Contribution à l`études des ressources éoliennes de la vallée du

èmes
Journées d’Etudes Techniques 2010
VI
The International congress for applied mechanics
La mécanique et les matériaux, moteurs du développement durable
du 05 au 07 mai 2010, Marrakech – Maroc
Contribution à l’études des ressources éoliennes
de la vallée du Cheliff- AlgérieBoukli Hacène Fouad1,Kasbadji Merzouk Nachida2,Abdelbaki cherifa3
1
Département de TCT
Faculté des Sciences et Science de l’ingénieur
Université Hassiba Ben Bouali, Chlef, Algérie
[email protected]
2
Centre de Développement des Energies renouvelables
B.P. 62, Route de l’observatoire, Bouzaréah, Alger, Algérie
[email protected]
3
Faculté des Sciences de l’ingénieur
UniversitéAboubakr Belkaid,Tlemcen, Algérie
[email protected]
1
Résumé :
Le but du présent travail est l’établissement de l’atlas éolien de la vallée de Cheliff à l’aide d’un système
d’information géographique (SIG). En premier lieu, une étude statistique des mesures de vent basée sur la
distribution de Weibull permet la détermination des vitesses moyenne annuelles du vent. Ceci a permis
l’établissement de la carte du vent de la région étudiée. La deuxième partie est consacrée à l’établissement
un modèle numérique de terrain (M.N.T) au tracé des courbes de niveaux. La toisième partie porte sur une
analyse thématique pour l’estimation du potentiel énergétique éolien de la vallée de Cheliff et au tracé de
l’atlas de la densité de puissance de la région. Les résultats ont montré que le site de Ténès est le plus venté
Abstract :
The aim of this work is the establishment of the wind atlas of the Valley Cheliff using a geographic
information system (GIS). First, a statistical study of wind measurements based on the Weibull distribution
allows the determination of the average annual speed of wind. This allowed the establishment of the wind
map of the study area. The second part is devoted to establishing a digital terrain model (DTM) the
delimitation of the contour. The toisième part focuses on a thematic analysis to estimate the wind energy
potential of the valley Cheliff and demarcation of the atlas of the power density of the region. The results
showed that the site is Ténès windiest.
Mots clès : MN.T, SIG, Ditribution de Weibull
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1. Introduction
Le vent est un élément dont l'étude s’avère très complexe, sa caractérisation étant fonction de plusieurs
paramètres tels que la vitesse du vent et sa direction, l’effet de la rugosité du sol, l’effet des obstacles,
l’effet de la stabilité de l'atmosphère etc…
Pur déterminer les potentialités éolienne d’un site il faut passer par le traitement statistique des mesures de
la vitesse du vent.
Au vu de la vocation agricole de la région de Chlef, il serait intéressant d’étudier les possibilités qui peuvent
être offertes par l’utilisation de l’énergie éolienne au pompage de l’eau ou autre Pour cela il faut d’abord
quantifier le gisement énergétique disponible par l’établissement de l’atlas éolien de la région
2. Presentation de la région d’étude :
La vallée du Chélif est située dans la partie occidentale du nord d’Algérie central, entre deux pôles urbains
importants, Alger et Oran.. Elle est limitée au nord par la mer méditerranée, au sud par les wilayets de
Tissemsilt et de Tiaret , à l’est par la wilaya de Tipaza, à l’ouest par la wilaya de Rélizane. Elle s’étend sur
une superficie de 44630 km2. Elle est à vocation agricole et touristique. Elle se caractérise essentiellement
par un relief diversifié, constitué de deux chaînes montagneuses du Dahra et de l’Ouarsenis, d’une plaine au
centre d’un littoral. Le climat est de type méditerranéen humide dans la partie nord et de type continental
vers le sud. En outre la cuvette de Chlef est caractérisée par de l’are chaud à caractère ascendant d’où la
sécheresse estivale de ces plaines.
Il y a trois stations de mesures situées dans la région : Ténès, Miliana et Chlef, figure 1. Ces trois sites
diffèrent par leurs climats respectifs : méditerranéen, montagneux et particulier à cause de l’emplacement de
la station de Chlef dans la cuvette.
Figure 1 : Position des sites étudiées
Les trois sites disposent des mesures de 5 année ininterrompues de données tri-horaires des vitesses et des
directions du vent. Les caractéristiques de ces trois stations sont données au tableau 1.
Tableau 1 - Stations météorologiques au sol implanté dans la région d'étude.
Site
Longitude Latitude Altitude Période de mesure Hauteur du mât
deg
deg
m
année
m
Ténès
1,33
36,5
17
5
10
Miliana
2,14
36,18
715
5
10
Chlef
1,20
36,12
143
5
12
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Afin d’éviter les effets de bord lors du tracé de l’atlas de la vitesse du vent et de la densité de puissance
disponible de la région, les vitesses et potentiels de stations supplémentaires ont été rajoutés. Il s’agit des
stations d’Alger, de Mostaganem,de Médéa, de Mascara et telle de Tiaret [14].
3. Methodologie :
Un Système d'information géographique (S.I.G) est, comme son nom l'indique, un outil informatisé dédié à
la gestion de l'information géographique. Ce type de système permet d'apporter à chacun l'information dont
il a besoin pour décider et agir au mieux. C'est un outil de représentation d'une réalité, de compréhension
des phénomènes et des conditions dans lesquelles ils se réalisent, de simulation d'alternatives et de leurs
effets.
