Exercice : Peut-on calculer la force éolienne probable sur une route quelconque ?
Mise en service d'une ligne transmanche
Considérons le cas d'un armateur souhaitant desservir un port de la côte anglaise à partir de d’un ports français par le biais d’un navire de charge hybride dont la vitesse de référence est 7,5 nœuds et qui est équipé d’un système éolien quelconque mais dont on connait parfaitement les caractéristiques.
Question
Quel port de départ permettra d’optimiser la puissance développée par le système éolien ?
Solution
La première chose à faire est d’obtenir les statistiques météorologiques de la zone sur une certaine période grâce à la compilation de données issues d’observations in-situ, par satellites…etc. Plus la période sera étendue et les données nombreuses, plus l’étude statistique sera pertinente.
Ces données peuvent être retranscrites sous la forme d’une matrice propre à chaque route, à partir de laquelle il est possible d’établir des graphiques indiquant la répartition des forces de vent, c’est-à-dire la probabilité de rencontrer des vents d’une force donnée et l’orientation de ceux-ci par rapport à la route concernée.
On voit ci-dessous que la probabilité de rencontrer des vents parallèles à la route 1 est plus élevée que dans les autres directions.
En faisant de même pour la route 2, on constate que si la répartition des forces reste identique, les vents seront globalement orientés un peu plus par le travers de la route.
En combinant les matrices obtenues à celle du système éolien, on constate que la force éolienne probable développée par le système passera de 33 à 36 N/m2, soit une augmentation de 10%, par la seule optimisation du routage.
Cette étude, bien que très limitée, permet néanmoins de dire que, compte tenu des éléments disponibles, la probabilité d’optimiser le système éolien sera plus importante sur la route 2 que sur la route 1.
Fondamental : Puissance éolienne sur une route quelconque
Il est donc possible de calculer la force éolienne qui sera probablement délivrée par un système éolien sur une route quelconque bien que cette méthodologie implique de fixer la route et la vitesse du navire alors qu'il conviendrait d'adapter ces paramètres de manière à optimiser les bénéfices de la propulsion par le vent.
Une alternative est de simuler des routes, en optimisant le cap et la vitesse du navire, en utilisant des données environnementales passées, sur une période de plusieurs années.