Quantification du comportement du sillage des éoliennes grâce à des mesures in-situ par LiDAR scannant

La production éolienne industrielle s'organise sous la forme de centrales regroupant de quelques unités à la centaine d'éoliennes. Ces centrales sont disséminées sur le territoire terrestre ou maritime en des lieux soigneusement sélectionnés sur la base de nombreux critères, dont le potentiel éolien. Cela concerne la qualité des vents incidents, l'influence de la complexité géométrique du site mais aussi les interactions aérodynamiques entre éoliennes qui pourraient dégrader la qualité du vent incident et donc la production énergétique. En fonction de la direction des vents, la proximité des éoliennes organisées en parc induit très fréquemment des interactions de sillages entre deux ou plusieurs machines alignées. Le sillage généré par une éolienne se caractérise principalement par un déficit de vitesse du vent et une augmentation de la turbulence sur plusieurs centaines de mètres en aval. L'interaction du sillage d'une éolienne sur une seconde se traduit par une diminution du rendement ainsi qu'une augmentation des charges aérodynamiques fatiguant prématurément les matériaux. De plus, les grandes échelles de la turbulence atmosphérique ont tendance à modifier la trajectoire des sillages éoliens avec un caractère instationnaire, appelé méandrement (« meandering »). La stabilité thermique de l'atmosphère a également une influence très forte sur le comportement instationnaire du sillage puisqu'elle peut être la source de mouvements convectifs de grande ampleur, pouvant modifier le contenu turbulent de la couche limite atmosphérique. Le projet ANR SMARTEOLE (ANR-14-CE05-0034) a permis la mise en place d'une campagne d'essais de 7 mois dont un des objectifs était la capture du sillage de deux éoliennes, en interaction, ou non, grâce à un LiDAR scannant fixé au sol, à 1500m de la zone d'intérêt. L'acquisition d'un champ de vitesse quasi-horizontal est assurée en 15 secondes et peut être considérée comme une mesure du champ de vitesse instantanée. Les positions des sillages éoliens instantanés sont détectées sur chaque champ instantané grâce à une méthode de détermination du centre du sillage développée et validée sur des essais comparables en soufflerie. L'écart-type de la position instantanée des sillages peut alors être déterminé. La classification des données en fonction de la stabilité thermique, de la direction et de la vitesse du vent permet ensuite de déterminer une cartographie du comportement du sillage éolien en fonction de ces paramètres. Une partie des résultats de cette étude paramétrique seront présentés

An adaptive data processing technique for lidar-assisted control to bridge the gap between lidar systems and wind turbines

This paper presents first steps toward an adaptive lidar data processing technique crucial for lidar-assisted control in wind turbines. The prediction time and the quality of the wind preview from lidar measurements depend on several factors and are not constant. If the data processing is not continually adjusted, the benefit of lidar-assisted control cannot be fully exploited or can even result in harmful control action. An online analysis of the lidar and turbine data is necessary to continually reassess the prediction time and lidar data quality. In this work, a structured process to develop an analysis tool for the prediction time and a new hardware setup for lidar-assisted control are presented. The tool consists of an online estimation of the rotor effective wind speed from lidar and turbine data and the implementation of an online cross-correlation to determine the time shift between both signals. Further, we present initial results from an ongoing campaign in which this system was employed for providing lidar preview for feedforward pitch control

Simulation of Doppler Lidar Measurement Range and Data Availability

International audienceThe measurement range of a coherent wind Doppler lidar (CWDL) along a laser beam is the maximum distance from the lidar where wind speed data are accurately retrieved. It means that, at this distance, a sufficient number of emitted laser photons are backscattered and received by the lidar. Understanding of the propagation of the laser through the atmosphere, and particularly the backscattering and extinction processes from aerosols, is therefore important to estimate the metrological performances of a CWDL instrument. The range is directly related to specific instrument characteristics and atmospheric content, such as the aerosols type, size, and density distributions. Associated with the measurement range is the notion of data availability, which can be defined, at a given range and over a time period, as the percentage number of data retrieved correctly by the CWDL over the total number of measurement attempts.This paper proposes a new approach to predict the CWDL data availability and range of measurement using both instrumental simulation and atmospheric observations of aerosol optical properties from weather stations and simulations. This method is applied in several CWDL measurement campaigns during which estimated data availabilities and ranges are compared with the observations. It is shown that it is fairly possible to anticipate the data availability and the range coverage of CWDL technology at any site of interest where atmospheric data are available. The method also offers an additional way to diagnose the operation of the instrument and will help in the design of future instruments