Dans le cas de notre étude la réalisation du SIG s’est fait comme suit :
Figure 02 : Démarche adoptée pour la mise en place du SIG
3.1.Modèle numérique du terrain :
Le Modèle numérique du terrain est obtenu en faisant digitalisation des courbes de niveau, une interpolation
est faite par la suite pour avoir la représentation du terrain en 3.D
Le MNT ainsi obtenu, permet d’avoir une idée générale sur le relief de notre zone d’étude.
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Figure 03 : Modèle numérique du terrain de la zone d’étude
3.2.Etude des carctéristiques du site d’étude
En utilisant la méthode du maximum de vraisemblance appliquée à la distribution, les valeurs des
paramètres k et c pour différentes stations de la région, ont été déterminés. Ceci a permis le calcul de la
vitesse moyenne et de la densité de puissance moyenne pour différents sites de la région. Les résultats sont
portées dans le tableau 2.
Site
Ténès
Miliana
Chlef
Tableau 2 : Résultat de l’étude statistique
k
c, m/s
V, m/s
2,4716
6,0924
5,4041
2,434
5,1076
4,5291
1,9541
3,7307
3,3079
P, W/m2
128,8578
72,369
28,19913
On constate que la vitesse moyenne du vent de la station de Chlef a pour valeur 3,31 m/s, celle de la station
Miliana a pour valeur moyenne 4,53 m/s., et celle de la station de Ténès est la plus importante.
4. Atlas de la vitesse du vent à 10 m
La carte des vents de la vallée du Cheliff estimée à 10 m du sol est représentée dans la figure2. Les vitesses
moyennes annuelles obtenues, varient de 1m/s à 6m/s. On remarque que pour le chef lieu de wilaya la
vitesse moyenne annuelle est la plus faible dans la vallée du Cheliff. Cependant la zone côtière de Ténès
étudiée est caractérisée par des vitesses moyennes du vent supérieures à 5 m/s
On constate que pour les communes limitrophes de Ténès, telles que Abou El-Hassen, Bouzeghaia et Sidi
Abderrahmane la vitesse moyenne du ventest est proche de 5m/s..
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Figure 4: Atlas de la vitesse moyenne du vont de la vallée de Cheliff estimé à 10 m du sol
5. Atlas de la densité de puissance disponible à 10 m :
Figure 5 : Atlas de la densité de puissance du vent dans la vallée du Cheliff estimé à 10m du sol
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6.Rose des vents :
La figure 6 montre la répartition de la vitesse du vent en fonction de la direction. On constate que la direction
dominante est le sud ouest
Figure 6 : La rose du vent du site de Ténès.
5. Conculsion :
Les analyses thématiques de la région étudiée ont montré que la zone littorale, comme la ville de Ténès et les
communes limitrophes telles que, Abou El-Hassane, Sidi-Okacha et Sidi-Abderrahmane sont les plus ventées
de la vallée du Cheliff .Ainsi on peut en conclure que Ténès reste l’endroit le mieux approprié pour implanter
un système éolien rentable et performant pour le pompage des eaux d'irrigation, car ces communes sont à
vocation agricole. En perspective, on s'intéressera au microclimat de la zone de Ténès et l'influence de tous les
paramètres telles que la rugosité du sol, l'effet d'obstacle...sur la vitesse du vent dans la région.
7.Bibliographies :
[1] PACIFIC NORTHWEST LABORATORY, « Wind Energy Resource Atlases », Vol,1 et 2PNL-3194. Pacific
Northwest laboratory Richland, Washington, D.C, U.S.A, 1981
[2] TROEN I ET E.L. PETERSEN, « European Wind Atlas », Riso National Laboratory, Roskilde, Danemark,
1989.
[3] SAID M ET A. IBRAHIM, « Enery in the Arab World »Energy, N 9-3, pp. 217-38, 1984.
[4] BENSAID H, « The Algerian Programme on Wind Energy », Proceeding of WEAC, pp. 21-27, Oxford, 1958.
[5] HAMMOUCHE R, « Atlas Vent de l’Algérie/ ONM » », Office des publications Universitaires (OPU), Alger
1990.
[6] KASBADJI MERZOUK N., « An Evaluation of Wind Energy Potential in Algeria », Proceeding of EWEC’ 94
Congress, Thessaloniki, Grèce, 1994.
[7] YOUCEF ETTOUMI F, « Ressource Energitique Renouvelables en Algérie », Thése de Doctorat d’état,
USTHB, 2002.
[8] BOUMAHRAT M. ET J GOURDIN, « Méthodes Numériques Appliquées », Office des Publications
Universitaires (OPU), 1983.
[9] N. KASBADJI MERZOUK, M MERZOUK ET N. MESSEN, « ‘Mass Consistent Model Application to the
Desertification Phenomen Study in the high plains of Algeria “, Inter .J. of Renewable Energy, Vol 28, pp 655663, 2003
[10] N. KASBADJI MERZOUK, “Wind Energy potential of Algeria”, Inter .J. of Renewable Energy, Vol 21, pp
553-562, 2000.
[11] H. DAAOU NEDJARI, S HADDOUCHE ET N. KASBADJI MERZOUK, « Utilisation de l’énergie éolienne
pour le pompage de l’eau dans les hauts plateaux », ‘JITH, 2005, Tanger, Maroc, Novembre , 2005