Brevet FR3078805A1 — publié le 20190913

Procédé de détermination d'un calendrier d'accessibilité à une ferme hydrolienne marine, produit programme d'ordinateur et dispositif de détermination associés La présente invention concerne un procédé de détermination d'un calendrier d'accessibilité à une ferme hydrolienne marine. La présente invention concerne également un produit programme d'ordinateur et un dispositif de détermination associés. Selon l'invention, le calendrier d'accessibilité à une ferme hydrolienne marine permet notamment de planifier des opérations de maintenance relatives à cette ferme au cours de l'année. De manière connue en soi, les opérations de ce type sont planifiées en prenant en compte de nombreux paramètres caractérisant les conditions météo-océaniques à proximité de la ferme. Parmi ces paramètres, on peut notamment citer la vitesse de vent, la hauteur de vagues, la vitesse de courant, etc. Il existe déjà dans l'état de la technique plusieurs méthodes permettant de prédire l'accessibilité à une ferme hydrolienne en utilisant les paramètres précités. Généralement, il s'agit de méthodes statistiques utilisant des données statistiques relatives à ces paramètres pour chaque période de l'année. Un calendrier indiquant le nombre des jours par mois durant lesquels la ferme est accessible statistiquement, peut ainsi être obtenu. Une de ces méthodes est décrite notamment dans le document « Evaluation of the accessibility of a tidal current turbine farm », Saviot et al. Cependant, la précision de la détermination d'un calendrier d'accessibilité selon les méthodes statistiques existantes n'est pas complètement satisfaisante. La présente invention a pour but d'améliorer la précision de la détermination d'un tel calendrier. À cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détermination d'un calendrier d'accessibilité à une ferme hydrolienne marine, le calendrier d'accessibilité étant déterminée pour une année donnée et pour une pluralité de périodes composant cette année. Le procédé comprend les étapes suivantes : fourniture de données d'entrée comprenant une pluralité de paramètres caractérisant les conditions météo-océaniques d'accès à la ferme hydrolienne, ladite pluralité de paramètres étant constituée de paramètres d'un premier type caractérisant le vent à proximité de la ferme hydrolienne, d'un deuxième type caractérisant les vagues à proximité de la ferme hydrolienne, et d'un troisième type caractérisant le courant à proximité de la ferme hydrolienne ; et traitement 2 des données d'entrée fournies pour déterminer un calendrier d'accessibilité à la ferme hydrolienne. L'étape de traitement des données d'entrée comprend les sous-étapes suivantes : - pour chaque période de l'année, détermination de conditions probabilistes 5 d'accès à la ferme hydrolienne en fonction des paramètres du premier et du deuxième types ; - détermination d'une pluralité de créneaux d'accessibilité à la ferme hydrolienne en fonction des paramètres du troisième type ; - pour chaque créneau d'accessibilité déterminée, détermination de la période de 10 l'année correspondant à ce créneau d'accessibilité et d'une valeur probabiliste correspondant à la probabilité que ce créneau d'accessibilité satisfasse aux conditions probabilistes d'accès pour cette période de l'année ; et - composition du calendrier d'accessibilité avec un nombre de créneaux accessibles pour chaque période de l'année, chaque créneau accessible correspondant à 15 un créneau d'accessibilité dont la valeur probabiliste est supérieure à un seuil prédéterminé. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le procédé de détermination comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : 20 - les paramètres du troisième type sont déterminés en fonction de mesures effectuées à proximité de la ferme hydrolienne ; - les paramètres du premier et du deuxième types sont des données statistiques pour chaque période de l'année ; - les paramètres de chaque type présentent une série temporelle ; 25 - chaque période de l'année correspond à un mois de cette année ; - les paramètres du premier type comprennent la vitesse de vent à proximité de la ferme hydrolienne et les paramètres du deuxième type comprennent la hauteur de vagues à proximité de la ferme hydrolienne ; et dans lequel pour chaque période de l'année, la détermination de conditions probabilistes d'accès à la ferme hydrolienne comprend : 30 détermination d'une première portion de la période dans laquelle la probabilité que la vitesse de vent à proximité de la ferme hydrolienne soit inférieure à une vitesse maximale de vent acceptable prédéterminée, est inférieure à un premier seuil prédéterminé ; et détermination d'une deuxième portion de la période dans laquelle la probabilité que la hauteur de vagues à proximité de la ferme hydrolienne soit inférieure à une hauteur 35 maximale acceptable prédéterminée, est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé ; 3 - un créneau d'accessibilité satisfait aux conditions probabilistes d'accès pour une période donnée, lorsque ce créneau se trouve dans la première portion et dans la deuxième portion de cette période ; et - chaque créneau d'accessibilité est un créneau lors duquel la vitesse de courant à 5 proximité de la ferme hydrolienne est inférieure à une vitesse de courant maximale acceptable prédéterminée. L'invention a également pour objet un produit programme d'ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsque mises en oeuvre par un équipement informatique, mettent en oeuvre le procédé tel que défini ci-dessus. 