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Auteur Bouthaina Hadil Yakoub |
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Titre : Analyse Dimensionnelle De L’Énergie Éolienne Dans Les Régions Des Hauts Plateaux-Est Algérien Type de document : document électronique Auteurs : Bouthaina Hadil Yakoub, Auteur ; Soraya Bououden, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2025 Importance : 1 vol (67 f.) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Potentiel éolien
Vent
Hauts Plateaux-Est
Weibull
CO₂Index. décimale : 530 - Physique Résumé :
Le présent travail porte sur l’évaluation du potentiel éolien disponible dans la région des Hauts Plateaux-Est, en se basant sur des données météorologiques collectées sur une période de 12 ans (2013–2024), fournies par (fr.tutiempo.net). L’objectif principal est d’analyser la répartition temporelle d
e la vitesse du vent afin d’identifier les périodes et les hauteurs optimales pour l’exploitation énergétique. L’étude repose sur l’application du modèle statistique de Weibull, l’extrapolation verticale des vitesses et l’estimation de la densité de puissance disponible. L’analyse a permis de mettre en évidence un potentiel exploitable, notamment au printemps. L’aspect environnemental est également abordé, soulignant l’intérêt de l’énergie éolienne dans la réduction des émissions de CO₂.Note de contenu :
Sommaire
Introduction Générale .................................................................................................... 1
Chapitre I : Généralités Sur Les Vents
1. Introduction .................................................................................................................... 5
2. Définition du vent .......................................................................................................... 5
a. Les Forces de Pression ............................................................................................... 6
b. La Force de Coriolis ................................................................................................... 6
c. Les Forces de Frottement ........................................................................................... 6
d. La Force Gravitationnelle ........................................................................................... 6
3. La formation du vent et ses origines principales ........................................................... 6
4. Comprendre le fonctionnement des brises de mer et de terre ........................................ 6
5. Structure de l’atmosphère .............................................................................................. 7
6. Couche limite atmosphérique ........................................................................................ 8
6.1. La couche d’Ekman ................................................................................................... 8
6.2. La couche de surface ................................................................................................. 9
6.3. La sous-couche rugueuse........................................................................................... 9
7. Mesure du vent ............................................................................................................... 9
7.1. Les instruments de mesure ...................................................................................... 10
7.1.1. La girouette ...................................................................................................... 10
7.1.2. La manche a air (manche a vent) .................................................................... 10
7.1.3. Anémomètre ..................................................................................................... 11
7.2. L’échelle de beaufort : une classification de la force du vent ................................. 11
8. La rose du vent ............................................................................................................. 14
9. Carte des vents en Algérie (Sétif) ............................................................................... 14
10. Conclusion ................................................................................................................... 15
Chapitre Ⅱ : Les Générateurs Éoliens
1. Introduction .................................................................................................................. 18
2. Historique ..................................................................................................................... 18
3. Définition énergie éolienne et les générateurs ............................................................. 19
4. Principe fonctionnement .............................................................................................. 20
5. Principaux composants d’une éolienne ........................................................................ 20
5.1. Le rotor d’une éolienne ........................................................................................... 21
5.2.5.3. Le mat ou la tour d’une éolienne ............................................................................. 21
5.4. Le multiplicateur ..................................................................................................... 21
5.5. Le système de refroidissement ................................................................................ 21
5.6. La génératrice .......................................................................................................... 23
6. Types de générateurs éolienne ..................................................................................... 23
6.1. Les éoliennes à axe vertical ..................................................................................... 23
6.1.1. Avantages de l’éolienne à axe vertical ............................................................. 24
6.1.2. Inconvénients de l’éolienne à axe vertical ....................................................... 24
6.2. Les éoliennes à axe horizontal................................................................................. 24
6.2.1. Avantages de l’éolienne à axe horizontal ........................................................ 26
6.2.2. Inconvénients de l’éolienne à axe horizontal ................................................... 26
7. Eoliennes à vitesse fixe et variable .............................................................................. 26
7.1. Eolienne à vitesse fixe ............................................................................................. 26
7.2. Éolienne à vitesse variable ...................................................................................... 27
7.3. Avantages et inconvénients ..................................................................................... 27
8. Conversion de l’énergie cinétique du vent en électricité ............................................. 28
8.1.Énergie cinétique ...................................................................................................... 28
8.1.1. La masse de l’air .............................................................................................. 28
8.2. Puissance du vent .................................................................................................... 28
