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Rayonnement solaire

La famille d’algorithmes Heliosat pour l'estimation des ressources solaires à partir d'images de satellite est devenue un standard international depuis les premières publications en 1986. Le Centre O.I.E. contribue de manière importante à son développement et se concentre sur la nouvelle version : Heliosat-4, en partenariat avec le DLR. Cette nouvelle approche représente une avancée très notable en ce qui concerne la qualité de l'évaluation et la diversité des paramètres estimés, comme les composantes spectrales directe et diffuse sur plan incliné du rayonnement solaire, utiles pour le photovoltaïque (PV), la biomasse ou encore les échanges thermiques dans les bâtiments. Le développement de Heliosat-4 entraîne de nombreuses interactions avec la communauté météorologique en ce qui concerne l’évaluation détaillée des paramètres optiques de l’atmosphère (gaz, aérosols, vapeur d’eau), des nuages, et de la réflectance du sol. L’un des résultats de ce développement a été la création du modèle McClear de prédiction du rayonnement par ciel clair pour le monde entier, à compter de 2004, co-réalisé par le Centre O.I.E., le DLR, l’institut météorologique finlandais, et le centre européen de prévision météorologique (ECMWF : European Center for Medium-range Weather Forecasts).

Outre leur développement, le Centre O.I.E. effectue également l’application opérationnelle des algorithmes Heliosat afin de créer des bases de données de rayonnement solaire, appelées HelioClim. Ces bases diffèrent entre elles par les images satellitales en entrée et par le pas temporel d'observation (quart-horaire, horaire, journalier). Le nombre d'accès à ces bases de données (2 millions en 2011) démontre l'intérêt de HelioClim pour la science et l’industrie.

Maîtrise des technologies de l'information et de la communication (TIC)

Les outils les plus récents dans le domaine des services Web et de leur composition ou chaînage sont aussi exploités pour l'éolien et pour les performances environnementales. Deux bases de données mondiales, l’une sur l'altitude, l’autre sur la rugosité aérodynamique, et répondant aux spécificités de l'énergie éolienne, ont été créées et mises à la disposition des consultants et ingénieurs au moyen du serveur Web DataForWind (plus de 4000 utilisateurs en 2011). La cartographie de l’empreinte carbone et autres impacts environnementaux des systèmes photovoltaïques implantés en Europe peut être consultée et exploitée au travers de services Web. Un service Web de calcul de performances environnementales d’éoliennes offshore implantées en Europe du Nord est en cours de mise au point.

Impacts environnementaux

Les études d'estimation des impacts environnementaux sont généralement lourdes à mettre en œuvre. Le Centre O.I.E. travaille à la génération de nouveaux outils plus aisés à manier, basés sur la réduction de modèles ACV. Cette réduction s’appuie sur l’analyse globale de la variabilité des paramètres définissant une filière énergétique et identifie les facteurs clés déterminants à toute prise de décision en termes de localisation ou de choix technologique.

Afin d'aider les entreprises à intégrer la composante environnementale dans leur démarche et à harmoniser les méthodes et les choix d'indicateurs environnementaux, l'équipe élabore des référentiels méthodologiques dans le domaine des ACV. Nous établissons notamment celui relatif à la filière solaire photovoltaïque à la demande de l'ADEME.

D'autres indicateurs d'impacts que ceux relatifs au changement climatique sont étudiés afin d'évaluer les effets sur la santé humaine et les écosystèmes. L'agrégation de ces indicateurs en un unique indicateur, plus facile à manier et à présenter, peut s’effectuer avec la méthode de l'empreinte écologique. Après avoir participé à la réflexion nationale sur ce dernier, le Centre O.I.E. étudie le concept de l'empreinte environnementale.

 

 

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Le Centre O.I.E. innove pour l'énergie - MINES ParisTech
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