10 L'invention a également pour objet un dispositif de détermination d'un calendrier d'accessibilité à une ferme hydrolienne marine comportant des moyens techniques configurés pour mettre en oeuvre le procédé tel que précédemment décrit. Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non-limitatif, et faite en 15 référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un ensemble de détermination comportant notamment un dispositif de détermination selon l'invention ; et - la figure 2 est un organigramme d'un procédé de détermination selon l'invention, le procédé étant mis en oeuvre par le dispositif de la figure 1. 20 L'ensemble de détermination 10 de la figure 1 est destiné à déterminer un calendrier d'accessibilité à une ferme hydrolienne marine pour une année donnée et notamment, pour une pluralité de périodes composant cette année. Chaque période correspond avantageusement à un mois de l'année. Selon l'invention, le calendrier d'accessibilité pour une année donnée comprend le 25 nombre de créneaux accessibles pour chaque période de cette année, c'est-à-dire pour chaque mois de cette année. Par créneau accessible, on entend un intervalle temporel durant lequel les travaux de maintenance sont possibles. La durée d'un tel intervalle temporel est comprise par exemple entre 5 heures et 6 heures, et par exemple sensiblement égale à 5,5 heures. 30 Ainsi, par exemple, une fenêtre temporelle de durée de 12 heures lors de laquelle les travaux de maintenance sont possibles comprend deux créneaux accessibles. La ferme hydrolienne marine est composée par exemple d'une pluralité d'hydroliennes disposées dans une zone de ferme correspondant à une zone côtière ou maritime déterminée. Cette zone est délimitée par des frontières passant alors par la mer 35 et/ou par la côte. 4 L'ensemble 10 comprend une base de données 12, un module de prévisions 14 et un dispositif de détermination 16 selon l'invention. La base de données 12 comporte des paramètres statistiques caractérisant les conditions météo-océaniques à proximité de la ferme hydrolienne. 5 Dans la suite de la description, par « proximité à la ferme hydrolienne », on entend un ou plusieurs endroits géographiques compris dans la zone de ferme ou éloignés de cette zone d'une distance n'excédant pas par exemple 10 km. Les paramètres statistiques se présentent notamment sous la forme de séries temporelles couvrant chaque période de l'année. Ces paramètres sont par exemple 10 déterminés statistiquement à partir des mesures correspondantes à proximité de la ferme par le passé, acquises pendant plusieurs années pour les périodes correspondantes. En particulier, les paramètres statistiques comprennent des paramètres d'un premier type caractérisant le vent à proximité de la ferme hydrolienne pour chaque période de l'année, et des paramètres d'un deuxième type caractérisant les vagues à 15 proximité de la ferme hydrolienne, pour chaque période de l'année. Ainsi, les paramètres du premier type comprennent notamment la vitesse de vent selon au moins une direction prédéterminée ou présentant une valeur absolue d'un vecteur de vitesse. Les paramètres du deuxième type comprennent notamment la hauteur de vagues. 20 Le module de prévisions 14 est configuré pour fournir des paramètres prévisionnels caractérisant les conditions météo-océaniques à proximité de la ferme hydrolienne. Tout comme les paramètres statistiques, les paramètres prévisionnels se présentent sous la forme de séries temporelles couvrant chaque période de l'année. Ces 25 paramètres sont par exemple déterminés en utilisant des capteurs de type adapté disposés à proximité de la ferme hydrolienne et/ou des prévisions relatives au futur. En particulier, les paramètres prévisionnels comprennent des paramètres d'un troisième type caractérisant le courant à proximité de la ferme hydrolienne, pour chaque période de l'année. 30 Ainsi, les paramètres du troisième type comprennent notamment la vitesse de courant selon au moins une direction prédéterminée ou présentant une valeur absolue d'un vecteur de vitesse. Le module de prévisions 14 se présente par exemple sous la forme d'un calculateur apte à déterminer les paramètres du troisième type à partir de bases de 35 données externes et/ou à partir des données fournies par les capteurs correspondants. 5 Le dispositif de détermination 16 est configuré pour déterminer le calendrier d'accessibilité à la ferme hydrolienne à partir des données issues de la base de données 12 et du module de prévisions 14. Il comporte un module d'entrée 22, un module de traitement 24 et un module de sortie 26. 