa bathymétrie. Les systèmes de récupération de l'énergie de la houle ne représentant en général pas un impact visuel, il est préférable de les implanter le plus proche possible des côtes. Cela permet alors de réduire significativement les coûts d'installation et de cablage. De même, la surveillance et la maintenance peuvent être effectuées avec plus de facilités et plus efficacement. Les régions avec une bathymétrie escarpée (un plateau continental escarpé et la présence d'eaux profondes près des côtes) sont avantageuses pour le déploiement de dispositifs de récupération de l'énergie de la houle.

          Au vue de ces considérations, la côte Bretonne semble être un site approprié pour l'implantation du pélamis.

          Notre objectif est donc de déterminer un site potentiel d'implantation du pélamis au large de la pointe Bretonne et d'en étudier le fonctionnement par une modélisation numérique. En effet, la Bretagne dispose d'un fort potentiel à générer de l'énergie à partir du mouvement des vagues, à un prix compétitif. De plus, trouver un site à proximité d'une grande ville serait un avantage pour le transport d'électricité.

        La modélisation numérique devra permettre d'étudier les champs de houle au large de la côte Bretonne pour ensuite permettre le choix du site d'implantation (à l'aide de logiciels d'information géographique, et en prenant en compte certains autres paramètres comme la distance aux côtes, les courants marins, les routes maritimes). Une analyse statistique de données méteorologiques devra également permettre de modéliser le cas de conditions climatiques extrèmes.

 

Méthodologie



Notre travail se déroulera en plusieurs phases :

 

1. Préparation

  • Tout d'abord, nous devons choisir une localisation pour notre site d'étude. Nous avons choisi d'étudier l'implantation d'un site d'exploitation de l'énergie de la houle au large de la ville de Brest. En effet, cette région est d'une part une zone où la houle est suffiasament importante pour produire de l'énergie grâce au Pelamis, et d'autre part une zone proche d'une ville ayant besoin d'électricité . Nous pourrons éventuellement étudier la part d'électricité que pourrait fournir un Pelamis en fonction de la demande totale de la ville de Brest.

  • La phase suivante consistera à obtenir des données de bathymétrie, de courants et de voies de navigation maritimes. Ces données sont disponibles auprès du Shom (Service Hydrographique et Océanographique de la Marine) et devront être récupérées avant le début du BEI.

 

2. Modélisation numérique

  • Tout d'abord, nous devrons choisir le logiciel adapté pour notre modélisation. Après l'avoir pris en main, avoir choisi les paramètres et déterminé les hypothèses de calcul, nous effectuerons des simulations pour déterminer le champ de houle pour des conditions météorologiques normales.

  • Une seconde partie de la modélisation numérique, moins importante, traitera de la simulation de conditions extrèmes.

 

3. Analyse statistique

          Une analyse statistique des données méteorologiques permettra de déterminer les conditions extrèmes nécessaires à la modélisation numérique. Nous pourrons ainsi étudier les variations de houle mensuelles et déterminer quel mois le Pelamis fonctionnera à son maximum, et les valeurs centenales ou même millénales de houle pour voir les conditions de sécurité du Pelamis en cas de tempêtes exceptionelles.

 

4. Système d'information géographique

          Enfin, nous utiliserons le logiciel ArcGIS afin de déterminer la position optimale du site d'implantation. Pour cela, nous prendrons soin de digitaliser les données de bathymétrie, de courants et de routes maritimes que nous aurons obtenus auprès du Shom. En établissant des pondérations, nous pourrons alors voir quel est le meilleur rapport entre la distance aux côtes et le rendement du Pelamis (en fonction de la hauteur de houle) et ainsi estimer quel sera l'emplacement le plus rentable.

 

Planning prévisionnel



 Sur le planning suivant sont présentées :
  • En bleu foncé, le travail préalable
  • En rose, les tâches relatives à la modélisation numérique
  • En jaune, les tâches relatives à l'analyse statistque
  • En vert, les tâches relatives au SIG
  • En bleu clair, les tâches relatives au compte-rendu de notre projet



 

 

Binôme 2

Binôme 1