{"id":6740,"date":"2022-06-09T07:15:13","date_gmt":"2022-06-09T05:15:13","guid":{"rendered":"https:\/\/variances.eu\/?p=6740"},"modified":"2022-06-09T07:19:22","modified_gmt":"2022-06-09T05:19:22","slug":"parc-eolien-et-vitesses-de-vent-gestion-de-lalea-de-production","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/variances.eu\/?p=6740","title":{"rendered":"Parc \u00e9olien et vitesses de vent : gestion de l\u2019al\u00e9a de production"},"content":{"rendered":"

La\u00a0 r\u00e9volution industrielle qui s\u2019op\u00e8re depuis le XIXe si\u00e8cle s’accompagne d’importantes \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre contribuant in\u00e9luctablement au processus de r\u00e9chauffement climatique. Les enjeux associ\u00e9s \u00e0 ce bouleversement climatique am\u00e8nent \u00e0 se tourner vers de nouveaux modes de consommation \u00e9nerg\u00e9tiques, faisant la part belle aux \u00e9nergies renouvelables. Parmi celles-ci se trouve l’\u00e9olien, un secteur devenu le porte-\u00e9tendard de la transition \u00e9cologique.<\/p>\n

Bien que de plus en plus r\u00e9pandus, les projets de construction de parcs \u00e9oliens restent tr\u00e8s co\u00fbteux et ne peuvent aboutir sans le financement massif d’institutions de cr\u00e9dit. Les propri\u00e9taires de parcs \u00e9oliens doivent alors d\u00e9velopper un mod\u00e8le de rentabilit\u00e9 leur permettant de rembourser sur un laps de temps r\u00e9duit les importantes sommes emprunt\u00e9es. En particulier, le volume d’\u00e9nergie produit sur une ann\u00e9e se doit d’\u00eatre maintenu au-dessus d’un certain seuil afin que les propri\u00e9taires du parc \u00e9olien ne soient pas en d\u00e9faut de paiement.<\/p>\n

Cette volatilit\u00e9 de production provient en partie des variations des vitesses du vent : sch\u00e9matiquement des vents trop faibles ne permettent pas de faire tourner les pales de l’\u00e9olienne et des vents trop forts n\u00e9cessitent de mettre l’\u00e9olienne \u00e0 l’arr\u00eat pour des raisons de s\u00e9curit\u00e9. Ces informations sont r\u00e9sum\u00e9es par la courbe de puissance (dont un exemple est pr\u00e9sent\u00e9 ci-dessous), une courbe propre \u00e0 chaque mod\u00e8le d’\u00e9olienne donnant la puissance \u00e9lectrique en sortie en fonction de la vitesse du vent.<\/p>\n

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Figure 1 : Courbe de puissance de l\u2019\u00e9olienne Enercon 70<\/p><\/div>\n

Annihiler (au moins en partie) ces incertitudes de production permettrait de rendre viable un grand nombre de projets n’ayant pas la solidit\u00e9 financi\u00e8re pour se lancer et ainsi d’acc\u00e9l\u00e9rer la transition \u00e9nerg\u00e9tique. Toutefois, l’assurance indemnitaire classique parait inadapt\u00e9e pour de nombreuses raisons : manque de transparence du produit, anti-s\u00e9lection et al\u00e9a moral importants, d\u00e9lai d’indemnisation trop long\u2026 Il est alors n\u00e9cessaire de d\u00e9velopper des assurances alternatives pour la gestion des risques climatiques non catastrophiques. Une probl\u00e9matique se d\u00e9gage ainsi\u00a0: quelles solutions alternatives sont envisageables afin de g\u00e9rer la part d\u2019al\u00e9a de production due aux vitesses de vent ?<\/p>\n

L<\/strong>\u2019acc\u00e8s \u00e0 des donn\u00e9<\/strong>es de qualit<\/strong>\u00e9\u00a0: un frein au d\u00e9veloppement des couvertures climatiques <\/strong><\/h3>\n

Comme souvent pour la construction de couvertures climatiques, l\u2019acc\u00e8s \u00e0 des donn\u00e9es fiables avec une profondeur d\u2019historique suffisante peut constituer un obstacle majeur. Le recours \u00e0 l’Open Data est la solution adopt\u00e9e dans [1]<\/a>, il faudra cependant \u00eatre attentif aux approximations que ce choix peut engendrer.<\/p>\n