8.3. La puissance aérodynamique .................................................................................. 29
8.4.Limite de Betz .......................................................................................................... 29
8.4.1. Le coefficient de puissance ............................................................................. 29
8.4.2. Le coefficient de vitesse réduite ..................................................................... 30
8.5. Classement des types d’éolienne en fonction du coefficient de puissance ............. 30
8.6. Puissance d’une éolienne......................................................................................... 32
9. Classification des éolienne .......................................................................................... 33
10. Applications de l’énergie éolienne............................................................................... 33
11. L’énergie éolienne dans le monde ............................................................................... 33
12. L’énergie éolienne en Algérie ...................................................................................... 34
13. Conclusion ................................................................................................................... 35
Chapitre Ⅲ : Étude Statistique Et Potentiel Éolien
1. Introduction .................................................................................................................. 39
2. Évaluation du potentiel éolienne .................................................................................. 39
La nacelle de l’éolienne ........................................................................................... 21
2.1.La distribution de weibull ........................................................................................ 39
a. Le paramètre d’échelle ???? (en m/s) ........................................................................ 40
b. Le paramètre de forme ???? (sans unité) ................................................................... 40
2.2. La distribution hybride de Weibull ......................................................................... 41
2.3. Distribution de Rayleigh ......................................................................................... 41
2.4. Influence des paramètres Weibull sur la distribution statistique des vitesses
de vent ..................................................................................................................... 41
3. Détermination des paramètres de weibull ......................................................................... 42
3.1.Méthode de l’écart-type et de la vitesse moyenne ................................................... 42
3.2.Méthode du facteur d’énergie EPF ........................................................................... 42
3.3.Méthode de Mabchour ............................................................................................. 42
4. Extrapolation verticale de la vitesse du vent et paramètres de Weibull ........................ 43
4.1.Extrapolation verticale de la vitesse du vent ............................................................ 43
4.1.1. Loi logarithmique............................................................................................ 43
4.1.2. Loi de puissance Justus C.G. et Mikhail 1976 ................................................ 43
4.1.3. Loi de puissance 1/7eme ................................................................................... 44
4.1.4. Loi de puissance Justus-Mikhaïl ..................................................................... 44
4.1.5. Loi de puissance a coefficient variable ........................................................... 45
4.2.Extrapolation verticale des paramètres (????,????) de Weibull ........................................ 45
5. Caractérisation du potentiel énergétique éolienne ....................................................... 46
5.1. Densité de puissance moyenne du vent ................................................................... 46
• Première méthode.............................................................................................. 46
• Deuxième méthode............................................................................................ 46
5.2. Densité énergétique moyenne disponible ................................................................ 46
• Première méthode ............................................................................................ 46
• Deuxième méthode .......................................................................................... 47
5.3. Puissance moyenne à la sortie d’une éolienne ........................................................ 47
5.4. Énergie éolienne extraite ......................................................................................... 47
6. Conclusion ................................................................................................................... 48
Chapitre Ⅳ : Évaluation Et Analyse Du Potentiel Éolien Dans Les Hauts Plateaux-Est
1. Introduction .................................................................................................................. 51
2. Description de la région d’étude .................................................................................. 51
3. Caractéristiques du vent à 10 mètres du sol ................................................................. 52
3.1.Variation à l’échelle annuelle et interannuelle ......................................................... 52
3.2.Variation saisonnière de la vitesse moyenne du vent ............................................... 53
3.3.Étude de la direction du vent (rose des vents) ......................................................... 54
4. Ajustement par la fonction de Weibull ........................................................................ 55
4.1.Étude mensuelle ....................................................................................................... 57
4.2.Analyse des paramètres de Weibull à 10 mètres ...................................................... 57
4.3.Étude mensuelle de la distribution de weibull ......................................................... 58
4.4.Etude saisonnière ...................................................................................................... 59
5. Densité de puissance moyenne et d’énergie moyenne annuelle .................................. 61
6. Résultats d’extrapolation verticale de la vitesse moyenne du vent et des paramètres de Weibull à la hauteur du mât ......................................................................................... 62
7. Analyse des énergies de différents modèles d'éoliennes ............................................. 63
8. Conclusion ................................................................................................................... 65
Conclusion générale ..................................................................................................... 66
Côte titre : MAPH/0706 Analyse Dimensionnelle De L’Énergie Éolienne Dans Les Régions Des Hauts Plateaux-Est Algérien [document électronique] / Bouthaina Hadil Yakoub, Auteur ; Soraya Bououden, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2025 . - 1 vol (67 f.) ; 29 cm.
