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MMEEMMOOIIRREE

PRESENTE EN VUE DE LOBTENTION DUNE

HABILITATIONA DIRIGERLES RECHERCHES

PAR

PHILIPPE POGGI

Docteur

Matre de Confrences

62meSection

UNIVERSITE DE CORSE

PASQUALE PAOLIPASQUALE PAOLIPASQUALE PAOLIPASQUALE PAOLI

Discipline : nergtique et Gnie des Procds

prsente et soutenue publiquement

le 15 Dcembre 2007

INTEGRATION DES SYSTEMES ENERGETIQUES A SOURCES

RENOUVELABLES DANS LES RESEAUX ELECTRIQUES INSULAIRES

Commission dexamen :

Rapporteurs : Harry BOYER,Professeur lUniversit de la Runion

Jean-Franois MUZY, Charg de Recherches au CNRS, HDR - UMR CNRS 6134

Dominique LAMBERT,Matre de Confrences HDR lUniversit de Toulouse

Examinateurs : Jacques Henri BALBI,Professeur et Directeur de lUMR CNRS 6134, Universit de Corse

Michel DUPONT,Professeur lUniversit Antilles-Guyane

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SSOOMMMMAAIIRREE

REMERCIEMENTS 1

NOTICE INDIVIDUELLE 2

ACTIVITES DE RECHERCHES 21

AVANT-PROPOS

INTRODUCTION...................................................................................................................... 2

1 ETUDE DE LINTRANT ENERGETIQUE ................................................................... 30

1.1 PRESENTATION DE LA STATION METEOROLOGIQUE. .............................. 30

1.2 ETUDE DU RAYONNEMENT SOLAIRE DIRECT............................................. 31

1.3 DEVELOPPEMENT DE CORRELATIONS DU RAYONNEMENT SOLAIRE. 33

1.3.1 Dtermination des composantes du rayonnement solaire partir des duresdinsolation....................................................................................................................... 33

1.3.2 Dtermination des irradiations solaires horaires globales sur des plans inclins

partir des irradiations solaires journalires globales horizontales................................. 35

1.4 UTILISATION DE DONNEES SATELLITAIRES METEOSAT. ........................ 37

1.4.1 Dtermination des irradiations journalires solaires globales horizontales

partir des images satellites................................................................................................ 37

1.4.2 Dtermination des irradiations solaires horaires sur un plan inclin. .............. 431.5 DETERMINATION DE PROFILS HORAIRES DCLAIREMENT SOLAIRE

GLOBAL.............................................................................................................................. 52

1.6 DEVELOPPEMENT DE SIMULATEURS DE RAYONNEMENT SOLAIRE. ... 54

1.6.1 Etude stochastique des irradiations solaires globales horizontales. .................55

1.6.2 Classification en journes types des irradiations solaires globales et gnrateur

de sries de journes types .........................................................................................64

1.7 ANALYSE STOCHASTIQUE DES VITESSES DE VENT .................................. 68

1.7.1 Modlisation et simulation par des processus stochastiques............................ 69

1.7.2 Le processus autorgressif ............................................................................... 70

1.7.3 Les chaines de Markov..................................................................................... 74

1.7.4 Simulation ........................................................................................................ 78

1.7.5 Conclusion........................................................................................................ 80

1.8 NOTIONS DE MULTIFRACTALITE APPLIQUEE AUX DONNEES

METEOROLOGIQUES....................................................................................................... 81

1.9 SYNTHESE ET CONCLUSION.............................................................................87

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2 INTEGRATION DE SYSTEMES A SOURCES RENOUVELABLES DANS UN

RESEAU ELECTRIQUE INSULAIRE................................................................................... 88

2.1 ETUDE DE LA SITUATION ENERGETIQUE DES ILES DE MEDITERRANEE

OCCIDENTALE.................................................................................................................. 89

2.1.1 Situation de la production dnergie lectrique dans lle................................ 90

2.1.2 Problmes de la production dlectricit et situation particulire du producteur

93

2.1.3 Incident nergtique en fvrier mars 2005.................................................... 94

2.1.4 Les besoins actuels et futurs............................................................................. 95

2.1.5 Conclusion........................................................................................................ 98

2.2 ANALOGIE PHOTOVOLTAIQUE EOLIEN. .................................................... 99

2.3 LIMITE DINTEGRATION DE SYSTEMES ENERGETIQUES A SOURCES

RENOUVELABLES DENERGIE ................................................................................... 101

2.3.1 Mthodologie : processus de Markov ............................................................ 102

2.3.2 Application aux systmes photovoltaques .................................................... 107

2.3.3 Application aux fermes oliennes. .................................................................108

2.3.4 Conclusion...................................................................................................... 114

2.4 LES SYSTEMES PHOTOVOLTAQUES CONNECTES AU RESEAU

ELECTRIQUE ................................................................................................................... 114

2.4.1 Etude exprimentale dun systme Photovoltaque connect au rseau

lectrique 114

2.4.2 Relev de tension en bout de ligne lectrique BT par lutilisation de systmes

photovoltaques ..............................................................................................................128

2.5 DES SYSTEMES MULTI-SOURCES POUR LES SITES ISOLES VERS

LASSOCIATION STOCKAGE DENERGIE - SYSTEMES ENERGETIQUES A

SOURCES RENOUVELBALES CONNECTE SUR LE RESEAU ELECTRIQUE ....... 147

2.5.1 Etude du systme photovoltaque et stockage batteries ................................. 148

2.5.2 Etude du systme photovoltaque et stockage batteries et groupe lectrogne

151

2.5.3 Optimisation De La Stratgie De Fonctionnement ........................................153

2.5.4 Impact Du Profil De Charge........................................................................... 154

2.6 SYNTHESE ET CONCLUSION...........................................................................155

2.7 INTRODUCTION DE LA CHAINE HYDROGENE...........................................156

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3 PERPECTIVES.............................................................................................................. 168

3.1 LA RESSOURCE ENERGETIQUE : Analyse et modlisation multi-chelle de

sries de vitesses de vent et de rayonnement solaire et allocation de ressources...............168

3.2 ANALYSE DE LINTEGRATION DANS LES RESEAUX ELECTRIQUES.... 170

3.3 LA PLATEFORME SOLAIRE DE VIGNOLA.................................................... 172

REFERENCES.............................................................................................................. 176

NOMENCLATURE...................................................................................................... 176

PUBLICATIONS.......................................................................................................... 187

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RREEMMEERRCCIIEEMMEENNTTSS

A Monsieur le Professeur Jacques Henri BALBI, Directeur de lUMR CNRS 6134,

pour lintrt quil a tmoign ce mmoire, de siger ce jury. Quil trouve ici lexpression de

ma profonde gratitude et la reconnaissance de sa confiance quil ma porte en me laissant

mettre en place le projet de Plateforme Solaire de Vignola.

A monsieur Harry BOYER, Professeur lUniversit de la Runion, qui ma fait

lhonneur daccepter dtre rapporteur de mon mmoire et qui ma fortement motiv soutenir

mon Habilitation. Quil trouve ici lexpression de toute ma reconnaissance.

A monsieur Dominique LAMBERT, Maitre de Confrences Habilit diriger les

Recherches, lUniversit de Toulouse, qui me fait lhonneur dtre rapporteur de mon mmoire

et qui ma soutenu tout au long de ces mois de compilation et rdaction. Quil trouve ici

lexpression de toute mon amiti.

Je remercie galement Monsieur Jean-Franois MUZY, charg de recherches au CNRS,

qui ma fait lamiti dexaminer ce travail et den tre le rapporteur. Je voudrais aussi le

remercier pour son soutien sans faille sur tous les projets que j ai mis en place et les longues

explications sur la thorie multi-fractale. Quil trouve ici lexpression de mon amicale

reconnaissance.

Que Monsieur le Professeur Michel DUPONT, professeur lUniversit Antilles-

Guyane, qui ma fait lhonneur de sintresser tout particulirement ces travaux de recherche,

trouve ici toute ma reconnaissance et mes remerciements pour avoir accept dexaminer ce travail,de siger ce jury et de mavoir toujours fait remarquer que je faisais trop de choses.

Que Messieurs Christian CRISTOFARI, Marc MUSELLI, Gilles NOTTON et Nicolas

HERAUD Matres de Confrences l'Universit de Corse, trouvent ici toute ma gratitude pour

leurs aides prcieuses et leurs disponibilits. Quils soient assurs de toute mon amiti.

Pour conclure, je tiens remercier tous les membres du Centre Scientifique de Vignola qui

ont contribus lexistence dun cadre favorable au dveloppement de ces travaux.

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NOTICE INDIVIDUELLE

Curriculum VitaeListe des Travaux et Publications

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Curriculum vitae

Philippe POGGI

Nle 28 mai 1965 Toulon (Var)Nationalit: FranaiseSituation familiale: Mari, 2 enfants

Adresse professionnelle:

Laboratoire Systmes Physiques de lEnvironnementUMR 6134 CNRS Universit de CorseBP 5220250 Cort: 04 95 52 41 31: 04 95 52 41 42:philippe.poggi@univ-corse.fr

Adresse personnelle:

47 route du vittulo20000 Ajaccio

1. Etudes Universitaires

Baccalaurat srie C - Acadmie de Caen 1983

DEUG A Option Mathmatiques - Physique Mcanique - Universit de Nice - 1986

Licence de Physique, Universit de Nice - 1987Mthodes Mathmatiques de la Physique Mention PassableOndes et Vibrations - Mention BienPhysique Quantique Mention Passable

Maitrise de Physique, Universit de Nice - 1988Physique Statistique et Phnomnes Irrversibles, Mention Assez - BienOptique Moderne, Mention BienPhysique Atomique et du Solide, Mention Assez Bien

DEA d'Energtique, Universit de Nice / Ecole des Mines de Paris - 1989

Doctorat de lUniversit de Corse - Spcialit Energtique,MentionTrs Honorable,Titre du mmoire: "Contribution l'tude de l 'insertion de systmes

photovoltaques dans un rseau insulaire"Thse soutenue Ajaccio, le 19 dcembre 1995.

Directeur de Thse: A. LOUCHE, Professeur, Universit de CorseJury: J.H. BALBI, Professeur, Universit de Corse

J. CAPILLON, Ingnieur EDF/DERA. LOUCHE, Professeur, Universit de Corse, directeur de thseJ. PANTALONI, Professeur, Universit Aix-Marseille, rapporteurG. PERI, Professeur, Universit de Corse, prsident

D. MAYER, Matre de Recherche, Ecole des Mines de Paris, rapporteur

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2. Emplois Occups

Ingnieur d'tude CNRS - Contrat dure dtermine - du 01/01/90 au 01/06/90Charg de la mise en place et de la ralisation d'une veille technologique dans le domainedu photovoltaque - march et systmes photovoltaques de puissance dans le Monde - encontrat avec E.D.F. - D.E.R.

