Questions et réponses

Cette page apporte des compléments aux informations déjà disponibles dans les pages Méthodologie et Aide à la navigation de ce site.

Thème 1 - Généralités

T1Q1 - Les codes de couleur sont-ils les mêmes pour toutes les tuiles ?

Oui. On peut donc comparer les différentes tuiles.

T1Q2 - A quelle période correspondent les statistiques présentées par l'Atlas canadien d'énergie éolienne?

La définition des simulations numériques ayant permis de produire l'Atlas canadien d'énergie éolienne est basée sur une classification des états atmosphériques enregistrés toutes les 6 heures pendant 43 ans, de 1958 à 2000, et analysés. On peut donc considérer que l'Atlas présente les propriétés statistiques des vents pour cette période.

T1Q3 - Puis-je utiliser l'Atlas pour évaluer le potentiel éolien d'un site particulier ?

L'objectif de l'Atlas est de proposer une vue d'ensemble des ressources éoliennes du Canada et de mettre en évidence les régions qui sont globalement les plus prometteuses. Cependant, étant donnée la résolution limitée des simulations (5 km), l'utilisation directe des données de l'Atlas pour l'évaluation d'un site paraît hasardeuse: on sait que les conditions locales (orographie, végétation) influencent fortement les vents. Mais l'Atlas pourra bien sûr servir de base aux études détaillées à plus petite échelle pour la qualification d'un site. De nombreuses sociétés privées ont une expertise pour de telles études (voir le site de l'Association canadienne de l'énergie éolienne).

Environnement Canada prépare actuellement, en collaboration avec le Conseil national de recherches Canada, la mise sur le marché d'un logiciel basé sur la technologie WEST (site nécessitant une inscription avec une adresse de courriel, disponible en anglais seulement) qui intègre le modèle à méso-échelle MC2 et le modèle à micro-échelle MsMicro. Ce logiciel permettra d'établir des cartographies de vent à l'échelle d'un site.

T1Q4 - J'ai besoin de données éoliennes mensuelles et/ou journalières. L'Atlas peut-il me les fournir ?

Non, car l'Atlas présente uniquement des valeurs moyennées, soient annuelles ou saisonnières, sur 43 années. La méthodologie employée pour produire l'Atlas permettrait de générer de telles données mais ce travail n'a pas été fait et ces données ne sont donc pas disponibles actuellement.

T1Q5 - Comment est définie la projection polaire stéréographique?

La projection polaire stéréographique est une projection azimutale. Elle peut être représentée à l'aide d'un plan qui coupe la surface de la terre. Si une source de lumière à l'intérieur du globe projette le graticule sur ce plan, on obtient comme résultat une projection cartographique plane ou azimutale.

Dans l'Atlas canadien d'énergie éolienne, le plan coupe la surface de la terre à la latitude Φ₀ de 60 degrés nord et la projection est faite par une source de lumière placée au pôle sud. Cette projection peut être considérée comme une vue de la terre au-dessus du pôle nord. Cette projection convient aux domaines situés au voisinage de la latitude 60 degrés nord. Elle est valide jusqu'au pôle nord mais elle n'est pas recommandée pour des régions proches de l'équateur car les déformations augmentent d'une manière importante dès qu'on s'en approche. Cette projection est appropriée pour le Canada.

La terre est représentée par une sphère de rayon Rt.

Un point situé à la surface de la terre à la longitude Λ et latitude Φ est représenté par l'angle polaire Θ et le rayonΦ₀ sur le plan de projection. Les relations suivantes unissent les deux représentations:

• Θ = Λ     (soit angle polaire = longitude)
• rayonΦ₀ = Rt cosΦ × ( 1 + sinΦ₀ ) / ( 1 + sinΦ )

où Φ₀ exprime la latitude du plan de projection, Φ₀ = 60 degrés pour l'Atlas.