Les donn\u00e9es utilis\u00e9es sont issues du projet \u00ab\u00a0NCEP\/NCAR Reanalysis project\u00a0\u00bb r\u00e9alis\u00e9 par le National Center for Environmental Prediction (NCEP) et le National Center for Atmospheric Research (NCAR). Les relev\u00e9s de vitesses de vent sont effectu\u00e9s \u00e0 10 m\u00e8tres au-dessus du sol, 4 fois par jour depuis 1948, et sont disponibles sur une grille de donn\u00e9es compos\u00e9e de 18 048 points.<\/p>\n

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Interpolation des vitesses de vent \u00e0 hauteur des \u00e9oliennes <\/u><\/p>\n

Comme pr\u00e9cis\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment, les donn\u00e9es r\u00e9colt\u00e9es sont des vitesses de vent mesur\u00e9es \u00e0 10 m\u00e8tres au-dessus du sol. Une approximation est ici in\u00e9vitable car la hauteur d’une \u00e9olienne sur le site de F\u00e9camp est de 105 m\u00e8tres\u00a0: il est donc n\u00e9cessaire de pouvoir transposer les vitesses de vent \u00e0 une hauteur voulue. Pour cela, diff\u00e9rentes m\u00e9thodes de transposition sont envisageables. La m\u00e9thode retenue est celle qui permet d\u2019obtenir les valeurs transpos\u00e9es les plus proches de certaines valeurs cl\u00e9s communiqu\u00e9es par le site de F\u00e9camp.<\/p>\n

Apr\u00e8s comparaison, la loi introduite par Davenport et reprise par Harris\u00a0est celle utilis\u00e9e dans le reste du m\u00e9moire afin de transposer les vitesses de vent :<\/p>\n

\"\frac{v_{h_2}}{v_{h_1}}=\left ( \frac{h_2}{h_1} \right )^{\alpha },\"<\/p>\n

o\u00f9 \"{v_{h_1}}\" (resp. \"{v_{h_2}}\") est la vitesse du vent \u00e0 la hauteur au-dessus du sol \"{h_1}\" (resp. \"{h_2}\" ), et o\u00f9 \"\alpha\"\u00a0<\/em>est le coefficient de rugosit\u00e9 du terrain \u00e9tudi\u00e9 (0,13 pour un point situ\u00e9 en pleine mer). Les r\u00e9sultats obtenus en utilisant cette m\u00e9thode sur les donn\u00e9es issues du \u00ab\u00a0NCEP\/NCAR Reanalysis project\u00a0\u00bb sont r\u00e9capitul\u00e9s dans le Tableau 1 ci-dessous.<\/p>\n

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Tableau 1 : Valeurs obtenues apr\u00e8s transposition et valeurs communiqu\u00e9es (m\u00e9thode de Daven-port et Harris)<\/p><\/div>\n

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L<\/strong>\u2019assurance param\u00e9trique\u00a0: une solution pertinente pour la gestion des risques climatiques non catastrophiques<\/strong><\/h3>\n

Le premier mod\u00e8le d’assurance alternative \u00e9tudi\u00e9 est l’assurance param\u00e9trique. L’assurance param\u00e9trique est caract\u00e9ris\u00e9e par le paiement d’une indemnisation d\u00e9clench\u00e9e d\u00e8s lors qu\u2019un indice franchit un seuil d\u00e9fini.<\/p>\n

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Figure 2\u00a0: Illustration du principe d\u2019une couverture param\u00e9trique<\/p><\/div>\n

Un des principaux enjeux dans la mise en place d\u2019une couverture param\u00e9trique est la cr\u00e9ation d\u2019un indice coh\u00e9rent avec le risque couvert. Cet indice se doit d’\u00eatre le plus objectif possible et ne doit pas pouvoir \u00eatre influenc\u00e9 par le comportement de l’assureur ou de l’assur\u00e9.<\/p>\n

Dans le cadre de ce m\u00e9moire, l\u2019indice construit est un indice de productivit\u00e9 annuelle. Sa construction s’effectue en suivant les \u00e9tapes list\u00e9es :<\/p>\n