Technicien l'Association ERASME (Espace de Recherches et d'ApplicationsScientifiques en Matrise de l'Energie) du 01/03/93 au 31/08/95.

Attach Temporaire d'Enseignement et de Recherches l'Universit de Corse, Anneuniversitaire : 1995 - 1996

Matre de Confrences en Physique (section n62) - Universit de Corse (Sept. 1996)Rattachement recherche :Laboratoire Sciences Physiques de lEnvironnement (SPE UMR 6134 CNRS)

Rattachement enseignement :Commission pdagogique de Physique de la lUFR FST

3. Fonctions Administratives et autres

3.1. Mandat lectif et autres

- Membre Elu du Conseil Scientifique de lUniversit de Corse 1998-2002 ; 2002-2006- Membre Elu du Conseil de laboratoire de lURA CNRS 2053 SPE 1997 2002- Supplant la commission de Spcialiste de Physique de lUniversit de Corse, 1997 -

2002

- Coordinateur de la convention liant lUniversit de Corse avec Mto France, 2000- Membre expert du Comit de Slection et de Suivi (CoSS) de l'IncubateurTechnologique de Corse, 2006

- Membre de la Commission de Spcialiste de Physique de lUniversit de Corse, 2007- Membre nomm au Comit Stratgique du pole de comptitivit CAPENERGIES,

Octobre 2007- Charg de Mission pour la mise en place dune Ecole dIngnieurs de type

POLYTECH au sein de lUniversit de Corse, Novembre 2007

3.2. Responsabilit Formation

- Responsable Pdagogique de la Matrise de Physique et Applications 2002 - 2004

- Co-Porteur du MASTER Systmes Energtiques et Energies Renouvelables,campagne dhabilitation 2004 - 2007

- Porteur du MASTER Ingnierie Ecologique, campagne dhabilitation 2004 - 2007- Responsable du MASTER Ingnierie Ecologique : Septembre 2004 2007- Responsable Pdagogique du MASTER Systmes Energtiques et Energies

Renouvelables : Septembre 2005 2007, Labellis par le Ple de ComptitivitCapEnergies (Novembre 2006)

- Reprsentant de lUniversit de Corse dans le Rseau RENED Chaire Francophonede Sofia, Bulgarie, Universit Technique de Sofia 2004

- Organisation dUniversit Europenne dEt : NTE-EnR (Juillet 2007)- Co-responsable dun Master Spcialis Energies Renouvelables lUniversit

Technique de Sofia, facult de Sliven, Bulgarie, 2006

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4. Enseignements Dispenss

Depuis ma nomination en septembre 1996, j ai effectu une moyenne de 200 heuresquivalent TD par an (fig.1). Mon service c est toujours rparti de manire sensiblementidentique entre les cours, TD et TP, avec une rduction des heures de TP en faveur des heuresde cours lors des trois dernires annes.

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HeuresequivalentTD

TP

TD

Cours

Figure 1. Service denseignement en h eq. TD par anne

Aujourdhui, jeffectue lessentiel de mon service denseignement en Master dans

deux filires : Gestion de lEnvironnement et Systmes Physiques de lEnvironnement.Cependant, jai toujours maintenu une activit denseignement en Licence (Fig 2.), qui sestconsidrablement rduite ces 3 dernires annes, depuis que je suis responsable de deuxmasters.

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20%

40%

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RpartitionsentreLicenc

eetMaster

Master

Licence

Figure 2. Rpartitions Licence Master par anne universitaire

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En dbut de carrire, jai assur une partie de mes enseignements en TP de physique enDEUG A. Jai mis en place une srie de nouveaux travaux pratiques (3 en nergie-thermique :loi de Stefan-Boltzmann, Gaz parfait, moteur thermique, ). Aujourdhui, je participe avec lasocit HELION Fuel Cells Maker la ralisation dun banc didactique surs les piles combustible (projet BAHIA) ddi aux universits et coles dingnieur (partenaires du

projet : Polytechnique, Ecole Nationale Suprieure des Mines de Paris).

Aujourdhui, jenseigne en Licence Ingnierie Electrique les Lignes de Transmission,et en Master INGECO et SEER, la Matrise de la Demande en Energie, en SEER, jai mis en

place un nouveau cours sur lEstimation de la Ressource Eolienne, et des travaux Pratiquessur les ENR (solaire thermique, solaire photovoltaque et olien).

Lors de la campagne dhabilitation 2003-2007, dans le cadre de la rforme LMD, jai co-port, avec Mars MUSELLI, le master Systmes Energtiques et Energies Renouvelables (SEER) et jai port le Master Ingnierie Ecologique (INGECO). Ce sont deux masters

professionnels sappuyant sur plus de 50 % denseignants extrieurs (professionnels,spcialistes, ).

Depuis 2004, je suis le responsable pdagogique de ces deux formations, qui reprsententpour le premier master environ 30 tudiants sur les deux annes du master et pour le second40 tudiants. Ces deux masters ont aujourdhui acquis une reconnaissance nationale, comme

par exemple le master SEER par sa labellisation pole de comptitivit CAPENERGIES. Lemaster INGECO, quand lui, a t laurat des Ppites de la fac du Nouvel Obsen 2006,

prix rcompensant les formations professionnalisantes.

Actuellement, je dveloppe des partenariats internationaux pour tendre vers des doubles-diplmes ou des diplmes conjoints avec dautres universits (Europe, Etats-Unis, ..). Pourcela, en partenariat avec les Relations Internationales de lUniversit de Corse, nous avonslintention de rpondre au prochain un appel doffre europen ERASMUS MUNDUS (avril 2008). Dans ce cadre, les partenaires sont lUniversit Technique de Stuttgart,lUniversit de Palerme, lUniversit Technologique dIstanbul, lUniversit dOpole etlUniversit de Madrid Rey Juan Carlos.

Nous avons galement initi des contacts avec lUniversit dHawaii (et plusparticulirement le Hawaii Natural Energy Institute) et lUniversit du Machassussets(Renewable Energy Research Laboratory) afin de rpondre un appel doffre amricain port

par la fondation FACE concernant lchange dtudiants et denseignants au niveaumaster et doctorat.

Je participe galement aux runions organises par le CLER (Comit de Liaison desEnergies Renouvelables), qui ont pour objectif de mettre en place minima une charte desformations ENR de France, et ventuellement un label. Au sein de ce collectif, je suis lereprsentant niveau MASTER des formations.

Pour le Master INGECO, nous sommes aujourdhui en relation troite avec lUniversitdu Qubec Montral afin de mettre en place un diplme conjoint entre nos deux structures.Enfin, jai particip la premire runion en Mai 2007 des formations francophone sur leDveloppement Durable, initi par lUniversit de Lausanne et les Professeurs DominiqueBourg et Suren Erkman, pour la mise dune Association internationale de Langue

Francophone pour la Recherche et la Formation sur le Dveloppement Durable.

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5. Programmes de Recherches, Collaborations

Contrat Agence de Dveloppement Economique de la Corse sur le projet Performance PV(2007 - 2009)

Collaboration Universit Technique de Sofia Sliven ; Erasmus-Socrates

Convention ite Universit de Corse Universit de la Runion Universit Antilles-Guyane,en cours.

Convention en avec le CEA-INES, et la socit HELION, projet ANR PanAH 2007 :Plateforme dEtudes de Puissance sur la gestion des nergies Intermittentes par les

Technologies Electrochimiques (PEPITE)

Porteur de la Plateforme Mission hYdrogne-Renouvelable pour linTgration au rseauElectrique(MYRTE) Projet Lablis et Structurant de CapEnergies. En partenariat avec desindustriels (Groupe RAFFALLI, HELION Fuel Cells Maker) et des organismes de recherches

(CEA, Ecole Nationale Suprieure des Mines de Paris - CEP Sophia-Antipolis). Projetstructurant du pole CapEnergies.

Reviewer: Energy, Solar Energy, Energy Conversion and Management

6. Encadrements Effectus

6.1. Stages de Master 1

Rmy BUSSEUIL, 2007. Analyse et modlisation de lombrage sur un champPhotovoltaques.Master 1 EEA, ENS Cachan

Christophe DARRAS, 2006.Analyse des lments de production dhydrogne et de pile combustible. Master 1 Systmes Energtiques et Energies Renouvelables, CortCo-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Michael BRUNINI, 2006. Approche Fractale et Multifractale des profils de vitesse de vent.Stage 1reAnne, ENS CachanCo-encadrement 50% avec J.F.MUZY, CR CNRS LSPE.

Lisa MORETTI, 2005. Analyse des sries de vitesse du vent par lutilisation de cascadesmultifractales.Master Physique et Applications, Universit Pierre et Marie Curie, JussieuCo-encadrement 50% avec J.F.MUZY, CR CNRS LSPE.

Jean-Philippe MARTINI, 2004. Premire approche de lutilisation dune pile combustibledans un systme photovoltaque hybride. Stage de Matrise Physique et Applications, Cort.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Sylvain CABARET, 2001. Etude exprimentale dun champ PV connect au rseaulectrique : Modlisation Physique, Dimensionnement et analyse des performances. Stage deMatrise Physique et Applications, Cort.

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Jean-Simon CRISTIANI, 2000.Mthode Spectrale Shinozuka applique aux vitesses de venthoraires. Stage de Matrise Physique et Applications, Cort.

Rgis DRUAUX, 1998.Modlisation par Chaine de Markov des vitesses de vent. Stage deMatrise Physique et Applications, Cort.

Alexandre MICALLETTI, 1998. Taux de Disponibilit effective des systmes PV enconnexion au rseau lectrique. Stage de Matrise Physique et Applications, Cort.

Marie-Christine TORRE, 1997. Simulation Autorgressive Gaussienne de la composanteglobale horaire du rayonnement solaire. Stage de Matrise Physique et Applications, Cort.