Le facteur d'échelle est le rapport de Δ(proj), la distance entre les deux points sur le plan de projection, et de Δ(terre), la distance entre les mêmes points sur la surface de la terre. On peut démontrer que le facteur d'échelle est égal à:

• facteur d'échelle = ( 1 + sinΦ₀ ) / ( 1 + sinΦ )

Avec Φ₀ = 60 degrés, on a:

à Φ = 60 degrés, facteur d'échelle = 1, Δ(proj) = Δ(terre)
à Φ = 45 degrés, facteur d'échelle = 1.136, Δ(proj) = 1.136 × Δ(terre)
à Φ = 75 degrés, facteur d'échelle = 0.949, Δ(proj) = 0.949 × Δ(terre)

Dans MapInfo, le plan de projection se trouve au pôle nord à Φ₀ = 90 degrés. Le point sur la surface de la terre avec les coordonnées (Λ, Φ) y est repéré par (Θ,rayon90):

• Θ = Λ
• rayon90 = Rt cosΦ × ( 1 + sin90 ) / ( 1 + sinΦ ).

Pour obtenir les coordonnées (Θ,rayon60) de ce même point sur le plan de projection situé à 60 degrés, il faut appliquer au rayon90 le facteur d'étirement défini comme suit :

• facteur d'étirement = rayon60 / rayon90= ( 1 + sin60 ) / ( 1 + sin90 ) = 0.933013

Dans MapInfo, le facteur d'étirement est appelé facteur d'échelle (scale factor).

Références:

Unesco Training Module on GIS
RPN.COMM (site nécessitant une inscription avec une adresse de courriel, disponible en anglais seulement)

T1Q6 - Quelle est la superficie couverte par une tuile ?

Nos simulations sont faites à la résolution de 5 km et chaque tuile comprend 174 x 174 points de grille, donc la dimension de la tuile est de 870 km. Seule la partie centrale de la tuile (106 x 106 points) est affichée sur notre site web, puisque la zone du recouvrement avec les tuiles voisines a été enlevée. Par conséquent, chaque image sur le site web couvre une superficie de 530 km x 530 km (106 x 5 = 530). (Voir également question T4Q1.)

Ceci est la superficie mesurée sur le plan de projection (situé à 60 degrés nord) et non pas par rapport à la sphère. Pour obtenir de vraies distances sur la sphère il faut prendre en considération le facteur d'échelle.

Le facteur d'échelle dépend de la latitude Φ et est défini comme suit:

facteur d'échelle = Distance sur la carte / Distance sur la sphère = ( 1 + sin60 ) / ( 1 + sinΦ )

La résolution constante de 5 km sur le plan de projection devient variable si exprimée par rapport à la sphère. Elle dépend de la latitude. Voici quelques exemples:

lat = 60 degrés	facteur d'échelle = 1.	résolution sur la sphère = 5 km
lat = 40 degrés	facteur d'échelle = 1.136	résolution sur la sphère = 5.68 km
lat = 75 degrés	facteur d'échelle = 0.949	résolution sur la sphère = 4.75 km

Si vous voulez connaître de vraies distances, il est recommandé de télécharger les fichiers MID/MIF respectifs et d'utiliser le logiciel SIG de votre choix.

Thème 2 - Roses des vents et histogrammes de distribution

T2Q1 - Peut-on comparer les roses des vents en différents points ?

Oui. La même échelle est utilisée pour toutes les roses de vent tant que les fréquences ne dépassent pas 0.3. Sinon, une échelle spécifique est adoptée et un message avertit du changement d'échelle.

T2Q2 - Que contient la première colonne des fichiers des histogrammes ?

La première colonne indique le numéro de la classe de vitesse et non pas la vitesse elle-même. Les classes de vitesse sont: classe 0 - vitesse entre 0 et 0.2 m/s, classe 1 - vitesse entre 0.2 et 1 m/s, classe 2 - vitesse entre 1 et 2 m/s, classe 3 - vitesse entre 2 et 3 m/s, ..., classe 26 - vitesse de 25 m/s et plus.

Thème 3 - Formule de turbine

T3Q1 - À quoi sert la formule de turbine ?

