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Les outils de prévision météorologique
L’éolien, au même titre que le photovoltaïque, est une énergie variable dont la production dépend des conditions météorologiques. La gestion de la variabilité est un aspect fondamental dans le pilotage d’un réseau électrique qui doit s’assurer à tout instant de l’équilibre entre production et consommation.
La croissance de l’éolien en Europe et dans le monde s’est accompagnée d’un développement d’outils de prévision météorologique. Les enjeux sont multiples et les outils disponibles aujourd’hui sont utilisés par de nombreux acteurs (développeurs de parcs, bureaux d’études, constructeurs, consultants, exploitants et investisseurs), intervenant à tous les stades d’un projet éolien.
Les services de prévisions météorologiques peuvent simuler des données sur de longues périodes qui permettent de modéliser la qualité du gisement éolien d’un site de façon précise. Avec ces informations, le développeur a davantage d’information pour choisir les caractéristiques de la machine à installer et l’emplacement exact de chaque éolienne sur le site.
Ces outils peuvent établir, sur des périodes longues, des simulations de production électrique annuelle, et donc des revenus financiers. Ces simulations peuvent intégrer les maintenances à anticiper et déterminer la durée de vie probable des machines.
Lors d’un chantier, les phases les plus délicates sont le hissage de la turbine sur le mât et la fixation des pales. De mauvaises conditions météorologiques peuvent perturber le bon déroulement de ces étapes, voire les stopper. Les outils de prévisions peuvent aider à déterminer les fenêtres de temps, dans une journée, au cours desquelles le travail peut s’effectuer et anticiper l’arrêt du chantier. Les services de prévisions peuvent éviter de mobiliser inutilement du matériel spécifique (grue de grande hauteur), dont la location est très onéreuse.
Le principal enjeu de la prévision météorologique reste la production des parcs éoliens. Pour les exploitants de sites, la rémunération de la production, combinant vente directe sur le marché de l’électricité et complément de rémunération, conduit à des besoins de prévisions. Les exploitants doivent anticiper la production le plus précisément possible, à des échéances de 24 h, pour ne pas subir de pénalité en cas d’écart entre prévision et production réelle. L’intérêt des agrégateurs de production est le même. Eux aussi s’engagent vis-à-vis du gestionnaire du réseau électrique sur des programmes de production journaliers, qui doivent être respectés, sous peine de pénalités.
Les exploitants utilisent aussi la prévision à moyen terme lors de la planification des opérations de maintenance préventive. Pour le gestionnaire de réseau ou les responsables d’équilibre, la qualité des prévisions de production est importante car elle aide au pilotage du réseau et à la mobilisation des bons moyens au bon moment pour maintenir l’équilibre du système électrique. Ainsi, RTE, utilise la plateforme IPES (Insertion de la production éolienne et photovoltaïque sur le système) pour la gestion du photovoltaïque et de l’éolien. Cet outil, qui repose sur un modèle météorologique de Météo France, contribue au maintient de l’équilibre offre-demande en gérant les prévisions de production EnR de manière précise, jusqu’à trois jours en avance.
Un marché en pleine expansion
Face à ces besoins, plusieurs entreprises, dont des start-ups, se sont lancées sur ce créneau. Les outils reposent généralement sur l’analyse de données de prévisions météorologiques classiques, d’historiques de production de parcs à proximité des sites concernés et d’images de satellites géostationnaires. Ils peuvent donner des prévisions sur la production d’un parc, mais aussi pour chacune de ses éoliennes. Les prévisions peuvent être données par pas de 15 minutes, jusqu’à un horizon de 10 jours.
Des organismes comme Météo-France se sont positionnés sur le secteur. En 2016, l’entreprise publique a créé une division Énergie destinée à développer et commercialiser des études et services adaptés aux prévisions pour les sites de production d’énergie renouvelable, dont l’éolien.
LEXIQUE
Énergie variable : source de production d’énergie dont le gisement n’est pas disponible en permanence et dont la disponibilité varie en fonction des conditions climatiques et météorologiques.
Réseau électrique : infrastructures acheminant l’énergie électrique des centres de production vers les consommateurs. Un réseau électrique doit assurer la gestion dynamique de l’ensemble production – transport – consommation, afin d’en garantir sa stabilité.