Langues : Français (fre)
Catégories : Thèses & Mémoires:Physique Mots-clés : Potentiel éolien
Vent
Hauts Plateaux-Est
Weibull
CO₂Index. décimale : 530 - Physique Résumé :
Le présent travail porte sur l’évaluation du potentiel éolien disponible dans la région des Hauts Plateaux-Est, en se basant sur des données météorologiques collectées sur une période de 12 ans (2013–2024), fournies par (fr.tutiempo.net). L’objectif principal est d’analyser la répartition temporelle d
e la vitesse du vent afin d’identifier les périodes et les hauteurs optimales pour l’exploitation énergétique. L’étude repose sur l’application du modèle statistique de Weibull, l’extrapolation verticale des vitesses et l’estimation de la densité de puissance disponible. L’analyse a permis de mettre en évidence un potentiel exploitable, notamment au printemps. L’aspect environnemental est également abordé, soulignant l’intérêt de l’énergie éolienne dans la réduction des émissions de CO₂.Note de contenu :
Sommaire
Introduction Générale .................................................................................................... 1
Chapitre I : Généralités Sur Les Vents
1. Introduction .................................................................................................................... 5
2. Définition du vent .......................................................................................................... 5
a. Les Forces de Pression ............................................................................................... 6
b. La Force de Coriolis ................................................................................................... 6
c. Les Forces de Frottement ........................................................................................... 6
d. La Force Gravitationnelle ........................................................................................... 6
3. La formation du vent et ses origines principales ........................................................... 6
4. Comprendre le fonctionnement des brises de mer et de terre ........................................ 6
5. Structure de l’atmosphère .............................................................................................. 7
6. Couche limite atmosphérique ........................................................................................ 8
6.1. La couche d’Ekman ................................................................................................... 8
6.2. La couche de surface ................................................................................................. 9
6.3. La sous-couche rugueuse........................................................................................... 9
7. Mesure du vent ............................................................................................................... 9
7.1. Les instruments de mesure ...................................................................................... 10
7.1.1. La girouette ...................................................................................................... 10
7.1.2. La manche a air (manche a vent) .................................................................... 10
7.1.3. Anémomètre ..................................................................................................... 11
7.2. L’échelle de beaufort : une classification de la force du vent ................................. 11
8. La rose du vent ............................................................................................................. 14
9. Carte des vents en Algérie (Sétif) ............................................................................... 14
10. Conclusion ................................................................................................................... 15
Chapitre Ⅱ : Les Générateurs Éoliens
1. Introduction .................................................................................................................. 18
2. Historique ..................................................................................................................... 18
3. Définition énergie éolienne et les générateurs ............................................................. 19
4. Principe fonctionnement .............................................................................................. 20
5. Principaux composants d’une éolienne ........................................................................ 20
5.1. Le rotor d’une éolienne ........................................................................................... 21
5.2.5.3. Le mat ou la tour d’une éolienne ............................................................................. 21
5.4. Le multiplicateur ..................................................................................................... 21
5.5. Le système de refroidissement ................................................................................ 21
5.6. La génératrice .......................................................................................................... 23
6. Types de générateurs éolienne ..................................................................................... 23
6.1. Les éoliennes à axe vertical ..................................................................................... 23
6.1.1. Avantages de l’éolienne à axe vertical ............................................................. 24
6.1.2. Inconvénients de l’éolienne à axe vertical ....................................................... 24
6.2. Les éoliennes à axe horizontal................................................................................. 24
6.2.1. Avantages de l’éolienne à axe horizontal ........................................................ 26
6.2.2. Inconvénients de l’éolienne à axe horizontal ................................................... 26
7. Eoliennes à vitesse fixe et variable .............................................................................. 26
7.1. Eolienne à vitesse fixe ............................................................................................. 26
7.2. Éolienne à vitesse variable ...................................................................................... 27
7.3. Avantages et inconvénients ..................................................................................... 27
8. Conversion de l’énergie cinétique du vent en électricité ............................................. 28
8.1.Énergie cinétique ...................................................................................................... 28
8.1.1. La masse de l’air .............................................................................................. 28
8.2. Puissance du vent .................................................................................................... 28
8.3. La puissance aérodynamique .................................................................................. 29
8.4.Limite de Betz .......................................................................................................... 29