Cette formule simple donne une estimation de la puissance qui serait fournie par une éolienne installée au lieu sélectionné, en fonction de la vitesse moyenne du vent tirée de l'Atlas et des caractéristiques de la turbine entrées par l'utilisateur.

T3Q2 - Que signifient les trois données sur l'éolienne à fournir en entrée du calcul de la formule de turbine ?

Ces trois paramètres caractérisent la courbe de puissance idéalisée d'une turbine.

Puissance de sortie maximale: ou puissance nominale de la turbine, puissance de sortie constante maintenue pour des vitesses de vents supérieures à la vitesse de puissance nominale.

Vitesse de coupure inférieure: ou vitesse de démarrage, vitesse de vent à laquelle la turbine est mise en route.

Vitesse de puissance nominale: vitesse de vent à laquelle la puissance de sortie maximale est atteinte.

Bien que la vitesse de coupure supérieure (vitesse de vent à laquelle la turbine est arrêtée) doive exister pour raison de sécurité, celle-ci n'a que peu d'influence sur l'estimation de la puissance de sortie de la turbine et n'est pas incluse dans les calculs.

T3Q3 - A quoi servent les paramètres de Weibull ?

La distribution de Weibull est une distribution théorique fréquence = f(vitesse) qui est une bonne approximation de la plupart des histogrammes des vitesses de vent. Elle comporte deux paramètres: le paramètre de forme et le paramètre d'échelle.

C'est cette distribution approchée qui est utilisée dans la formule de turbine au lieu de l'histogramme complet, ce qui simplifie grandement le calcul de la puissance produite par la turbine.

T3Q4 - Qu'est-ce que le facteur d'utilisation obtenu comme résultat de la formule de turbine ?

Le facteur d'utilisation est le rapport entre la puissance de sortie évaluée par la formule et la puissance de sortie maximale de la turbine.

Thème 4 - Fichiers MID/MIF et RPN

T4Q1 - Pourquoi les tuiles contenues dans les fichiers MID/MIF ou RPN sont-elles plus grandes que celles présentées sur le site web? Les tuiles ont une zone de recouvrement, est-ce normal?

Les tuiles ont un recouvrement de 40%. Pour présenter les tuiles sur le site, nous les avons coupées au milieu des zones de recouvrement en enlevant 20% des points (34 points) sur chacun des 4 côtés. Mais les fichiers MID/MIF et RPN contiennent les tuiles au complet (174x174 points) et on observera donc les zones de recouvrement en visualisant des tuiles voisines.

Note importante: 13 points sur le pourtour de chaque tuile contiennent des valeurs requises par la méthode de calcul mais qui ne doivent pas être utilisées dans l'analyse. Il est même recommandé de laisser de côté quelques points supplémentaires pour s'assurer que les données utilisées ne sont pas trop affectées par les conditions aux limites.

T4Q2 - Quelles sont les variables disponibles dans les fichiers MID/MIF et RPN?

Les différentes variables issues du traitement statistique des simulations sont définies à la page: Variables calculées par le programme de traitement statistique

Le format RPN est un format binaire propriétaire. Le format d'échange Mapinfo (Mapinfo Interchange Format) est un format ASCII simple supporté par la plupart des logiciels d'information géographique. Les fichiers MID/MIF ont été obtenus par traitement des fichiers RPN.

Les fichiers MID sont des fichiers colonnes qui contiennent sept variables, les deux premières (E1 et EU) étant des résultats du traitement statistique, les cinq autres étant reliées aux variables d'entrée:

• E1 (W/m2), la puissance éolienne moyenne,
• EU (m/s), la vitesse moyenne du vent,
• ME (m), la topographie,
• MG, le masque terre/eau (1=terre, 0=eau),
• 2B (m), la longueur de rugosité,
• LA, la latitude,
• LO, la longitude donnée entre 0 et 360°

Les fichiers MIF contiennent les meta-données correspondant aux fichiers MID. La section Data des fichiers MIF définit la grille. La section Header inclut la clause Coordsys qui décrit la projection utilisée et l'approximation mathématique de la forme et de l'orientation de la terre.