5 Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de détermination 16 est un calculateur comprenant notamment une mémoire et un processeur. Dans ce cas, les modules 22, 24, 26 précités se présentent sous la forme d'une pluralité de logiciels exécutables par ce calculateur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, au moins certains de ces 10 modules 22, 24, 26 se présentent sous la forme, au moins partiellement, d'un composant électronique indépendant tel que par exemple un circuit logique programmable de type FPGA (de l'anglais « Field-Programmable Gate Array »). Le module d'entrée 22 est configuré pour recevoir des paramètres statistiques issus de la base de données 12 et des paramètres prévisionnels issus du module de 15 prévisions 14. Le module de traitement 24 est configuré pour traiter les données reçues par le module d'entrée 22 pour déterminer le calendrier d'accessibilité, comme cela sera décrit par la suite. Le module de sortie 26 est configuré pour recevoir le calendrier déterminé par le 20 module de traitement 24 et pour la transmettre vers par exemple un dispositif d'affichage ou de stockage externe. Le procédé de détermination va maintenant être décrit en référence à la figure 2 illustrant l'organigramme de ses étapes. Initialement, il est considéré que la base de données 12 comporte les paramètres 25 statistiques pour chaque période de l'année et que le module de prévisions 14 comporte les paramètres prévisionnels pour l'année complète. Lors d'une étape initiale 110, le module d'entrée 22 reçoit de la base de données 12 et du module de prévision 14 les paramètres précités et les transmet au module de traitement 24. 30 Lors de l'étape suivante 120, le module de traitement 24 traite ces paramètres afin de déterminer le calendrier d'accessibilité. En particulier, pour ce faire, le module de traitement 24 met en oeuvre plusieurs sous-étapes. Lors d'une première sous-étape 121, le module de traitement 24 détermine, pour 35 chaque période de l'année, des conditions probabilistes d'accès à la ferme hydrolienne en fonction des paramètres du premier et du deuxième types. 6 Autrement dit, lors de cette sous-étape 121, le module de traitement 24 détermine des conditions d'accès à la ferme hydrolienne en utilisant uniquement les paramètres statistiques pour les périodes de l'année correspondantes. En particulier, pour chaque période de l'année, la détermination de conditions 5 probabilistes d'accès à la ferme hydrolienne comprend : - détermination d'une première portion de la période dans laquelle la probabilité que la vitesse de vent à proximité de la ferme hydrolienne soit inférieure à une vitesse maximale de vent acceptable prédéterminée, est inférieure à un premier seuil prédéterminé ; et 10 - détermination d'une deuxième portion de la période dans laquelle la probabilité que la hauteur de vagues à proximité de la ferme hydrolienne soit inférieure à une hauteur de vague maximale acceptable, est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé. Pour une même période, chacune de la première et de la deuxième portions présente par exemple un intervalle temporel continu ou alors une concaténation d'une 15 pluralité d'intervalles temporels continus séparés. La vitesse de vent maximale acceptable est égale par exemple à 10,3 m/s (20 noeuds). La hauteur de vague maximale acceptable est égale par exemple à 1,2 m. Chacun du premier et du deuxième seuils est par exemple strictement supérieur à 0 et inférieur à 1. 20 Bien entendu, la vitesse de vent maximale acceptable, la hauteur de vague maximale acceptable, le premier seuil et le deuxième seuil sont des paramètres du procédé qui peuvent par exemple être modifiés en fonction de la ferme hydrolienne, de la précision voulue, etc. Lors d'une deuxième sous-étape 122, le module de traitement 24 détermine une 25 pluralité de créneaux d'accessibilité à la ferme hydrolienne en fonction des paramètres du troisième type, c'est-à-dire en fonction des paramètres prévisionnels. Plus précisément, chaque créneau d'accessibilité est un créneau lors duquel la vitesse de courant à proximité de la ferme hydrolienne est inférieure à une vitesse de courant maximale acceptable prédéterminée. 30 Cette vitesse de courant maximale acceptable est égale par exemple à 3 m/s (6 noeuds) et tout comme dans le cas précédent, présente un paramètre du procédé, éventuellement modifiable. Bien entendu, la deuxième sous-étape 122 peut être mise en oeuvre avant la première sous-étape 121 ou alors, en parallèle avec cette première sous-étape 121. 35 Lors d'une troisième sous-étape 123, le module de traitement 24 détermine, pour chaque créneau d'accessibilité déterminé lors de la deuxième sous-étape 122, la période 7 de l'année correspondant à ce créneau d'accessibilité et une valeur probabiliste correspondant à la probabilité que ce créneau d'accessibilité satisfasse aux conditions probabilistes d'accès pour cette période de l'année. En particulier, un créneau d'accessibilité satisfait aux conditions probabilistes 5 d'accès pour une période donnée, lorsque ce créneau se trouve dans la première portion et dans la deuxième portion de cette période. Lors d'une quatrième sous-étape 124, le module de traitement 24 compose le calendrier d'accessibilité avec un nombre de créneaux accessibles pour chaque période de l'année. 