La technologie LiDAR redessine la carte du parc éolien de Diamond Vista dans l’allée des tornades et permet d’économiser 1 million de dollars
Située sur le territoire du peuple indigène Kansa, la région de Salina, au Kansas, est l’une des plus grandes régions productrices de blé des États-Unis. Revendiquée à l’origine par la France comme faisant partie de la Louisiane, elle a été acquise par les États-Unis lors de l’achat de la Louisiane en 1803.
Ce n’est toutefois pas l’histoire de Salina qui la distingue, mais plutôt le fait que l’une des caractéristiques de la région est qu’elle est fréquemment balayée par des vents violents, ce qui la rend idéale pour l’implantation d’un parc éolien.
(Si la simple évocation du Kansas vous fait penser à des tornades écrasant des voitures, nous comprenons, car Salina se trouve également en plein milieu de la fameuse Tornado Alley, l’équivalent américain du Triangle des Bermudes, mais c’est une autre histoire).
C’est là qu’intervient RES Americas, un entrepreneur en ingénierie, approvisionnement et construction (EPC), avec un contrat de sous-traitance pour la création du parc éolien de Diamond Vista, dont le coût est estimé à 400 millions de dollars américains. En 2018, RES prévoyait d’installer 95 éoliennes, chacune dotée d’un rotor de 125 mètres de large. Le parc éolien devait produire 1 300 gigawatts d’énergie éolienne.
Il n’y a eu qu’un seul problème majeur au cours du processus de construction, qui s’est avéré être l’absence de relevés de terrain très précis, un contretemps qui a entraîné des retards coûteux pour l’équipement. C’est là que le Surveyor LiDAR de YellowScan est intervenu pour sauver la situation. Exploité par Juniper Unmanned, une société basée à Golden (Colorado), le Surveyor monté sur drone a permis d’établir une nouvelle cartographie de plus de 8 800 hectares en seulement trois jours de collecte, contrairement aux méthodes d’arpentage traditionnelles qui auraient entraîné des retards pouvant aller jusqu’à six semaines. Grâce à la qualité de la surface de terrain numérique capturée par le YellowScan Surveyor, RES a économisé environ un million de dollars en coûts de terrassement supplémentaires.
Modèle numérique de terrain (MNT) pour la terre nue
Les détails à l’épreuve des faits
Juniper Unmanned possède et exploite un YellowScan Surveyor et trois YellowScan Vx-20. Brian Soliday, Chief Revenue Officer chez Juniper, explique qu’avec un relevé traditionnel, on peut obtenir un point de données tous les 15 mètres, mais qu’avec le LiDAR, « nous avons pu fournir entre 40 et 45 points par mètre carré, soit des données incroyablement précises pour [our client] ». Le délai d’exécution rapide a permis de reprendre presque immédiatement les travaux de terrassement sur les plateformes d’éoliennes.
D’après l’expérience de Soliday, la plupart des clients de Juniper souhaitent que l’orthophotocartographie à haute résolution de la photogrammétrie soit combinée à l’imagerie LiDAR dérivée des nuages de points, une solution incluse dans l’équipement et le logiciel YellowScan. « Nous utilisons cette approche pour les promoteurs immobiliers lorsqu’ils doivent procéder à des travaux de terrassement. Nous déterminons où ces objets sont enfouis sous terre », explique M. Soliday.
L’essentiel
Le parc éolien de Diamond Vista n’a pas été construit du jour au lendemain. RES et le maître d’œuvre ont d’abord dû obtenir l’approbation de la ville et de la communauté, puis négocier des contrats d’accès avec quelque 200 propriétaires fonciers qui contrôlaient une superficie totale de 19 000 hectares.
Lorsque la construction de Diamond Vista a commencé, un peloton d’engins de terrassement était prêt à intervenir, pour un coût de 5 000 à 7 000 dollars par jour. Mais lorsqu’ils ont commencé à découper les plateformes et les routes d’accès, ils se sont rapidement rendu compte que le modèle numérique de terrain (MNT) était très éloigné de la réalité. Ils prévoyaient un délai de quatre à six semaines si l’on utilisait les méthodes d’enquête traditionnelles. La solution LiDAR YellowScan de Juniper est venue à la rescousse en 72 heures.
Avec le Surveyor, ils ont pu collecter en trois jours des données sur 88 kilomètres carrés. Des missions de vol préprogrammées ont permis de capturer des bandes de 76 mètres de LiDAR. « Pour chacun d’entre eux, nous avons pris la ligne centrale de la route et nous avons effectué un décalage défini sur cette ligne, en montant et en descendant à chaque fois, afin de nous assurer que nous avions une très bonne couverture », explique M. Soliday. « Certaines zones étaient recouvertes d’une végétation dense, d’autres étaient dégagées. Malgré le vent, ils ont pu faire voler leurs drones avec le Surveyor dans des vents allant jusqu’à 32 kilomètres par heure. La logistique des vols était délicate car ces vols étaient [often] et se déroulaient au milieu des champs des agriculteurs. Avec le Surveyor, tant qu’il y a une station de base dans un rayon de trois miles, il est possible de collecter des données avec une grande précision ».
Transmettre les données sur le terrain
Une fois que les opérateurs ont téléchargé les données cartographiques YellowScan, Juniper a réussi à produire les résultats en seulement trois jours de traitement. Ainsi, alors qu’une enquête traditionnelle prend jusqu’à 42 jours, Juniper a été en mesure de rassembler les données en seulement neuf jours et de les modifier. En fin de compte, RES a demandé des MNS et des modèles numériques de terrain au format .xml, ainsi que des courbes de niveau de 1 pied, des rapports sur les déblais et remblais pour chaque parcelle/route et des fichiers de contrôle des machines par GPS.
« Tout ce qu’ils voulaient, c’était des fichiers de contrôle GPS sur une clé USB qu’ils pourraient remettre à un conducteur et qui contrôleraient la lame des engins de terrassement », explique M. Soliday.
Modèle de contrôle de la machine
Accueillir le vent
Aujourd’hui, le parc éolien de Diamond Vista s’étend sur une superficie de 55 000 acres dans les comtés de Marion et de Dickinson, au Kansas. Il est équipé de 95 éoliennes Acciona Nordex 125-3,15 MW. Diamond Vista devrait répondre aux besoins en électricité de 105 647 ménages, tout en évitant l’émission de 900 000 tonnes de CO2 par an.
Voici une fin heureuse : une partie du parc éolien de Diamond Vista a été acquise par l’entreprise manufacturière mondiale Kohler, fournissant 100 % de l’électricité annuelle nécessaire pour alimenter les activités de Kohler aux États-Unis et au Canada et réduisant ses émissions mondiales de gaz à effet de serre de plus de 25 %.
NB : L’auteur Jordan Robert