6.2. Stages de Master 2

Christophe DARRAS, 2007. Modlisation et optimisation dun systme nergtiquecomplexe : PV Eolien Electrolyseur Pile combustible. Master SEER, CortCo-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Isabelle MEYNAUD, 2004. Etude de lintgration de fermes oliennes sur le rseaulectrique par une approche stochastique. DEA Energie et Mcanique, CortCo-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Christophe GIROLAMI, 2002. Etude et modlisation de lombrage sur des modulesphotovoltaques. DEA Energie et Mcanique, CortCo-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Mohamed BOURI, 2000. Utilisation de rseaux neuronaux pour la prvision de vitesse devent. DEA Energie et Mcanique, CortCo-encadrement 50% avec P.A.BISGAMBIGLIA, Universit de Corse

Marie-Christine TORRE, 1998. Modlisation des vitesses de vent : processus de Markov etAutorgressif : analyses et comparaisons. DEA Energie et Mcanique, Cort

6.3. Stages de Magistre

Petar MAINOLOV, 2006.Analyse de performances dun systme photovoltaque connect

au rseau lectrique : 6 annes dexprimentation. Magistre Universit Technique de Sofia.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Svetoslav MARTON, 2006. Systme de couplage hydraulique olien lectrolyseur poursatisfaire la charge pointe. Magistre Universit Technique de Sofia.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Vesselin TCHOBANOV, 2005.Modlisation et simulation dun systme hybridephotovoltaque olien- pile combustible. Magistre Universit Technique de Sofia.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

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Nicolai DIMITROV, 2005. Systmes dhydro-pompage aliments par des oliennes.Satisfaire la charge pointe par des nergies renouvelables. Magistre Universit Techniquede Sofia.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Marenela MARKOVA, 2004.Intgration de fermes oliennes sur le rseau lectrique Corse.

Magistre Universit Technique de Sofia.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Krassimir YORDANOV, 2004.Modlisation et tude des performances dun systmephotovoltaque connect au rseau lectrique. Magistre Universit Technique de Sofia.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

6.4. Stages Recherches ECO-NET PECO

Svetoslav MARTON, 2006.Mise en place dun logiciel de simulation de rseaux lectriquesavec production dcentralise de systmes sources renouvelables dnergie. UniversitTechnique de Sofia.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Horia PETCU, 2006. Flux massiques et nergtiques au sein dune pile combustible.Universit Technique de Sofia.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

Vesselin TCHOBANOV, 2005. Modlisation et simulation dune turbine olienne.Universit Technique de Sofia.Co-encadrement 50% avec M.MUSELLI, MCF Universit de Corse.

6.5. Doctorats et Post-doctorants

Valrie ACQUAVIVA (soutenance prvue fin 2007)Etude de systmes photovoltaques connects au rseau lectrique. Analyse et performance desystmes. Renforcement de bouts lignes.Co-encadrement : Jean-Franois Muzy

Rachel BAILE (dbut octobre 2006)

Analyse et modlisation multi-chelle de sries de vitesses de vent et de rayonnement solaire.Application la caractrisation du potentiel de sources oliennes et de rayonnement solaire et l'allocation de ressourcesCo-encadrement avec Jean-Franois Muzy

Christophe DARRAS (dbut octobre 2007)Simulation et optimisation de systmes nergtiques complexes photovoltaques,lectrolsyeur et pile combustible. Architeture et exprimentationCo-encadrement avec Marc Muselli

Joao Batista DIAS 2006-2007

Etude du phnomne dombrage sur les performances dun champ photovoltaque et ractiondu MPPT.

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6.6. Participation des jurys de thse

Mathieu DAVIDDveloppement dun gnrateur de climat multi-variable. Application au programme descoles Solaires Optimisation nergtique de btiments.Dcembre 2005, Universit de la Runion

6.7. Publications, Congrs et Rapports

6.7.1. Publications Internationales

6.7.1.1. Integration of wind-generating units into the Corsican electrical grid: determination ofthe maximal integration rate from a reliability analysis based on a stochastic processP.Poggi, M.Muselli, C.Cristofari,International Journal of Nuclear Governance, Economy and Ecology, X(Y), 2007

6.7.1.2. Modelling and Simulating of an Energetic Complex System Constituted by aPhotovoltaic Array, a Wind Turbine, an Electrolyzer and Fuel CellsP.Poggi, M.Muselli, C.Cristofari, C.Darras, P.Serre-Combe, F.Le Naour,ECS Transactions - Fuel Cell Seminar, Applications: Residential" Vol. 5, Mars 2007

6.7.1.3. Calculation of the polycrystalline PV module temperature using a simple method ofenergy balanceM.Mattei, G.Notton, C.Cristofari, M.Muselli, P.Poggi.Renewable Energy, 31-4, 553567, 2006

6.7.1.4. Performance evaluation of various hourly slope irradiation models usingMediterranean experimental data of AjaccioG.Notton, P.Poggi, C.Cristofari.Energy Conversion and Management, 47-2, 147173, 2006.

6.7.1.5. Predicting hourly solar irradiations on inclined surfaces based on the horizontalmeasurements: Performances of the association of well-known mathematical modelsG.Notton, P.Poggi, C.CristofariEnergy Conversion and Management, 47, 13-14, 1816-1829, 2006.

6.7.1.6. Contexte insulaire de la production dnergie lectrique Corse, le des nergies

renouvelables ?G. Notton, C. Cristofari, P. Poggi, P. ObertiRevue de lEnergie, 564, pp. 78-91, 2005.

6.7.1.7. Modelling of a doubleglass photovoltaic module using finite differences.G.Notton, C.Cristofari, M.Mattei, P. Poggi.Applied Thermal Engineering, 25-17-18, 2854-2877, 2005

6.7.1.8. Calculation on an hourly basis of solar diffuse irradiations from global data forhorizontal surfaces in AjaccioG.Notton, C.Cristofari, M. Muselli, P.Poggi.

Energy Conversion and Management, 45, 18-19, 2849-2866, 2004

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6.7.1.9. Influence of the flow rate and the tank stratification degree on the performances of asolar flat-plate collectorC.Cristofari, G. Notton, P. Poggi, A. Louche.International Journal of Thermal Sciences, 42(5), 455-469, 2003.

6.7.1.10. Forecasting and simulating wind speed in Corsica by using an autoregressive model.

P.Poggi, M.Muselli, G.Notton, C.Cristofari, A.Louche.Energy Conversion and Management, 44, 3177-3196, 2003.

6.7.1.11. Calculation of solar irradiances profiles for hourly data in view of energy systemsbehaviour simulationG.Notton, C.Cristofari, P.Poggi, M.MuselliRenewable Energy, 27(1), pp.123-142, 2002

6.7.1.12. Modelling and Performance of a Copolymer Solar Water Heating CollectorC.Cristofari, G.Notton, P.Poggi, M.MuselliSolar Energy, Vol. 72, N2, pp.99-112, 2002

6.7.1.13. Decentralized Wind Energy systems providing small electrical loads in remote areasG.Notton, M.Muselli, P.Poggi, A.LoucheInternational Journal of Energy Research, Vol.25, pp.141-164, 2001

6.7.1.14. First Order Markov Chain Model for Generating Synthetic 'Typical Days' Series ofGlobal Irradiation in Order to Design PV Stand-Alone SystemsM.Muselli, P.Poggi, G.Notton, A.LoucheEnergy Conversion and Management, Vol.42, N6, pp.675-687, 2001

6.7.1.15. Markovian Model for Studying Wind Speed Time Series In CorsicaM.C.Torre, P.Poggi, A.LoucheInt. Journal of Renewable Energy Engineering, Vol.3, N2, pp.311-319, 2001

6.7.1.16. Wind electrical supply system : behaviour simulation and sizing optimizationG.Notton, C.Cristofari, P.Poggi, M.MuselliWind Energy, Vol. 4, pp.43-59, 2001

6.7.1.17. Classification of Typical Meteorological Days from Global Irradiation Records andComparison Between Two Mediterranean Coastal Sites in Corsica Island'M.Muselli, P. Poggi, G. Notton et A. Louche

Energy Conversion And Management, Vol.41, N10, pp.1043-1063, 2000

6.7.1.18. Grid connected rooftop PV systems for reducing voltage drops at the end of thefeeder - A case study in Corsica Island.V.Acquaviva, P.Poggi, M.Muselli, A.LoucheEnergy, 25, 774-756, 2000

6.7.1.19. Diagnostic de la situation nergtique de la rgion Corse - Lolien peut-il treintgr dans une relle politique nergtique de dveloppement ?C.Cristofari, G.Notton, P.Poggi, A.LoucheRevue de lEnergie, N521, pp. 544-551, 2000.

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6.7.1.20. Stochastic Study of hourly solar radiation in Corsica by using a Markov ModelP.Poggi, G.Notton, M.Muselli, A.LoucheInternational Journal of Climatology, Vol 20, 14, 1843-1860, 2000

6.7.1.21. Computer Aided Analysis of the Integration of Renewable Energy Systems inRemote Areas using a Geographical Information System.

M.Muselli, G.Notton, P.Poggi, A.LoucheApplied Energy, Vol.63-3, N3, pp. 141-160, 1999

6.7.1.22. PV Hybrid Power systems sizing incorporating battery storage: An analysis viasimulation calculations.M.Muselli, G.Notton, P.Poggi, A.LoucheRenewable Energy Vol. 20, N1, pp.1-7, 1999

6.7.1.23. Costing of A Stand-Alone Photovoltaic SystemG.Notton, M.Muselli, P.PoggiEnergy The International Journal, Vol.23 N 4, pp.289-308, 1998

6.7.1.24. Improved Procedure for Stand-alone photovoltaic systems sizing using MeteosatSatellite ImagesM.Muselli, P.Poggi, G.Notton, A.LoucheSolar Energy, Vol.62 N6, pp.429-444, 1998

6.7.1.25. Sizing Reduction induced by the choice of electrical appliances options in a stand-alone photovoltaic productionG.Notton, M. Muselli, P.Poggi, A.LoucheRenewable Energy N15, pp. 581-584, 1998

6.7.1.26. Autonomous photovoltaic system : influences of Some Parameters on the sizing :Simulation Time-Step, Input and Output Power Profile.G.Notton, M.Muselli, P.Poggi, A.LoucheRenewable Energy, Vol.7, N4, pp.353-369, 1996

6.7.1.27. Dimensionnement Optimal d'un Systme Photovoltaque Autonome - Partie II.:Systme Solaire bi-source.A.Louche, G.Notton, P.Poggi, G.PeriEntropie, n176, pp.11-16, 1993

6.7.1.28. Dimensionnement Optimal d'un Systme Photovoltaque Autonome - Partie I.:Systme Solaire "Pur".A.Louche, G.Notton, P.Poggi, G.PeriEntropie, n176, pp.3-9, 1993

6.7.1.29. Correlations for Direct Normal and Global Horizontal Irradiation on a FrenchMediterranean Site.A.Louche, G.Notton, P.Poggi, G.SimonnotSolar Energy, Vol. 46, n4, pp.261-266, 1991

6.7.1.30. Classification of Direct Irradiation Days in view of Energetic Applications.

A.Louche, G.Notton, P.Poggi, G.Simonnot.Solar Energy, Vol. 46, n4, pp.255-259, 1991

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6.7.2. Communications Internationales avec comit de lecture

6.7.2.1. Performance Comparison Between Two Copolymer Hybrid PV/T CollectorsC.Cristofari, G.Notton, P.Poggi, M.Mattei, S. BoddaertISES Solar World Congres 2007, Beijing, Septembre 2007

6.7.2.2. Evaluation de lAmelioration de la Photoconversion par Refroidissement Actif enutilisant une approche Matlab/SimulinkS.Boddaert, R.Morlot, C.Menezo, P.Poggi, C.Cristofari

JITH, ALBI, Aot 2007

6.7.2.3. Simulation Model of Finite Differences Concerning Copolymer Hybrid PV/TCollectorC.Cristofari, G.Notton, P.PoggiIASTED International Conference, ASIAPES, Thailande, 2-4 Avril 2007

6.7.2.4. Modelisation, Optimisation and 4 Years Performance Study of a Photovoltaic System

Connected to an Islander Electrical GridP.Poggi, M.Muselli, C.Cristofari, G.NottonIASTED International Conference, ASIAPES, Thailande, 2-4 Avril 2007

6.7.2.5. Data reconciliation and gross error detection of the generator of a wind turbineO.Bennouna, N.Heraud, O.Mallass, P. Poggi, G.Notton,DEWI Congress, Allemagne 2006

6.7.2.6. Lessons learned of five years of performance of a photovoltaic system connected toan islander electrical gridP.Poggi, M.Muselli, C.Cristofari, G.Notton, N.Heraud.21th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Dresden,Allemagne, 4-9 Septembre 2006.

