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Volume 48, numéro 98 novembre 2012

L'épreuve de la glace

Un anémomètre intelligent, mis au point au Département de génie mécanique, a bravé les intempéries de l'hiver sur la côte atlantique canadienne
Un anémomètre sophistiqué, développé par une équipe du Département de génie mécanique, a affronté avec succès les difficiles conditions climatiques qui prévalent pendant l'hiver dans le nord-ouest de l'Île-du-Prince-Édouard. Les résultats des tests menés en conditions réelles avec cet instrument sont présentés dans un récent numéro de la revue Measurement par André Bégin-Drolet, Jean Ruel et Jean Lemay, du Département de génie mécanique, et Gerald Giroux, du Wind Energy Institute of Canada.

Les données fournies par les anémomètres sont essentielles pour évaluer correctement le potentiel éolien d'un site. Elles permettent de déterminer s'il faut stopper les pales par mesure de sécurité lorsque les vents gagnent en intensité. Elles servent également à régler, en temps réel, l'orientation des pales afin d'optimiser la production électrique. D'où l'importance de disposer d'un anémomètre fiable qui reste exempt de givre ou de glace en tout temps. «La chose est particulièrement cruciale pour les parcs éoliens isolés ou pour les grands parcs où les éoliennes sont très dispersées, explique Jean Lemay. L'arrêt et la mise en marche des pales dépendent alors d'une commande automatique plutôt que du jugement d'un opérateur.»

Comme les anémomètres dotés d’un système chauffant présentaient tous certaines lacunes, les chercheurs du Département de génie mécanique ont retroussé leurs manches. Leur idée: fabriquer un anémomètre doté d'un système de chauffage qui fonctionne uniquement lorsque les conditions météorologiques sont propices à la formation de givre ou de glace.

Les prototypes qu'ils ont conçus ont été testés en laboratoire, dans des installations permettant de recréer les conditions qui mènent à la formation de glace sur les coupoles. Au fil des tests, les chercheurs sont parvenus à maintenir leur anémomètre fonctionnel en utilisant un minimum d'énergie.

Restait à savoir comment l'instrument se comporterait sur le terrain. En janvier 2011, un prototype de troisième génération a été installé sur une éolienne de North Cape à l'Île-du-Prince-Édouard, un site soumis à de forts vents et à de fréquents épisodes de verglas. L'instrument a essuyé sans mal les deux tempêtes de verglas survenues dans les semaines suivantes.

Depuis, les chercheurs ont produit un prototype de quatrième génération qui prend la décision d'activer le chauffage à partir des conditions ambiantes et de la nature des précipitations. «Le chauffage est activé uniquement lorsque les conditions l'imposent», résume le professeur Lemay. Cet anémomètre sera testé l'hiver prochain dans cinq parcs éoliens du Québec et du Nouveau-Brunswick.

L'Université a présenté une demande de brevet pour protéger cette innovation. «Comme les parcs éoliens sont construits de plus en plus au Nord, la demande pour des anémomètres comme le nôtre devrait augmenter rapidement au cours des prochaines années», prédit le chercheur. 
Photo
L'anémomètre conçu au Département de génie mécanique est demeuré exempt de glace après un épisode de verglas survenu à l'hiver 2011 à North Cape à l'Île-du-Prince-Édouard.
Photo: André Bégin-Drolet

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