Aerosol/Cloud Measurements Using Coherent Wind Doppler Lidars

The accurate localization and characterization of aerosol and cloud layers is crucial for climate studies (aerosol indirect effect), meteorology (Planetary Boundary Layer PBL height), site monitoring (industrial emissions, mining,…) and natural hazards (thunderstorms, volcanic eruptions). LEOSPHERE has recently developed aerosol/cloud detection and characterization on WINDCUBE long range Coherent Wind Doppler Lidars (CWDL). These new features combine wind and backscatter intensity informations (Carrier-to-Noise Ratio CNR) in order to detect (aerosol/cloud base and top, PBL height) and to characterize atmospheric structures (attenuated backscatter, depolarization ratio). For each aerosol/cloud functionality the method is described, limitations are discussed and examples are given to illustrate the performances

Estimation de l'erreur lidar en terrain complexe avec l'aide d'outils numériques

L’utilisation de mâts météorologiques dans le processus d’analyse et de quantification de la ressource éolienne est sans contredit la norme depuis plusieurs années. Pour palier à certains inconvénients de ceux-ci comme leur vulnérabilité aux conditions climatiques et leur mobilité restreinte, un nouvel outil fit récemment son apparition: le LiDAR (Light Detection and Ranging). Cet appareil, par l’entremise de rayons laser projetés dans l’atmosphère et de l’effet Doppler, détermine la vitesse du vent à plusieurs hauteurs simultanées allant de quelques dizaines à quelques centaines de mètres. Le LiDAR performe bien sur terrain plat, mais sa précision diminue sur terrain complexe. Ceci s’explique par l’hypothèse d’homogénéité de l’écoulement que fait l’appareil pour déterminer les composantes Ux,Uy et Uz à partir de vitesses radiales. Bingöl a toutefois démontré qu’il était possible d’évaluer l’erreur du LiDAR à l’aide d’outils numériques tel que WaSP Engineering. En collaboration avec GLGH, NRG systems, Leosphere et le Technocentre éolien, un LiDAR WindCube v2 fut déployé au Québec dans la région gaspésienne à proximité d’un mât météorologique sur terrain complexe, en présence de forêt et de conditions climatiques hivernales rigoureuses pour la période 16/02/2012 and 28/03/2012. L’objectif principal du travail consiste à estimer l’erreur du LiDAR à l’aide du logiciel «open source» OpenFOAM et du logiciel commercial Meteodyn WT64 v4 afin de comparer les résultats aux mesures expérimentales. Dans un premier temps, il fût jugé nécessaire de faire une évaluation des performances de ces logiciels à modéliser la couche limite atmosphérique en présence de forêt. Pour ce faire, les données d’une autre campagne de mesures réalisée sur le même site pour la période 14/12/2007-29/12/2009 furent utilisées. On compare ici les ratios de vitesse horizontale expérimental et simulé entre 2 mâts à une hauteur de 60 m séparés d’environ 4 km. Malgré que les résultats d’OpenFOAM soient à l’intérieur de l’écart type des mesures ou très près, Meteodyn semble livrer de meilleures performances. On estime qu’un calibrage du modèle de forêt d’OpenFOAM pourrait améliorer significativement les résultats. Somme toute, les résultats sont favorables à l’utilisation de ces outils pour modéliser le comportement du LiDAR

Statistical characteristics of interacting wind turbine wakes from a 7-month LiDAR measurement campaign

International audienc

Rilpivirine in HIV-1-positive women initiating pregnancy: to switch or not to switch?

International audienceBackgroundSafety data about rilpivirine use during pregnancy remain scarce, and rilpivirine plasma concentrations are reduced during second/third trimesters, with a potential risk of viral breakthroughs. Thus, French guidelines recommend switching to rilpivirine-free combinations (RFCs) during pregnancy.ObjectivesTo describe the characteristics of women initiating pregnancy while on rilpivirine and to compare the outcomes for virologically suppressed subjects continuing rilpivirine until delivery versus switching to an RFC.MethodsIn the ANRS-EPF French Perinatal cohort, we included women on rilpivirine at conception in 2010–18. Pregnancy outcomes were compared between patients continuing versus interrupting rilpivirine. In women with documented viral suppression (<50 copies/mL) before 14 weeks of gestation (WG) while on rilpivirine, we compared the probability of viral rebound (≥50 copies/mL) during pregnancy between subjects continuing rilpivirine versus those switching to RFC.ResultsAmong 247 women included, 88.7% had viral suppression at the beginning of pregnancy. Overall, 184 women (74.5%) switched to an RFC (mostly PI/ritonavir-based regimens) at a median gestational age of 8.0 WG. Plasma HIV-1 RNA nearest delivery was <50 copies/mL in 95.6% of women. Among 69 women with documented viral suppression before 14 WG, the risk of viral rebound was higher when switching to RFCs than when continuing rilpivirine (20.0% versus 0.0%, P = 0.046). Delivery outcomes were similar between groups (overall birth defects, 3.8/100 live births; pregnancy losses, 2.0%; preterm deliveries, 10.6%). No HIV transmission occurred.ConclusionsIn virologically suppressed women initiating pregnancy, continuing rilpivirine was associated with better virological outcome than changing regimen. We did not observe a higher risk of adverse pregnancy outcomes