6.7.2.7. Modelling and simulating of an energetical complex system constituted by aPhotovoltaic Array, a Wind Turbine, an Electrolyzer and Fuel Cells.P.Poggi, M.Muselli, C.CristofariIASTED International Conference, Bostwana, 11-13 Septembre 2006

6.7.2.8. Thermal Modelling of a Photovoltaic Module.C.Cristofari, P.Poggi, G.Notton, M.Muselli.

IASTED International Conference, Bostwana, 11-13 Septembre 2006

6.7.2.9. Hybrid system photovoltaic array wind turbine electrolyzer fuel cells modellingand simulatingP.Poggi, M.Muselli, C.Cristofari, C.Darras, P.Serre-Combe, F.LeNaourFuel Cells Seminar, Honolulu, Etats-Unis, 1-4 Dcembre 2006

6.7.2.10. Gross error detection of the generator of a wind turbineO.Bennouna, N.Heraud, C.Cristofari, M. Muselli, G.Notton, P. Poggi. IEEE Congress, First International Symposium on Environment, identities inMediterranean Area, Corte-Ajaccio,France, 10-13 Juillet 2006.

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6.7.2.11. Copolymer hybrid photovoltaic/thermal solar collector for water heatingC.Cristofari, G.Notton, P.Poggi, M.Muselli, N.HeraudIEEE Congress, First International Symposium on Environment, identities inMediterranean Area, Corte-Ajaccio,France, 10-13 Juillet 2006.

6.7.2.12. Coupling hydro and wind electricity production by water-pumping storage

P. Poggi, M. Muselli, C.Cristofari, G.Notton, N.HeraudIEEE Congress, First International Symposium on Environment, identities inMediterranean Area, Corte-Ajaccio, France, 10-13 Juillet 2006.

6.7.2.13. Examination of the influence of the dispersed generation in the distribution networksfor medium voltageS. Nedeltcheva, P.Poggi, G. Notton, M. Muselli, V.Tchobanov.IEEE Congress, First International Symposium on Environment, identities inMediterranean Area, Corte-Ajaccio,France, 10-13 Juillet 2006.

6.7.2.14. Hourly solar irradiations estimation : from horizontal measurements to inclined data.

G.Notton, C.Cristofari, M. Muselli, P. Poggi, N.Heraud.IEEE Congress, First International Symposium on Environment, identities inMediterranean Area, Corte-Ajaccio, France, 10-13 Juillet 2006.

6.7.2.15. Wind farms territorial integration in Corsica : Methodology and case study inBonifacio.P. Oberti, M. Muselli, P. PoggiIEEE Congress, First International Symposium on Environment, identities inMediterranean Area, Corte-Ajaccio, France, 10-13 Juillet 2006.

6.7.2.16. First Experimental PV Grid-Connected System Studied in Corsica: Modelisation and3 Years of PerformanceP.Poggi, M.Muselli, G.Notton, C.Cristofari, S. Nedeltcheva.19th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Paris, pp.2920-2923, 7-11 Juin 2004.

6.7.2.17. Modelling of the thermal behaviour of a PV module in view to PV/thermalapplicationsG.Notton, C.Cristofari, M.Mattei, P.Poggi, M.Muselli19th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Paris, pp.2211-2214, 7-11 Juin 2004

6.7.2.18. Wind Hybrid system for rural electrification : analysis of various parametersG.Notton, C.Cristofari, P.Poggi, M.MuselliEuropean Wind Energy Conference, Copenhague, Danemark, 2-6 Juillet 2001

6.7.2.19. Reliability Analysis of Wind-Assisted Systems and Impact on The reduction of theFossil Energy GenerationP.Poggi, G.Notton, M.Muselli, C.Cristofari, A.LoucheEuropean Wind Energy Conference, Copenhague, Danemark, 2-6 Juillet 2001

6.7.2.20. Wind Farm Peak Load Matching Potential in Corsica

P.Poggi, M.C.Torre, M.Muselli, G.Notton, A.LoucheEuropean Wind energy Conference, Copenhague, Danemark, 2-6 Juillet 2001

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6.7.2.21. Grid-connected PV systems for reducing voltage drops at the end of the feeder - acase study in Corsica island.V.Acquaviva, P.Poggi, M.Muselli, A.Louche16th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Glasgow, Ecosse, 1-5 May2000

6.7.2.22. Analysis of relationships between photovoltaic power and battery storage forsupplying the end of feeder - a case study on Corsica island.V.Acquaviva, P.Poggi, M.Muselli, A. Louche.16th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Glasgow, Ecosse, 1-5 May2000

6.7.2.23. A Markov chain model for daily irradiation classes records in order to design PVstand alone systems.M.Muselli, P.Poggi, G.Notton, A.Louche16th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Glasgow, Ecosse, 1-5 May2000.

6.7.2.24. Optimization of Stand-Alone Hybrid PV/Engine Generator/Battery System forSmall Energy Load Case Study in Corsica.G.Notton, M.Muselli, P.Poggi, A.LouchePV Hybrid Power Systems 2000 Conference, 7-8/9/2000, Aix-en-Provence, 2000

6.7.2.25. Stand alone Wind Energy System sizing procedure with cost optimizationG.Notton, M.Muselli, P.Poggi, A.LoucheEuropean Wind Energy Conference and Exhibition, Nice, France, pp., Mars 1999

6.7.2.26. Integration of large scale Wind Farms in an islander electrical grid: case study ofCorsicaM.C.Torre, P.Poggi, A.LoucheEuropean Wind Energy Conference and Exhibition, Nice, France, pp., Mars 1999

6.7.2.27. Stochastic Study of Wind Speed in CorsicaM.C.Torre, P.Poggi, G.Notton, A.Louche5th World Renewable Energy Conf., Florence, Italie, pp., Sept.1998

6.7.2.28. Simulation of Small grid-connected PV systems for residential ApplicationsV.Acquaviva, M.Muselli, P.Poggi, A.Louche

5th World Renewable Energy Conf., Florence, Italie, pp.1709-1712, Sept. 1998

6.7.2.29. Sizing reduction induced by the choice of electrical appliances options in a stand-alone PV productionG.Notton, M. Muselli, P.Poggi, A.Louche5th World Renewable Energy Conf., Florence, Italie, pp.581-584, Sept.1998

6.7.2.30. Rooftop Photovoltaic installation PerformancesV.Acquaviva, M.Muselli, P.Poggi, A.Louche2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion,Vienne, Autriche, pp.2652-2654, Juillet 1998

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6.7.2.31. How to reduce the load without changing the level of convenience Impact on PVSystem sizing and costG.Notton, M. Muselli, P.Poggi, A.Louche2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion,Vienne, Autriche, pp.3182-3185, Juillet 1998

6.7.2.32. Integration of large scale PV plants in an islander electrical grid: case study ofCorsicaP.Poggi, G.Notton, J.L.Canaletti, A.Louche13th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Barcelone, Espagne, pp.1128-1131, Juillet 1997

6.7.2.33. A Geographical Information System for the Integration of stand-alone PV systems inremote areasM.Muselli, G.Notton, P.Poggi, A.Louche13th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Barcelone, Espagne, pp.2589-2592, Juillet 1997

6.7.2.34. What hypothesis used for an economic study of electric generators for rural area ?Litterature survey and new suggestions.G.Notton, M.Muselli, P.Poggi, A.Louche13th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Barcelone, Espagne,

pp.2534-2537, Juillet 1997

6.7.2.35. Conception et Ralisation d'un Capteur Solaire AutonomeJ.L.Canaletti, G.Notton, P.Poggi ,M.Muselli, A.LoucheEnergy and Environment, Marseille, 5-7 Dcembre 1995

6.7.2.36. Autonomous Air Flate Collector for solar Heating and CoolingA.Louche, J.L.Canaletti, G.Notton, P.Poggi1st World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Hawa, Etats-Unis,5-9 Dec.1994

6.7.2.37. Behaviour Analogy Grid Connected PV and Wind Energy Systems: Interaction withan Island GridA.Louche, G.Notton, P.Poggi, J.L.Canaletti1st World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Hawa, Etats-Unis,5-9 Dec.1994

6.7.2.38. Application of an optimised method to a stand alone hybrid system: a case study inCorsicaA.Louche, G.Notton, P.Poggi, G.Peri1st World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Hawa, Etats-Unis,5-9 Dec.1994

6.7.2.39. Global Approach of an Optimal Grid Connected PV Systems Sizing.A.Louche, G.Notton, P.Poggi, G.Peri12th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Amsterdam, Pays-Bas,

pp.1638-1641, Avril 1994

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6.7.2.40. Estimation of Monthly Mean Values of Hourly Total Irradiation on Tilted Surfacefrom Recorded Monthly Mean Values of Daily Horizontal Irradiation for aMediterranean Climate.A.Louche, G.Notton, P.Poggi, G.Peri.ISES Solar World Congress, Budapest, Hongrie, 23-27 Aot 1993

6.7.2.41. Rondulinu-Paomia PV Plant : Remote System or Electricity Grid Connected ?A.Louche, G.Notton, P.Poggi, G.Peri.11th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Montreux, Suisse, pp.1263-1265, Oct 1992

6.7.2.42. Comportment of the World Photovoltaic Market.A.Louche, J.G.De Souza Moreira, G.Notton, P.Poggi.V Congresso Brasileiro de Energia, Rio de Janeiro, pp.1159-1165, Oct 1990

6.7.2.43. Energetic Production Capability of a 44 kWp Stand-Alone Photovoltaic Plant inCorsica "Paomia-Rondulinu".

A.Louche, J.G.De Souza Moreira, G.Notton, P.Poggi.V Congresso Brasileiro de Energia, Rio de Janeiro, pp.1166-1173, Oct 1990

6.7.3. Communications Internationales sans comit de lecture

6.7.3.1. La production dnergie lectrique en corse. Bilans et perspectivesP.PoggiUniversit dEt lIle de la Runion, Energie et Dveloppement Durable pour lesles et les rgions : 2000 2025 2050. Saint-Pierre, France, 26-28 octobre 2005

6.7.3.2. Control and supervision on a chemical processN. Hraud, P.Poggi, C.Cristofari, G.NottonConfrence Synthse et Analyse de Mcanismes, Sliven, Bulgaria, 1-3 Juillet 2005.