8.4.1. Le coefficient de puissance ............................................................................. 29
8.4.2. Le coefficient de vitesse réduite ..................................................................... 30
8.5. Classement des types d’éolienne en fonction du coefficient de puissance ............. 30
8.6. Puissance d’une éolienne......................................................................................... 32
9. Classification des éolienne .......................................................................................... 33
10. Applications de l’énergie éolienne............................................................................... 33
11. L’énergie éolienne dans le monde ............................................................................... 33
12. L’énergie éolienne en Algérie ...................................................................................... 34
13. Conclusion ................................................................................................................... 35
Chapitre Ⅲ : Étude Statistique Et Potentiel Éolien
1. Introduction .................................................................................................................. 39
2. Évaluation du potentiel éolienne .................................................................................. 39
La nacelle de l’éolienne ........................................................................................... 21
2.1.La distribution de weibull ........................................................................................ 39
a. Le paramètre d’échelle ???? (en m/s) ........................................................................ 40
b. Le paramètre de forme ???? (sans unité) ................................................................... 40
2.2. La distribution hybride de Weibull ......................................................................... 41
2.3. Distribution de Rayleigh ......................................................................................... 41
2.4. Influence des paramètres Weibull sur la distribution statistique des vitesses
de vent ..................................................................................................................... 41
3. Détermination des paramètres de weibull ......................................................................... 42
3.1.Méthode de l’écart-type et de la vitesse moyenne ................................................... 42
3.2.Méthode du facteur d’énergie EPF ........................................................................... 42
3.3.Méthode de Mabchour ............................................................................................. 42
4. Extrapolation verticale de la vitesse du vent et paramètres de Weibull ........................ 43
4.1.Extrapolation verticale de la vitesse du vent ............................................................ 43
4.1.1. Loi logarithmique............................................................................................ 43
4.1.2. Loi de puissance Justus C.G. et Mikhail 1976 ................................................ 43
4.1.3. Loi de puissance 1/7eme ................................................................................... 44
4.1.4. Loi de puissance Justus-Mikhaïl ..................................................................... 44
4.1.5. Loi de puissance a coefficient variable ........................................................... 45
4.2.Extrapolation verticale des paramètres (????,????) de Weibull ........................................ 45
5. Caractérisation du potentiel énergétique éolienne ....................................................... 46
5.1. Densité de puissance moyenne du vent ................................................................... 46
• Première méthode.............................................................................................. 46
• Deuxième méthode............................................................................................ 46
5.2. Densité énergétique moyenne disponible ................................................................ 46
• Première méthode ............................................................................................ 46
• Deuxième méthode .......................................................................................... 47
5.3. Puissance moyenne à la sortie d’une éolienne ........................................................ 47
5.4. Énergie éolienne extraite ......................................................................................... 47
6. Conclusion ................................................................................................................... 48
Chapitre Ⅳ : Évaluation Et Analyse Du Potentiel Éolien Dans Les Hauts Plateaux-Est
1. Introduction .................................................................................................................. 51
2. Description de la région d’étude .................................................................................. 51
3. Caractéristiques du vent à 10 mètres du sol ................................................................. 52
3.1.Variation à l’échelle annuelle et interannuelle ......................................................... 52
3.2.Variation saisonnière de la vitesse moyenne du vent ............................................... 53
3.3.Étude de la direction du vent (rose des vents) ......................................................... 54
4. Ajustement par la fonction de Weibull ........................................................................ 55
4.1.Étude mensuelle ....................................................................................................... 57
4.2.Analyse des paramètres de Weibull à 10 mètres ...................................................... 57
4.3.Étude mensuelle de la distribution de weibull ......................................................... 58
4.4.Etude saisonnière ...................................................................................................... 59
5. Densité de puissance moyenne et d’énergie moyenne annuelle .................................. 61
6. Résultats d’extrapolation verticale de la vitesse moyenne du vent et des paramètres de Weibull à la hauteur du mât ......................................................................................... 62
7. Analyse des énergies de différents modèles d'éoliennes ............................................. 63
8. Conclusion ................................................................................................................... 65
Conclusion générale ..................................................................................................... 66
Côte titre : MAPH/0706 Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MAPH/0706 MAPH/0706 Mémoire Bibliothèque des sciences Français Disponible
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