Les fichiers RPN sont plus complets. Ils contiennent l'ensemble des résultats du traitement statistique. En appliquant l'outil fst2bin à un fichier RPN, on obtient un fichier binaire par variable, soit 447 fichiers:

Nom générique (Voir les définitions)	Contenu	Nombre de fichiers
E1-A-12011-000-000-00000000-CAN___50		1
E2-A-12011-000-000-00000000-CAN___50		1
EC-A-000#-000-000-00000000-CAN___50	#=1-8 classes de puissance éolienne. classe 1= 0 < puissance < 200 classe 2= 0 < puissance < 300 classe 3= 0 < puissance < 400 ...	8
EH-A-000#-000-000-00000000-CAN___50	#=1-8 classes de puissance éolienne. classe 1= 0 < puissance < 200 classe 2= 200 < puissance < 300 ...	8
EN-A-12011-000-000-00000000-CAN___50		1
ER-A-0###-000-000-00000000-CAN___50	###=000-360 secteur de direction de vent	13
ERN-A-0###-000-000-00000000-CAN___50	###=000-360 secteur de direction de vent	13
EU-A-12011-000-050-00000000-CAN___50		1
EU2-A-12011-000-000-00000000-CAN___50		1
UH-A-00##-000-000-00000000-CAN___50	##=00-26 classes de vitesse	27
UHR-A-0###-0&&-001-00000000-CAN___50	###=000-360 secteur de direction de vent &&=00-26 classes de vitesse	351 (27x13)
UR-A-0###-000-000-00000000-CAN___50	###=000-360 secteur de direction de vent	13
UU-A-12011-000-000-00000000-CAN___50		1
VV-A-12011-000-000-00000000-CAN___50		1
>>-X-00##-0&&-&&0##-00000000-POS_X	## i de la tuile, && j de la tuile Positions X des points de la grille de simulation 174x174	1
>>-X-00##-0&&-&&0##-00000000-POS_Y	## i de la tuile, && j de la tuile Positions Y des points de la grille de simulation 174x174	1
ME-P-0000-009-000-10198000-CAN1D090C10M	Topographie	1
>>-X-00##-0&&-&&0**-00000000-POS_X	## i de la tuile, && j de la tuile, ** i+1 Positions X des points de la grille 168x168 des données géophysiques	1
>>-X-00##-0&&-&&0**-00000000-POS_Y	## i de la tuile, && j de la tuile, ** i+1 Positions Y des points de la grille 168x168 des données géophysiques	1
2B-P-0000-000-000-10198000-CAN1D090C10M	Rugosité - Définie sur la grille 168x168 des données géophysiques	1
MG-P-0000-000-000-10198000-CAN1D090C10M	Masque terre/eau - Défini sur la grille 168x168 des données géophysiques	1

Remarques:

• Dans le fichier RPN, les champs géophysiques d'entrée (2B et MG) sont définis sur une grille différente (la grille 168x168 des données géophysiques qui est un sous-ensemble de la grille de simulation). Lors de la génération des fichiers MID/MIF, ces variables ont été projetées sur la grille de simulation 174 x 174.
• Latitude/Longitude ne sont pas disponibles dans les fichiers RPN. Elles ont été calculées à partir des positions (X,Y) pour être placées dans les fichiers MID.
• Pour toutes les classifications par secteurs de direction de vent, les classes utiles sont 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 310. Le secteur 360 contient en fait un cumul des différents secteurs.

T4Q3 - Les données des fichiers MID/MIF et RPN sont-elles les mêmes?

Oui. En fait, les fichiers MID sont produits à partir des fichiers RPN. Cependant:

• Les fichiers RPN contiennent davantage d'informations et sont donc beaucoup plus volumineux (voir T4Q3),
• les coordonnées (lat,long) sont disponibles dans les fichiers MID alors que les fichiers RPN ne présentent que les coordonnées (x,y),
• la rugosité et le masque terre/eau ne sont pas définis sur la même grille que les autres variables dans les fichiers RPN.

T4Q4 - Que signifie la clause Coordsys qui figure en entête des fichiers MIF?