6.7.3.3. Parcs oliens, approche territoriale et localisation multicritre participative : Etatdavancement dune tude pilote sur la commune de BonifacioP.Oberti, M.Muselli, P.Poggi, G.NottonActes de luniversit europenne dt D3E. Universits de Corse et de VersaillesSaint-Quentin-en-Yvelines, Corte-Bonifacio, France, 4-10 juillet 2005

6.7.3.4. Modelisation and performance of a photovoltaic system connected to the electricalgridP.Poggi, M. Muselli, G.Notton, N. Heraud, S. Nedeltcheva.

11th International Conference on Electrical, Machines, Drives and Power Systems,ELMA 2005, Sofia, Bulgarie. 15-16 Septembre 2005.

6.7.3.5. The situation of Electricity Generation in Corsica Towards 40% Renewable EnergySources SupplyG.Notton, P.Poggi, C.Cristofari11th International Conference on Electrical, Machines, Drives and Power Systems,ELMA 2005, Sofia, Bulgarie, 15-16 Septembre 2005.

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6.7.3.6. Validation de modles pour la dtermination de la composante diffuse durayonnement solaire sur une surface horizontale partir de lirradiation globaleG.Notton, M.Muselli, C.Cristofari, P.Poggi.Colloque Environnement et Identit en Mditerrane, Hammamet, Tunisie,10-13Dcembre 2003.

6.7.3.7. Development of a copolymer solar water heating collector: influences of variousparametersC.Cristofari, G.Notton, P.Poggi, M.Mattei.Colloque Environnement et Identit en Mditerrane, Hammamet, Tunisie,10-13Dcembre 2003.

6.7.4. Autres Communications Internationales

6.7.4.1. Caractristiques lectriques des modules photovoltaquesS Nedeltcheva, P.Poggi, G.Notton.

ISSN 1312-3920, Izvestia na TU-Sliven, N 1, 2006.

6.7.4.2. La production dnergie lectrique en Corse : la situation actuelle, sa spcificit, sesproblmes et ses perspectivesG.Notton, C.Cristofari, P.Poggi, N.Hraud.Journes ENR Les nergies renouvelables : lalternative sans crise , Bastia,31Mars-1 Avril 2005

6.7.4.3. Problmes des connexions des productions dcentralises aux rseaux lectriques enBulgarieS. Nedeltcheva, P. Poggi, G. Notton, M. MuselliJournes ENR Les nergies renouvelables : lalternative sans crise , Bastia, France,31 Mars-1 Avril 2005

6.7.4.4. Estimation de la disponibilit effective de fermes oliennes sur le rseau lectrique dela Corse.P. Poggi, M. Muselli, G. Notton, N. Heraud, S. NedeltchevaJournes ENR Les nergies renouvelables : lalternative sans crise , Bastia, France,31 Mars-1 Avril 2005

6.7.4.5. Modelling and simulation of a photovoltaic-Wind Turbine Fuel cells hybrid system

S. Nedeltcheva, P.Poggi, M.Muselli, G.Notton, V. Tchobanov.5me Ecole Internationale sur l'Optimisation de la production et de la gestiond'nergie - Dveloppement durable de l'nergie dans l'Europe du Sud-Est. Chaire

Francophone UNESCO, Sozopol, Bulgarie, 19-22 Septembre 2005.

6.7.4.6. Conceptualisation et optimisation dun capteur solaire compositeC. Cristofari, G. Notton, P. Poggi, M. Muselli.Journes ENR Pour une efficacit nergtique en contexte insulaire , Bastia,France, 2-3 Avril 2004.

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6.7.4.7. Etude thermique dun capteur photovoltaque polycristallin en vue de la conceptiondun capteur thermique PV/TG. Notton, C. Cristofari, P. Poggi, M. Muselli.Journes ENR Pour une efficacit nergtique en contexte insulaire , Bastia,France, 2-3 Avril 2004

6.7.4.8. Limite dintgration de fermes oliennes sur le rseau lectrique de la Corse :approche statistiqueP. Poggi, M. Muselli, G. Notton, C. Cristofari.Journes ENR Pour une efficacit nergtique en contexte insulaire , Bastia,France, 2-3 Avril 2004

6.7.4.9. Intgration de fermes oliennes dans un rseau lectrique non interconnect : aspectstatistique.P.Poggi, M.Muselli, G.Notton.Revue Izvestia, Univerist Technique de Sliven, Tome 3, pp.3-15, 2004.

6.7.4.10. Xibridni sistemi ot vazobnovimi iztochnici za avtonomno proizvodstvo naElektroenergia

"Systmes hybrides sources renouvelables pour une production dcentralise dansles sites isols"G.Notton, M. Muselli, C.Cristofari, P.Poggi, S. Nedeltcheva.Revue "Energetika, No 8, 36-45. ISSN 0324-1521, 2004.

6.7.4.11. Observabilit et validation de donnes des rseaux lectriques en rgime statiqueN. Heraud, P. Trehin, P. Poggi, S. NedeltchevaIzvestia na Texnitcheski yniversitet Sliven, 2004

6.7.4.12. Approche stochastique de la limite dintgration de fermes oliennes dans un rseaulectrique application un rseau insulaire non interconnect : cas de la CorseP. Poggi, M. Muselli, G. Notton.4me Ecole Internationale sur l'Optimisation de la production et de la gestiond'nergie - Dveloppement durable de l'nergie dans l'Europe du Sud-Est. ChaireFrancophone UNESCO, Sozopol, Bulgarie, 25 -30 Septembre 2004.

6.7.5. Mmoires ayant donn lieu des diplmes

6.7.5.1. Ralisation et Etude cristallographique : le ZirconiumProjet de Matrise de Physique, 40 pages, Avril - Juin 1988

6.7.5.2. Classification et analyse statistique des journes d'irradiation directe sur le sited'Ajaccio - VignolaRapport de DEA Energtique, 64 pages, Fvrier - Juin 1989

6.7.6. Rapport de fin de travaux

6.7.6.1. Production Mondiale et Evolution du cot des modules photovoltaques

Rapport Intermdiaire, contrat de recherches EDF P42191, 80 pages, Nov. 1990P.Poggi, A.Louche

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6.7.6.2. Les systmes photovoltaques de puissanceRapport Final, Contrat de recherches EDF P42191, 165 pages, Mars 1991A.Louche, P.Poggi

6.7.6.3. Les systmes photovoltaques de puissance : Etat de l'Art 1993Rapport Final, contrat de recherches EDF/DER - ERASME, 562 pages, Juil. 1994

A.Louche, P.Poggi

6.7.6.4. Surveillance et dtection de dfauts de systmes complexesRapport Final, Appel rgional propositions Collectivit Territoriale de Corse, 2004

N.Heraud, G.Notton, P.Poggi, M.Muselli, C.Cristofari, O.Bennouna

7. Activits Internationales

Les activits internationales que je dveloppe dans le secteur pdagogique sont lies auxdeux masters que je dirige et ont des retombes dans le domaine de la recherche.

Depuis 2003, nous effectuons des changes bi-latraux dans le cadre du programmeErasmus-Socrates avec lUniversit Technique de Sofia, Laboratoire dlectrotechnique,Facult de Sliven, et son responsable le Professeur Stefka Nedeltcheva. Ces changes(tudiants enseignants), nous ont permis en 2007, de mettre en place le master EnergiesRenouvelables qui est en convention avec lUniversit de Corse.

Nous avons initi des changes avec lUniversit du Qubec A Montral (UQAM) pourmettre en place des changes bilatraux et un diplme conjoint entre nos deux structures surla base du master INGECO.

Comme je lai dj prsent, en ce qui concerne le Master SEER, en partenariat aveclUniversit Technique de Stuttgart, lUniversit de Palerme, lUniversit TechnologiquedIstanbul, lUniversit dOpole et lUniversit de Madrid Rey Juan Carlos, nous avonslintention de rpondre en 2008 lappel doffre europen concernant le programme ERASMUS-MUNDUS . Lobjectif tant de mettre en place un consortium europen pourattirer des tudiants de lUnion Europenne et de pays tiers dans un objectif dexcellence. Demme avec les Etats-Unis, jai initi des contacts avec lUniversit dHawaii et lUniversitdu Machassussets afin dtablir des collaborations de recherches et de formations. Avec la

premire universit dans le secteur du couplage Energies renouvelables et piles combustible , la seconde dans lestimation et la prvision de la ressource olienne.

Nous avons galement particip la mise en place dun rseau international sur larecherche et les formations ddies au dveloppement durable (Association internationale deLangue Franaise de Formation et de Recherche En Dveloppement Durable) et qui intgredonc le second master que je dirige, le master Ingnierie Ecologique INGECO. Nousdevrions organiser en Juillet 2008, une universit dt consacre cette thmatique avec lesdiffrents membres de ce rseau (Universit de Lausanne (Suisse), Universit Libre deBruxelles (Belgique), Universit Laval (Qubec), Ecole des Mines de Saint-Etienne,Universit de Technologie de Troyes, Universit de Sherbrooke (Qubec), Universit Pierre-Mends-France, Institut National des Sciences Appliques de Lyon, Ecole des Mines de Paris,Universit Paris Dauphine).

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ACTIVITES DE RECHERCHES

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AAVVAANNTTPPRROOPPOOSS

Ce document retrace les activits de recherches dveloppes depuis mon recrutement en

Septembre 1996 en tant que Maitre de Confrences lUniversit de Corse. Je suis rattach au

laboratoire Systmes Physiques pour lEnvironnement de lUniversit de Corse et membre de

lquipe Energies Renouvelables . Cette structure est une unit mixte de recherches avec le

CNRS sous lintitul UMR 6134.