10 En particulier, chaque créneau accessible correspond à un créneau d'accessibilité dont la valeur probabiliste est supérieure à un seuil prédéterminé. Ce seuil prédéterminé est par exemple strictement supérieur à 0 et inférieur à 1. Finalement, lors de l'étape 130, le module de traitement 24 transmet le calendrier déterminé au module de sortie 26 qui le transmet par exemple vers un dispositif 15 d'affichage ou de stockage externe. On conçoit alors que l'invention présente un certain nombre d'avantages. En effet, l'invention propose de séparer les paramètres classiquement utilisés pour déterminer l'accessibilité à une ferme hydrolienne en deux groupes, à savoir des paramètres statistiques et des paramètres prévisionnels, pour traiter les paramètres de 20 différents groupes de manière différente. Les paramètres prévisionnels présentent une précision beaucoup plus importante par rapport aux paramètres statistiques. Ainsi, leur traitement séparé par rapport aux paramètres statistiques, permet d'améliorer la précision globale du calendrier d'accessibilité. REVENDICATIONS1.- Procédé de détermination d'un calendrier d'accessibilité à une ferme hydrolienne marine, le calendrier d'accessibilité étant déterminée pour une année donnée et pour une pluralité de périodes composant cette année ; le procédé comprenant les étapes suivantes : - fourniture (110) de données d'entrée comprenant une pluralité de paramètres caractérisant les conditions météo-océaniques d'accès à la ferme hydrolienne, ladite pluralité de paramètres étant constituée de paramètres d'un premier type caractérisant le vent à proximité de la ferme hydrolienne, d'un deuxième type caractérisant les vagues à proximité de la ferme hydrolienne, et d'un troisième type caractérisant le courant à proximité de la ferme hydrolienne ; et - traitement (120) des données d'entrée fournies pour déterminer un calendrier d'accessibilité à la ferme hydrolienne ; caractérisé en ce que l'étape de traitement (120) des données d'entrée comprend les sous-étapes suivantes : - pour chaque période de l'année, détermination (121) de conditions probabilistes d'accès à la ferme hydrolienne en fonction des paramètres du premier et du deuxième types ; - détermination (122) d'une pluralité de créneaux d'accessibilité à la ferme hydrolienne en fonction des paramètres du troisième type ; - pour chaque créneau d'accessibilité déterminée, détermination (123) de la période de l'année correspondant à ce créneau d'accessibilité et d'une valeur probabiliste correspondant à la probabilité que ce créneau d'accessibilité satisfasse aux conditions probabilistes d'accès pour cette période de l'année ; - composition (124) du calendrier d'accessibilité avec un nombre de créneaux accessibles pour chaque période de l'année, chaque créneau accessible correspondant à un créneau d'accessibilité dont la valeur probabiliste est supérieure à un seuil prédéterminé. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel les paramètres du troisième type sont déterminés en fonction de mesures effectuées à proximité de la ferme hydrolienne. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les paramètres du premier et du deuxième types sont des données statistiques pour chaque période de l'année. 9 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les paramètres de chaque type présentent une série temporelle. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 5 chaque période de l'année correspond à un mois de cette année. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les paramètres du premier type comprennent la vitesse de vent à proximité de la ferme hydrolienne et les paramètres du deuxième type comprennent la hauteur de vagues à 10 proximité de la ferme hydrolienne ; et dans lequel pour chaque période de l'année, la détermination de conditions probabilistes d'accès à la ferme hydrolienne comprend : - détermination d'une première portion de la période dans laquelle la probabilité que la vitesse de vent à proximité de la ferme hydrolienne soit inférieure à une vitesse 15 maximale de vent acceptable prédéterminée, est inférieure à un premier seuil prédéterminé ; et - détermination d'une deuxième portion de la période dans laquelle la probabilité que la hauteur de vagues à proximité de la ferme hydrolienne soit inférieure à une hauteur maximale acceptable prédéterminée, est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé. 20 7.- Procédé selon la revendication 6, dans lequel un créneau d'accessibilité satisfait aux conditions probabilistes d'accès pour une période donnée, lorsque ce créneau se trouve dans la première portion et dans la deuxième portion de cette période. 25 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque créneau d'accessibilité est un créneau lors duquel la vitesse de courant à proximité de la ferme hydrolienne est inférieure à une vitesse de courant maximale acceptable prédéterminée. 30 9.- Produit programme d'ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsque mis en oeuvre par un équipement informatique, met en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10.- Dispositif de détermination (16) d'un calendrier d'accessibilité à une ferme 35 hydrolienne marine comportant des moyens techniques configurés pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.