La clause Coordsys
CoordSys Earth Projection 20, 999, 12, 0, 0, 0, 7, -100.0000 , 90, 0.9330127, 0, 0
décrit la projection utilisée et l'approximation mathématique de la forme et de l'orientation de la terre. Les paramètres sont:

Projection 20	Projection stéréographique
999	datum "personnalisé" avec décalages uniquement (pas de rotation, pas de correction d'échelle)
12	référence de l'ellipsoïde, indique une sphère
0, 0, 0	décalages en X,Y,Z de l'ellipsoïde
7	unité = mètre
-100.0000	longitude de l'origine (# 100° O)
90	latitude de l'origine (# 90° N)
0.9330127	facteur d'échelle (ajusté pour avoir une échelle vraie à 60° N)
0	abscisse fictive
0	ordonnée fictive

T4Q5 - Comment importer les fichiers téléchargés MID/MIF dans MapInfo ?

La procédure d'importation n'est pas directe, même si le format MID/MIF est un format d'échange de MapInfo. Nous suggérons de suivre la procédure décrite ci-dessous, sinon les erreurs de positionnement peuvent atteindre jusqu'à 10 km quand les données d'Atlas seront supperposées avec d'autres données définies sur un datum non-sphérique (NAD83, WGS84, NAD27 ...).

1. Importer le fichier MIF to TAB

• Table > Import, fichiers du type MapInfo (.mif), choisir le fichier téléchargé .mif
• Un nouveau fichier du type table est créé

2. Projeter sur un système des coordonnées longitude/latitude, sans datum

• File > Open et choisir fichier table créé
• File > Save Copy As
• Cliquer sur le bouton Projection dans la fenêtre Save Copy of Table As
• Dans Choose Projection, choisir Category = Longitude / Latitude, Category Members = Longitude / Latitude
• Sauvegarder le résultat dans un nouveau fichier .tab

Ce choix correspond au système des coordonnées longitude/latitude sans datum (qui n'est pas attaché à un datum quelconque) de MapInfo. Le fichier final .tab peut être projeté sur un autre système des coordonées et superposé avec d'autres données.

T4Q6 - Comment importer les fichiers téléchargés MID/MIF dans ArcGIS ?

Dans ArcCatalog de ArcGIS 9, il y a une boîte à outils qui offre un choix de conversions à partir d'un format externe. En particulier, on peut convertir le fichier MIF à un format du type Shape.

Les versions plus anciennes du logiciel ESRI peuvent être munies du convertisseur MIF2Shape sous forme d'un script séparé.

1. Importer le fichier MIF to Shape

• Utiliser le convertisseur de MIF à Shape disponible dans le menu des outils de conversion de ArcCatalog
• La conversion produit 3 fichiers: ***.dbf, ***.shp et ***.shx où *** représente le nom choisi par l'usager

(restriction: ni le chemin ni le nom du fichier ne peuvent inclure de caractères comme "-" ).

2. Définir le fichier de projection

Il faut définir le système du repérage géographique pour les données importées afin de pouvoir utiliser le fichier Shape qu'on vient de générer dans ArcGIS. La clause CoordSys, incluse dans le fichier MIF, n'est pas utilisée par ArcGIS et cette information doit être fournie séparement dans un fichier ***.prj qui porte le même nom que les fichiers **.dbf, ***.shp et ***.shx

Le fichier .prj contient une ligne et il est similaire à la clause CoordSys du fichier MIF. Pour les données de l'Atlas canadien d'énergie éolienne, ce fichier contient entre autres les informations suivantes:

"Sphere",6371000.0	Le datum est une sphère de rayon 6371000.0 m
"Stereographic"	La projection stéréographique
"Central_Meridian",-100.0	Le méridien central est situé à 100 degrés ouest
"Latitude_Of_Origin",90.0	Le plan initial de projection est un plan polaire nord situé à 90 degrés
"Scale_Factor",0.9330127	Ce facteur reprojette les données du plan polaire nord au plan final de projection situé à 60 degrés nord.

Le fichier .prj pour l'Atlas est disponible ici.