Mes travaux sont orients vers les systmes de production dnergie sources renouvelables et

plus particulirement vers lanalyse et la modlisation de lintrant nergtique (rayonnement solaire

et vitesse de vent) et vers la modlisation des systmes nergtiques et leur intgration dans les

rseaux lectriques insulaires, comme celui de la Corse.

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IINNTTRROODDUUCCTTIIOONN

Les nergies et plus particulirement les nergies renouvelables sont un des lments cls du

dveloppement soutenable aujourdhui en plein expansion. Cette problmatique est encore plus

sensible dans les rgions insulaires.

Le chapitre 17 de lAgenda 21 (Confrence de Rio, 1992) stipule que les les sont des cas

particuliers la fois dun point de vue environnemental et de leur dveloppement. Elles ont des

problmes spcifiques et sont extrmement fragiles et vulnrables. Dans le contexte actuel du

dveloppement durable, lnergie est la pierre angulaire de leur stratgie de planification.

En milieu insulaire, les contraintes habituelles dans le domaine de lnergie sont la distance aux

rseaux principaux, la petite chelle, les difficults de distribution et labsence de grands marchs

traditionnels. Ces contraintes sont en gnral contrebalances par lextrme abondance des sources

renouvelables dnergie et lincroyable adaptabilit et capacit dintgration des technologies

dnergies renouvelables. Des facteurs qui tranchent avec linefficacit et le cot lev des systmes

nergie conventionnelle dans ces rgions insulaires. En fait, nous pourrions dire que les les

doivent devenir de vritables laboratoires pour lavenir des nergies durables

Dans le document final rdig la fin de la premire confrence sur le dveloppement durable

des les (Minorca, 1997), nous pouvons lire : les sources dnergie non-renouvelables doivent tre

considres comme des solutions provisoires, non souhaitables comme solution long terme au

problme nergtique des les. . Cest dans ce contexte que sinscrivent les activits de recherches

que nous avons ralises depuis notre recrutement sur un poste de Maitre de Confrences en

Septembre 1996, lUniversit de Corse. Elles concernent, en grande partie, lintgration des

sources renouvelables (solaire photovoltaque et olien) dans les rseaux lectriques insulaires, avec

comme champ dapplication, la Corse.

La dmarche dveloppe consiste tudier le systme nergtique globalement : en effet, un

systme solaire ou olien nest pas seulement tributaire de sa fiabilit technique et des performances

individuelles de ses composants, il dpend de lagencement des diffrents composants, de la

stratgie de fonctionnement des divers sous-systmes et de son dimensionnement. De plus, il est

dpendant, par nature, des rythmes et alas de son approvisionnement en nergie. Nous avons donc

mis en uvre une mthodologie globale du systme prenant en compte tous les particularismes lis

lutilisation des sources renouvelables dnergie.

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La problmatique gnrale pose par les systmes utilisant une source renouvelable dnergie

dorigine phnomne (vent, soleil) est la suivante : comment utiliser au mieux un flux nergtique

(clairement solaire, vitesse de vent) fortement dpendant du temps et de lespace pour rpondre

une demande nergtique prsente gnralement sous une autre forme, elle aussi alatoire dans le

temps ?

La particularit des chanes de conversion solaire ou olienne, comme celle de tout systme

intrant nergtique dorigine phnomne provient du caractre alatoire de la source du fait des

variations mtorologiques non prvisibles. Ainsi, mme pour un systme parfaitement connu dun

point de vue mathmatique et technique, certaines grandeurs telles que rendement, efficacit ou

productivit restent lies aux fluctuations spatio-temporelles de la source mais galement de la

charge. Cest donc pour cette raison que la connaissance et la caractrisation de la source

nergtique doivent tre tudies de manire trs prcise. Lextrant nergtique (la consommation)

est li quant lui aux besoins de lutilisateur et/ou aux caractristiques du rseau de distribution

dnergie. Cest pour cette raison, que la premire partie de mes travaux se concentre sur la

connaissance et la caractrisation de la source nergtique quelle soit solaire ou olienne.

Ainsi, nos principales activits de recherches portent sur :

- ltude des ressources nergtiques : absolument ncessaire pour les raisons exposes

prcdemment : tude statistique, dveloppement de corrlation et de modle, interprtationphysique des phnomnes.

- la production dnergie grande chelle partir de sources renouvelables : trs souvent, il

sagit de systmes directement connects au rseau de distribution. Cette production pose des

problmes du fait de sa forte variabilit qui perturbe le fonctionnement du rseau de distribution. Il

faut donc tudier les interactions dynamiques invitables entre loffre et la demande, et analyser

lintervention de plusieurs facteurs tels que : centralisation ou distribution des systmes de

production, stockage dnergie, taille du rseau, . pour prserver la stabilit du rseau au fur et mesure de laugmentation de la capacit installe.

- les systmes de production multisources (appels hybrides) : il sagit de systmes

dapprovisionnement en lectricit, la plupart du temps pour lalimentation des sites isols (mais

dont lapplication en mode connexion rseau lectrique est galement envisage) couplant divers

types de productions telles que olienne, photovoltaque et autres. Ils permettent une fourniture

dlectricit plus fiable et moins coteuse. Devant la complexit de ces systmes, il convient de

dvelopper des mthodes de dimensionnement intgrant une optimisation de la gestion de lnergie

et une tude de cot optimal de production.

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Nous contribuons galement aux activits de recherches ports par les membres de lquipe.

Elles concernent plusieurs domaine comme :

- le diagnostic des systmes de production [6.7.2.5 ; 6.7.2.10] : tant donns la complexit des

systmes et le nombre important des paramtres qui entrent dans leur fonctionnement, un

automaticien a rejoint notre quipe et dveloppe des mthodologies de diagnostic des systmescomplexes quil applique nos systmes.

- le dveloppement de capteurs solaires innovants [6.7.1.3 ; 6.7.1.17 ; 6.7.1.19 ; 6.7.12.. 6.7.2.1. ; 6.7.2.2 ;

6.7.2.3. ; 6.7.2.8. ; 6.7.2.11. ; 6.7.2.17 ; 6.7.2.35 ; 6.7.2.36] (thermique et/ou photovoltaque) : dans ce

domaine, lquipe a dvelopp un capteur air autonome, un capteur solaire en matriau composite

et travaille actuellement sur un volet solaire haute intgration dans lhabitat et sur un capteur

hybride de production simultane de chaleur et dlectricit.

Dans un premier temps, nous prsenterons donc les travaux relatifs lestimation et lanalyse

de la ressource nergtique que sont le rayonnement solaire et les vitesses de vent. Cette partie est

un lment cl de lanalyse du comportement, de loptimisation des systmes de production

dnergie sources renouvelables dnergie. Il est en effet indispensable de mettre en place des

caractrisations stochastiques du fait mme de laspect alatoire et non dterministe de cette

ressource.

La deuxime partie traite de la problmatique de la connexion de systmes nergtiques sur le

rseau lectrique insulaire, et les outils que nous avons mis en place afin danalyser lopportunit de

lintgration de fermes oliennes ou de systmes photovoltaques sur les rseaux lectriques, et plus

particulirement ceux non-interconnects comme les rseaux insulaires. Cette thmatique, nous a

naturellement amen tudier le couplage dautres sources dnergie (et/ou de stockage) afin de

rduire linfluence de laspect intermittent et non contrlable de ces sources dnergie. Le but des

travaux entrepris sur ces systmes nest pas de rendre compte de lvolution prcise des paramtres

entrant dans son fonctionnement tels que la tension, lintensit, mais partir de variables purement

nergtiques (et non lectriques) de dimensionner les diffrents sous-systmes et de choisir la

meilleure stratgie de fonctionnement pour chaque sous-systme. Dans ce cadre, la modlisation

physique globale utilise permet de dcrire le comportement de chaque sous systme, puis on

adjoint une tude de cot de production pour finaliser loptimisation.

Enfin, nous prsenterons les perspectives de recherches et les projets que nous avons initis et

que nous portons aujourdhui.

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11 EETTUUDDEEDDEELLIINNTTRRAANNTTEENNEERRGGEETTIIQQUUEE

Il y a une distinction entre gisement et ressource en nergie solaire et olienne : quel que soit le

gisement, ce qui est produit sans pouvoir tre consomm ou stock (cas de la batterie pleine par

exemple) est compt pour nul dans la ressource ; laspect cyclique du gisement induit souvent des

effets de seuil (cest le cas pour la centrale lectro-solaire concentration de Vignola) et des

dphasages entre production et consommation (cas de systmes autonomes avec stockage

dnergie). Il est donc ncessaire, pour valuer la ressource de prendre, en compte la courbe de

demande et dintgrer sur une priode longue tous les dphasages qui existent entre production et

consommation. Cet tat de fait a de fortes consquences sur le dimensionnement des systmes et

impose donc de connatre la ressource le plus prcisment possible et un pas de temps

suffisamment fin.

Nous prsentons une synthse de nos diffrentes publications et communications ralises dans

ce domaine.

1.1 PRESENTATION DE LA STATION METEOROLOGIQUE.

Notre laboratoire dispose dune station mtorologique, en service de 1999 2005 et qui sera

remise en activit fin 2007. Elle se compose :- dun pyrhliomtre EPPLEY modle NIP (Normal Incidence Pyrheliometer) fix sur une

monture quatoriale lui permettant de suivre le soleil, qui mesure le rayonnement solaire

direct selon une incidence normale (Figure 1.1);

- de quatre pyranomtres Kipp & Zonen qui mesurent le rayonnement global selon

lhorizontale et des inclinaisons de 30, 45 et 60 (Figure 1.2) ;

- dune sonde platine sous abri ;

- dun ensemble anmomtre et girouette ;- dun hygromtre ;

- et dun pressostat.

Figure 1.1 Un pyrhliomtre EPPLEY modle NIP et sa monture quatoriale.

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Figure 1.2 Un pyranomtre Kipp & Zonen modle CM5.

Les donnes mesures sont releves puis stockes chaque minute. Le laboratoire est situ sur la

route des Sanguinaires au lieu-dit Vignola proximit dAjaccio comme nous pouvons le voir sur la

Figure 1.3. Sa situation gographique est 4155 Nord et 839 Est.

Figure 1.3 Situation de la station mtorologique.

