Cartographie du gisement éolien au Brésil

Présentation de deux sources de données permettant d’étudier le gisement éolien au Brésil.

De nombreuses sources de données géographiques sont disponibles sur Internet. Certaines sont accessibles en open data et permettent de cartographier le gisement éolien. Cet article a pour but de présenter deux d'entre elles et de montrer comment elles peuvent être utiles au développement de l'énergie éolienne. Pour illustrer ce propos, nous utiliserons l'exemple du Brésil.

Toutes les images présentées dans cet article sont des captures d’écran issues du service "ReMap Desktop".

1. Les sources de données

Deux sources de données sont utilisées pour réaliser cet article : OpenStreetMap et GlobalWindAtlas.

1.1. OpenStreetMap

OpenStreetMap (OSM) est sans aucun doute la base de données géographiques la plus complète au monde. Elle est très utile à l'industrie éolienne car elle contient de nombreuses données qui peuvent être utilisées dans le cadre du développement des projets éoliens. Parmi ces données figurent l'emplacement des turbines existantes.

1.2 GlobalWindAtlas

Différentes sources d’atlas sont disponibles sur Internet. Dans cet article nous utiliserons les atlas issus de GlobalWindAtlas. GWA est un ensemble d'atlas disponibles partout dans le monde permettant aux développeurs et aux investisseurs d'étudier le gisement éolien d'un site. GWA propose plusieurs atlas (vitesses de vent, densité de l’air, capacity-factor) à différentes hauteurs (50m, 100m, 150m, 200m).

2. Analyses

Le recoupement des données géographiques permet de faciliter le développement de nouveaux projets éoliens mais également d'optimiser leur design (études de gisement, d'accès, de raccordement). La suite de cet article propose d’illustrer l'utilisation de ces données dans le but d’étudier le gisement d’un parc éolien.

2.1 Situation de l’éolien au Brésil

Au 6 avril 2021 (date d’extraction des données), la base de données OpenStreetMap recense 10 815 éoliennes sur le territoire brésilien. La répartition des éoliennes dans le pays est très inégale. Elles se concentrent principalement sur la façade Sud-Est du pays, dans les régions "Nordeste" (9296 éoliennes), "Sul" (1445 éoliennes) et "Sudeste" (74 éoliennes).

2.2 Etude du gisement éolien

L'étude de productible d'un parc éolien se base sur des campagnes de mesures, le plus souvent via l'installation sur site d'un mât de mesure. Les atlas éoliens, comme ceux de GlobalWindAtlas, permettent de réaliser une pré-étude du gisement éolien.

• Il est ainsi possible de connaître les vitesses de vent long terme à différentes hauteurs et sur l’ensemble du pays
• Il est également possible, dans le cadre du développement de projets greenfield, de ne sélectionner que les zones les plus intéressantes en termes de gisement
• Enfin, une première estimation de la capacité de production d’un projet éolien peut être réalisée à partir de ces atlas

La façade Sud-Est du Brésil présente les vitesses de vent les plus élevées. C’est également sur cette partie du pays que le relief est le plus marqué. Sur la carte ci-dessous, plus les couleurs tirent vers l'orange, plus les vitesses de vent sont élevées. Les éoliennes sont représentées par des points rouges.

Il est possible de calculer, pour chacune des 10 815 éoliennes, la vitesse de vent long terme à différentes altitudes. Les trois cartes suivantes indiquent pour chaque turbine les vitesses de vent associées à des hauteurs au moyeu de 100m, 150m, puis 200m. Plus les couleurs tirent vers l'orange, plus les vitesses de vent sont élevées. Les éoliennes sont représentées par des points noirs.

Vitesses de vent à 100m :

Vitesses de vent à 150m :

Vitesses de vent à 200m :

Il est également possible, dans le cadre du développement de projets greenfield, de choisir les zones les plus intéressantes en termes de gisement. Les deux images suivantes permettent d’identifier les zones dont les vitesses de vent sont supérieures à 8m/s (image n°1 à 100m d'altitude, image n°2 à 150m d'altitude). Les éoliennes sont représentées par des points noirs.

Les atlas permettent également de calculer des statistiques. Il est par exemple possible de connaître la vitesse de vent moyenne des 10 815 éoliennes installées au Brésil :

• La vitesse de vent moyenne d’une éolienne à 100m de moyeu est de 8.92 m/s
• La vitesse de vent moyenne d’une éolienne à 150m de moyeu est de 9.90 m/s
• La vitesse de vent moyenne d’une éolienne à 200m de moyeu est de 10.62 m/s
  

Les valeurs mean, min et max des 10 815 éoliennes sont indiquées ci-dessous :

3. Conclusion

L’analyse des données disponibles sur OpenStreetMap et sur les atlas GlobalWindAtlas ont permis d’effectuer une première analyse du gisement éolien. Nous constatons sans surprise que les parcs éoliens s’implantent là où le gisement est le plus important. L’objectif de ces analyses était de comprendre la répartition de la ressource en vent sur le territoire brésilien et de proposer des méthodes afin d’identifier des sites favorables au développement de l’énergie éolienne. D’autres études auraient pu être menées, telles que des études d’accès ou de raccordement, elles pourront faire l’objet de futurs articles.

L’ensemble des données présentées dans cet article sont disponibles via le service "ReMap Desktop". Ce service permet de démarrer rapidement les différentes études liées au développement d’un projet éolien ou photovoltaïque partout dans le monde. Cet article a mis l’accent sur le gisement éolien mais des données sur le gisement solaire sont également disponibles et déjà intégrées au catalogue de données "ReMap Services".