Le but de la présente recherche est le développement d'un instrument de mesure du vent adapté aux conditions climatiques froides et à la présence de glace en milieux nordiques.

Dans le cadre de ce projet, plusieurs prototypes adaptés aux climats nordiques ont été conçus, développés, mis en service et testés sous des conditions contrôlées et sur des sites réels d'exploitation éolienne. La thèse qui suit présente la méthodologie utilisée ainsi que les travaux qui ont été réalisés lors du développement de cet anémomètre anti-glace chauffant.

Les prototypes développés dans le cadre de ce projet sont des anémomètres à coupoles dont certains éléments sont chauffés. Les endroits critiques où la formation de glace affecte la mesure de la vitesse du vent ont été identifiés à l'aide d'essais expérimentaux. Les différents aspects de la mesure et du contrôle de l'instrument ont été étudiés et ont conduit à un prototype optimisé (prototype de 4eme génération).

Le dernier prototype présenté dans cette thèse inclut l'intégration d'un microprocesseur permettant la mesure de différentes quantités. Les données recueillies en temps réel permettent de faire un contrôle sans précédent du chauffage, une compensation dynamique du signal de vitesse du vent pour diminuer la survitesse (« overspeeding ») et permettent de fournir une indication sur la présence et l'intensité des conditions propices à la formation de glace.

Cette thèse démontre la nécessité d'utiliser des instruments chauffants développés adéquatement par des essais expérimentaux et une étude théorique de leur fonctionnement.

The objective of this research is to develop a wind measuring device adapted for cold climates and icing environments.

Within the scope of this project, several prototypes adapted for northern climates were designed, manufactured, commissioned and tested under controlled conditions and on real wind energy harvesting sites. The following thesis presents the methodology used and the work done during the development of this ice-free heated anemometer.

The prototypes developed during this project are cup anemometers where heated elements were integrated. The critical locations where ice formation affects the wind measurements were identified during experimental tests. The different aspects related to the measurement and the control of the heating of the instrument were studied and led to an optimized prototype (4th generation prototype).

The last prototype presented in this thesis integrates a microprocessor allowing the measurement of several quantities. The data gathered can be used in real time to control, in an unprecedented approach, the heating of the instrument, to dynamically compensate the wind speed measurements in order to reduce the overspeeding and to generate a signal indicative of the presence and intensity of conditions leading to ice formation.

This thesis demonstrates the necessity to use heated instruments specially and adequately designed through experimental results and an in depth study of their behavior.