1.2 ETUDE DU RAYONNEMENT SOLAIRE DIRECT. [6.7.1.30]Le laboratoire a bnfici lors de sa cration dun outil de recherches important : une centrale

hlio-thermodynamique dune puissance de 100 kWe. Celle-ci utilisait la composante directe du

rayonnement solaire qui tait focalisait par champ de capteur miroirs segments fixes sur une

chaudire dans laquelle circulait un fluide caloporteur. La rponse de ce systme nergtique

dpend fortement de la rpartition du flux solaire incident au cours de la journe. Afin de prendre en

compte cet aspect dynamique, il tait ncessaire non seulement de quantifier lnergie reue, mais

aussi de qualifier la rpartition temporelle de lclairement solaire au cours de la journe ; denombreux auteurs ont introduit des mthodes danalyse factorielle et de classification automatique

pour analyser et typifier les vnements mtorologiques ; cest dans ce sens que nous avons mis en

uvre une classification automatique des journes en type de temps dans le cadre de nos travaux de

DEA.

A partir dune analyse des corrlations (analyse en composante principale ACP) (Benzecri,

1980), une classification en journes types a t ralise. Chaque journe a t caractrise parquatre paramtres :

Site de

mesures

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- la dimension fractale (Mandelbrot, 1984 ; Lovejoy et Schertzer, 1986 ; Hentschel et

Porcaccia ; 1984) de la courbe d'irradiation solaire directe utilise pour quantifier le

caractre perturb du phnomne alatoire li la frquence et au type des passages

nuageux;

- le rapport nergtique journalier : rapport des valeurs journalires de lnergie solaire directemesure sur lnergie solaire directe par ciel clair calcule partir dun modle dvelopp

par Louche et al. (1987) et utilisant des valeurs moyennes des diffrentes transmittances

atmosphriques.

- les coefficients de variation de la dure dinsolation calculs pour deux seuils

120 W.m-2et 400 W.m-2correspondant respectivement au seuil de dmarrage de systmes

faible et forte concentrations.

Les rsultats de cette analyse sont satisfaisants car quatre classes de journes apparaissent de

manire claire lorsque les points reprsentatifs de chaque jour sont projets sur le premier plan

principal dfini par le premier et second axe principal obtenu par cette analyse des corrlations

(Figure 1.4).

Figure 1.4 Projections des points dans le premier plan principal.

Les quatre classes ainsi dtermines et prsentes sur la Figure 1.5 peuvent tre qualifies de la

manire suivante :

- classe I : nergie journalire leve avec rpartition rgulire de lclairement solaire due

la prsence dun ciel clair;

- classe II : nergie journalire moyenne avec ciel partiellement nuageux;

- classe III : nergie journalire moyenne avec ciel fortement perturb;- classe IV : faible nergie journalire avec ciel trs nuageux.

classe III

classe II

classe I

classe IV

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Figure 1.5 Exemples de journes mtorologiques de classes I, II, III et IV.

Ainsi, la mthode dveloppe a conduit aux rsultats recherchs savoir distinguer clairement

quatre classes de journe laide de quatre paramtres adimensionnels et de les distinguer

pratiquement sans quivoque de manire automatise selon la position reprsentative de la journe

sur le premier plan principal.

1.3 DEVELOPPEMENT DE CORRELATIONS DU RAYONNEMENT SOLAIRE.[6.7.1.29 ; 6.7.1.8]

11..33..11 DDtteerrmmiinnaattiioonn ddeess ccoommppoossaanntteess dduu rraayyoonnnneemmeenntt ssoollaaiirree ppaarrttiirr ddeess dduurreess

ddiinnssoollaattiioonn..

Les stations de mesure du rayonnement sont encore relativement rares dans certaines rgions de

la plante, en particulier pour le rayonnement direct. Il est donc gnralement ncessaire davoir

recours une mthode de calcul pour obtenir les diffrentes composantes du rayonnement partirdes donnes disponibles. Parmi ces donnes disponibles, on trouve trs souvent la dure

densoleillement qui a t mesure par des hliographes en de plus nombreuses stations et depuis de

plus longues priodes que ne lont t les irradiations elles-mmes. Ainsi, nous avons tabli des

corrlations sur notre site permettant dobtenir dune part les moyennes mensuelles et dautre part

les donnes journalires des irradiations solaires directes normales et globales horizontales partir

des dures dinsolation [6.7.1.29].

La dure densoleillement tait initialement dfinie comme la dure pendant laquelle le disque

solaire tait rest visible ; par la suite, des instruments de mesure, appels hliographes, ont t mis

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au point et la dure densoleillement a correspondu la dure pendant laquelle ces instruments

dtectaient la prsence densoleillement, cest--dire quand lclairement solaire direct dpassait un

seuil de 120 W.m-2(Iqbal, 1983 ; Perrin de Brichambaut et Vauge, 1982).

Les rsultats des rgressions linaires calcules pour les moyennes mensuelles des irradiations

solaires journalires directes et globales sont prsents sur la Figure 1.6 0H et M,bH sont

respectivement la moyenne mensuelle de lirradiation solaire journalire globale extra-

atmosphrique (Iqbal, 1983) et directe par ciel clair (Louche et al., 1987). Une bonne adquation a

t constate entre donnes relles et donnes simules. De plus, une comparaison avec dautres

corrlations (Hay, 1979 ; Rietveld, 1978 ; Glover et McCulloch, 1958, Collares-Pereira et Rabl,

1979) de la littrature, a montr que la prcision obtenue tait du mme ordre de grandeur.

Figure 1.6 Moyenne mensuelle :M,bb

HH et 0HH en fonction de 0SS .

De manire analogue, nous avons tabli des corrlations de type polynomial du second degr

pour les donnes journalires de ces mmes irradiations et dont les rsultats sont prsents sur la

Figure 1.7.

Figure 1.7 Donnes journalires :M,bb

HH et 0HH en fonction de 0SS .

On constate que nos corrlations sont moins performantes pour le rayonnement direct car cette

composante est nettement plus sensible aux fluctuations des paramtres mtorologiques.

( )0991,0006,0, SSMbHHb += ( )0206,0546,00 SSHH +=

CC :0,972

EQM : 0.036

CC :0,953

EQM : 0.029

( ) ( ) 161,0959,0451,0 02

00 ++= SSSSHH

CC :0,956

EQM : 0.100

CC :0,963

EQM : 0,047

( ) ( )02

0, 690,0387,0 SSSSHH Mbb +=

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11..33..22 DDtteerrmmiinnaattiioonnddeess iirrrraaddiiaattiioonnss ssoollaaiirreesshhoorraaiirreessgglloobbaalleess ssuurrddeessppllaannss iinncclliinnss

ppaarrttiirrddeessiirrrraaddiiaattiioonnssssoollaaiirreessjjoouurrnnaalliirreessgglloobbaalleesshhoorriizzoonnttaalleess..

Les valeurs moyennes mensuelles des irradiations journalires s'avrent insuffisantes mme

pour un pr-dimensionnement ou une tude de productivit de systmes nergtiques : en effet,

elles ne permettent pas d'avoir une vision assez prcise des diffrents phnomnes nergtiques quiinterviennent au sein du systme de production. Dans la plupart des cas, il faut avoir recours au

moins aux moyennes mensuelles d'irradiations solaires horaires qui permettront d'introduire

partiellement les effets de variations dues la fois la position du soleil, du site et du capteur. De

plus, les capteurs solaires sont trs rarement positionns lhorizontale, do la ncessit de

connatre les donnes densoleillement sur des surfaces inclines. La non-linarit du modle

d'irradiation solaire globale incline par rapport aux irradiations globale horizontale et directe

normale (prsence de fonctions de type trigonomtrique) ne permet pas de dterminer directementles moyennes mensuelles de l'irradiation horaire globale incline partir de celles de l'irradiation

solaire journalire globale horizontale. C'est pourquoi nous procdons en trois ou quatre tapes

comme lillustre la Figure 1.8. [6.7.1.8 ; 6.7.2.14].

Prcisons que la nouvelle corrlation dont il est question sur ce synoptique est une corrlation

que nous avons tablie partir de cinq ans de donnes exprimentales mesures toutes les minutes

par notre station mtorologique. Nous ne prsenterons que les rsultats finaux cest--dire ceux

obtenus aprs combinaison des diffrentes tapes (Figures 1.9 et 1.10) et pour une inclinaison des

capteurs de 30 par rapport lhorizontal. Les paramtres statistiques permettant de juger de la

prcision de nos mthodes (Iqbal, 1983), savoir lerreur moyenne relative (EMR) et lerreur

quadratique moyenne relative (EQMR), sont prsents dans le Tableau 1.1 pour trois inclinaisons

diffrentes de capteurs.

Mthodeen 3 tapes

Mthodeen 4 tapes

Inclinaison EMR EQMR EMR EQMR

30 1,9% 8,9% 0,6% 9,9%

45 1,6% 11,0% 0,6% 11,0%

60 1,3% 12,0% 1,6% 8,1%

Tableau 1.1 Valeurs des tests statistiques pour les deux mthodes.

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Figure 1.8 Synoptique des deux mthodologies.

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300

450

600

750

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0 150 300 450 600 750 900

Iintgr partir de donnes exprimentales (Wh/m)

Ie

stimparl'algorithme3tapes(

Wh/m)

Inclinaison = 30

Droite d'galit

Figure 1.9 Comparaison des donnes estimes partir de lalgorithme en 3 tapes et des donnes exprimentales

pour une inclinaison de 30.

Donne dentreMoyenne mensuelle de lirradiation

journalire globale horizontale H

Moyenne mensuelle delirradiation horaire

globale horizontale I

Collares

Pereira &

Rabl [19]

Moyenne mensuelle delirradiation horaire

diffuse horizontale dI

Nouvelle

corrlation

Collares

Pereira &

Rabl [19]

Moyenne mensuelle delirradiation horaire

globale horizontale I

Moyenne mensuelle delirradiation journalire

diffuse horizontale dH

Erbs [22]

Moyenne mensuelle delirradiation horaire

diffuse horizontale dI

Liu&Jordan [23]

Liu&Jordan [20]

Klein [21]

Donne de sortieMoyenne mensuelle de lirradiation horaire

globale sur un plan inclin I

3 ta es 4 ta es

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Iintgr partir de donnes exprimentales (Wh/m)

Ie

stimparl'algorithme

4tapes(Wh/m)

Inclinaison = 30

Droite d'galit

Figure 1.10 Comparaison des donnes estimes partir de lalgorithme en 4 tapes et des donnes exprimentales

pour une inclinaison de 30.

La prcision des deux mthodes est satisfaisante et du mme ordre de grandeur, il resterait

maintenant confirmer leur adquation sur dautres sites travers le monde. Bien videmment ces

mthodes ncessitent des donnes mesures au sol, et nous avons particip au dveloppement dune

autre mthode base sur des images satellitaires.

1.4 UTILISATION DE DONNEES SATELLITAIRES METEOSAT. [6.7.1.24 ; 6.7.2.33]

11..44..11 DDtteerrmmiinnaattiioonnddeess iirrrraaddiiaattiioonnss jjoouurrnnaalliirreess ssoollaaiirreess gglloobbaalleesshhoorriizzoonnttaalleessppaarrttiirr

ddeessiimmaaggeessssaatteelllliitteess..

Ces tudes ont t ralises suite une collaboration avec le Professeur Claude Delormede

lUniversit dAvignon dans le cadre de la thse de Marc Muselli. De nombreux travaux (Hay,

1984) ont montr une variabilit spatiale importante de lirradiation solaire en particulier dans des

rgions o le relief est important et perturb comme cest le cas dans notre rgion. Pour rendre

compte de cette importante variabilit spatiale, Luther (1992) propose dutiliser la notion de

corrlogramme spatial qui reprsente le coefficient de corrlation en fonction de la distance entre

paires de stations mtorologiques. Nous avons ralis cette tude sur la Corse en utilisant un rseau

de 5 stations mtorologiques, une appartenant au rseau Mto-France (Ajaccio) et quatre autres

utilises lors dune campagne de mesures du laboratoire (Afa, Borgo, Corscia et Pigna). La

localisation de ces stations est prsente sur la Figure 1.11.

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Altitude0-500 m

500-1500 m

1500-2000 m

> 2000 m

Afa

Pigna

Borgo

Ajaccio

Corscia

Figure 1.11 Positionnement des stations mtorologiques.

Pour chaque site i et chaque heure h, on dtermine lindice de clart horaireh,i,T

M comme le

rapport de lirradiation horaire globale sur lirradiation horaire hors-atmosphre (Iqbal, 1983 ;

Klein, 1977 ; Liu et Jordan, 1960 ; Orgill et Hollands, 1977 ; Spencer, 1982) ; on calcule ensuite

lcart entre deux heures successives 1= h,i,Th,i,Th,i MMD , et le coefficient de corrlation

jk,iTR entre deux sites i et k pour un jour donn jT est obtenu par :

( )=

==

=

=

=

=18

6

218

6

2

18

6

h

hkh,k

h

hih,i

kh,k

h

hih,i

jk,i

DDDD

DDDD

TR (1.1)

Le coefficient de corrlation moyen calcul sur la priode de Janvier Dcembre 1994 est

prsent sur la Figure 1.12 en fonction de la distance entre les stations. On constate lexistence de

trois zones :

- une zone de forte corrlation pour une distance infrieure 7 km (R > 0,5) ;

- une zone de corrlation moyenne entre 7 et 30 km (0,1 < R < 0,5) ;

- aucune corrlation au-dessus de 30 km (/R/ < 0,1).

Ainsi, on peut considrer quil ny a plus aucune relation dun point de vue de lirradiation

solaire entre deux sites distants de plus de 10 km comme cela a t confirm par Luther (1992) pour

une rgion proche de Saarbrcken en Allemagne ; Zelenka et al. (1992) quant eux stipulent quau

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dessus de 40 - 50 km, les donnes satellitaires sont prfrables aux donnes pyranomtriques sur

des zones o le relief est moins important quen Corse (Suisse, Allemagne, Sude, Etats-Unis), ces

valeurs ont t galement confirmes par Perez et al. (1994).

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Distance entre les stations de mesures (km)

Coefficientdecorrlation

Figure 1.12 Corrlogramme spatial.

Etant donne que lextrapolation de donnes dirradiations solaires des lieux o aucune

station mtorologique nest disponible est difficile partir de mesures au sol en particulier dans

notre rgion, lutilisation de donnes satellites semble alors tre une alternative sduisante pour

lestimation du potentiel solaire.

Le satellite europen METEOSAT met des images toutes les demi-heures (depuis 1977) dans

trois canaux : visible (0,1-1,1 m), IR (10,5-12,5 m) et vapeur deau (5,7-7,1 m). De cinq neuf

images analogiques WEFAX (weather Facsimile) sont reues chaque jour selon la dure du jour.

Elles sont envoyes par lAgence Spatiale Europenne Darmstadt. Plusieurs travaux prconisent

lutilisation de ces images pour lestimation du potentiel solaire (Schukze et Heidt, 1996 ; Chaabane

et al., 1996 ; Pereira et al., 1996 ; Sakellariou, 1995 ; Raficul et Exell, 1996). Le format de ces

images est de 800 x 800 pixels dans le canal visible ; chaque pixel reprsente dans le canal visible

un carr de 2,5 x 2,5 km la verticale du satellite ; sous nos latitudes, il reprsente environ 25 km.

Pour tudier la zone qui nous intresse, limage est rduite 16 x 49 pixels. Nous prsentons sur la

Figure 1.13 un exemple dune telle image.

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Figure 1.13 Image Mtosat du bassin Mditerranen.

Plusieurs procdures de dtermination des donnes densoleillement partir de donnes

satellitaires sont couramment appliques : des mthodes utilisant des rgressions statistiques ou desmthodes plus compltes dcrivant les transferts et les changes de radiations la traverse de

latmosphre. Une bonne synthse de ces diffrents modles est prsente par Noia et al

(1993a ;1993b).

Le modle que nous avons choisi dutiliser est un modle statistique dvelopp par Claude

Delorme de lUniversit dAvignon (Ben Djemma et Delorme, 1992a ; Delorme et al. 1992 ; Ben

Djemma et Delorme ; 1992b). Pour appliquer cette mthode, seules quatre images par jour dans lecanal visible sont utilises car il sagit de rduire au maximum le temps de calcul afin de pouvoir

utiliser un matriel informatique classique peu coteux.

Notre but est destimer lirradiation solaire horaire globale horizontale ( )h,j,y,xI

correspondant une brillance ( )h,j,y,xBi (valeur numrique allant de 0 255) pour chaque pixel

situ en (x,y) de limage du jour j lheure h. Pour ce faire, on utilise une normalisation par rapport

une rfrence dirradiation par ciel clair avec un indice de temps instantan ( )t,y,xK et un indice

de temps journalier ( )t,y,xKJ

dfinis par :

( ) ( )

( )t,y,xI

t,y,xIt,y,xK

c

= et ( ) ( )

( )t,y,xH

t,y,xHt,y,xK

cJ = (1.2)

o ( )t,y,xIC et ( )t,y,xHC sont respectivement les irradiations horaire et journalire par ciel clair

calcules partir du modle CSM (Nolay, 1987) bas sur lutilisation du facteur de trouble de

Linke. Ce coefficient de trouble correspond au nombre datmosphres pures et sches ncessairespour provoquer le mme affaiblissement du rayonnement solaire que latmosphre trouble tudie

(Perrin de Brichambaut et Vauge, 1982).

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On tablit ainsi deux images de rfrence correspondant pour chaque pixel deux brillances

( )t,y,xBc et ( )t,y,xB0 i.e. la brillance par ciel clair et par ciel nuageux opaque :

( ) ( ) ( ) ( )y,xRt,y,xTt,y,xIBt,y,xB CCCac = (1.3)

( ) ( ) ( ) ( )y,xRt,y,xTt,y,xIBNt,y,xBOCCaO

= (1.4)

o aB est une constante reprsentative de la brillance des pixels due une atmosphre pure

(= 12) ; N est un facteur dtalonnage du dtecteur (= 0,554) ; ( )t,y,xTC est le coefficient de

transmission direct entre le sol et le satellite ; ( )y,xRC est le coefficient de rflexion du sol pour le

pixel (x,y) ; ( )y,xRO est une constante dfinissant la rflexion minimum pour un ciel nuageux

opaque.

La brillance de chaque pixel est donc compare ces deux rfrences et un indice instantan

( )h,j,y,xKi est calcul par :

( )( )

( )

=

=

=

, lalgorithme est ritr partir de ltape 3.

A titre dexemple, nous prsentons le rsultat dune simulation partir dirradiations

journalires mesures au sol (Figure 1.20), puis estimes partir dimages satellitaires et du modle

dcrit en premire partie de ce paragraphe (Figure 1.21).

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

1 17 33 49 65 81 97 113 129 145 161 177 193 209 225 241 257 273 289 305

Temps

Irradiationshorairesglobaleshorizontales

(Wh/m)

Rel

Simul

.

Figure 1.20 Donnes relles et simules dirradiations horaires globales horizontales (12/99) sur la base de donnes

mesures pyranomtriques.

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100

150

200

250

300

350

400

450

500

1 33 65 97 129 161 193 225 257 289 321 353 385 417 449

Temps

Irradiationshoraires

globaleshorizontales

(Wh/m)

donnes rellesdonnes simules

Figure 1.21. Donnes relles et simules dirradiations horaires globales horizontales (01/93) sur la base de donnes

satellites.

Les deux tapes ultrieures savoir le calcul des irradiations horaires globales horizontales parla mthode de Hay et Davies (1980) puis des irradiations horaires globales sur des plans inclins ont

t ajoutes cette mthode de dtermination de I. Nous prsentons sur la Figure 1.22 la validation

de la mthode en comparant les donnes mesures aux donnes estimes partir de cette 2 me

mthodologie et nous prsentons dans le Tableau 1.4 les valeurs des coefficients statistiques

obtenus pour une inclinaison de 30.

0

200

400

600

800

1000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Irradiation horaire globale mesure sur un plan inclin 30(Wh/m)

Irradiationhoraireglobalesurunplaninclin30

estimepartirdelasecondemthodologie(W

h/m)

Figure 1.22 Validation de la 2

memthodologie.

Inclinaison EMWh.m-2

EQMWh.m-2

CC

30 -9,97 29,8 0,993

Tableau 1.4 Coefficients statistiques pour la 2memthodologie complte.

On constate que cette 2memthodologie est dune bien meilleure prcision que la premire par

comparaison des Tableaux 1.3 et 1.4.

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La finalit de ce chapitre est de disposer des donnes dentre de notre simulateur de

comportement du systme photovoltaque cest--dire davoir en notre possession des donnes

horaires de lirradiation solaire globale sur des plans inclins. Ainsi, il est possible de dterminer

ces donnes partir des images satellites en regroupant les mthodologies dcrites successivement

dans les paragraphes 1.4.1 et 1.4.2. Ne disposant pas des donnes exprimentales dirradiationhoraire incline sur la mme priode que nos images satellites, nous avons compar les valeurs

horaires calcules partir des images satellites avec celles calcules partir des irradiations

journalires horizontales auxquels nous avons appliqu la seconde mthodologie. Nous obtenons

ainsi la Figure 1.23 et les rsultats prsents dans le Tableau 1.5 (sur la base de 2 mois de donnes).

0

100

200

3