Des chercheurs du Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique (PNNL) du ministère de l'Énergie (DOE) et du cabinet de conseil en environnement H. T. Harvey &Associates ont récemment déployé une technologie au large de la côte ouest dans le cadre de l'un des premiers efforts visant à comprendre à quelle hauteur volent les oiseaux de mer et s'ils peuvent interagir avec le vent. turbines et autres infrastructures.

Ils ont publié la recherche le 24 avril dans Frontiers in Marine Energy. .

"Il s'agit d'une étape importante dans la compréhension du comportement des oiseaux marins à la hauteur des éoliennes offshore sur la côte ouest", a déclaré Shari Matzner, informaticienne au PNNL et co-auteur de l'article. Les données fournies par les scientifiques à bord des navires de recherche ont fourni des estimations de la hauteur de vol des oiseaux, en fonction de la force du vent, mais "c'est vraiment la première fois que nous disposons de données quantifiées en temps réel sur la hauteur de vol de ces oiseaux", a déclaré Matzner. P>

Suivre les oiseaux

Les scientifiques ont étudié les impacts des éoliennes en Europe et sur la côte Est, où l'industrie éolienne offshore est plus mature. Des études antérieures ont révélé des taux très faibles de collisions entre les oiseaux et les éoliennes offshore.

Mais les eaux profondes au large de la côte ouest abritent une communauté d'oiseaux marins très différente de celle de ces deux endroits, a déclaré Scott Terrill, co-auteur de l'article et principal expert aviaire chez H. T. Harvey. Là-bas, des oiseaux comme l'albatros, le puffin et les pétrels chassent pour se nourrir et dépendent des mêmes vents forts qui rendent ces eaux idéales pour produire de l'électricité.

Ces oiseaux passent une grande partie de leur vie dans les airs. Pour rester en l'air en utilisant le moins d'énergie possible, les oiseaux font du stop sur de fortes rafales de vent pour gagner de l'altitude, puis descendent selon un modèle de vol connu sous le nom de « vol dynamique ».

Les chercheurs veulent savoir si le vol dynamique – et d'autres comportements de vol – pourraient amener ces oiseaux à la hauteur des pales d'éoliennes offshore, qui s'étendraient entre 25 et 260 mètres (82 à 853 pieds) au-dessus de l'eau.

"Certains types d'oiseaux marins ont en fait besoin du vent pour voler efficacement, voire pour tout vol. Ils ont des ailes longues et étroites comme celles des planeurs. Il est important de quantifier le degré de chevauchement entre les oiseaux marins et les éoliennes offshore", a déclaré Terrill.

Au cours de l'été 2021, le DOE et le PNNL, ainsi que le Bureau of Ocean Energy Management, ont lancé une bouée équipée du ThermalTracker-3D (TT3D) du PNNL, un système de caméra stéréo qui utilise une paire de caméras thermiques pour suivre les oiseaux lorsqu'ils volent au-dessus de leur tête. .

Les chercheurs ont déjà utilisé le TT3D sur terre pour surveiller les oiseaux ainsi que les chauves-souris lorsqu'elles naviguent autour des éoliennes terrestres, mais c'est la première fois que la technologie est déployée en mer. Après le déploiement, l'équipe H. T. Harvey a évalué les données de vol des oiseaux.

S'appuyant sur une bouée à environ 40 kilomètres (25 miles) au large de la côte nord de la Californie, TT3D a surveillé le ciel pendant près de 2 000 heures au cours de l'été 2021. L'instrument a repéré plus de 1 400 oiseaux volant de jour comme de nuit.

Sur les 1 400 oiseaux suivis, 79 % d'entre eux ont volé dans les 25 premiers mètres (82 pieds) au-dessus du niveau de la mer, la majeure partie de l'activité étant concentrée dans les 10 premiers mètres (33 pieds) au-dessus du niveau de la mer, bien en dessous des pales hypothétiques de la turbine.

Parmi les oiseaux restants suivis, 21 % volaient à des hauteurs chevauchant celles des pales hypothétiques de la turbine, tandis que moins de 1 % volaient plus haut. Aucun oiseau n'a été suivi volant à plus de 316 mètres (1 036 pieds) au-dessus du niveau de la mer (la portée de détection du système est limitée à environ 400 mètres, ou 1 312 pieds).

Lorsque la durée du jour était d'environ 14 heures, la plupart des oiseaux ont été repérés pendant la journée, mais le TT3D a également suivi leur activité à l'aube, au crépuscule et pendant la nuit.

"Ces données complètent la compréhension de base du comportement des oiseaux et nous aideront à mieux comprendre comment les futures éoliennes pourraient affecter les oiseaux marins", a déclaré Matzner, qui a dirigé le développement du TT3D au PNNL.

Protéger des impacts environnementaux

Ces derniers travaux s'ajoutent à une grande partie des recherches du PNNL qui visent à minimiser l'impact des projets d'énergie renouvelable sur la faune.

Pour compléter les données du TT3D, les chercheurs du PNNL travaillent également sur un système utilisant un radar pour suivre le vol des oiseaux en mer. Même si le TT3D peut générer des détails sur les schémas de vol et fournir des données pour aider les chercheurs à identifier les espèces, il ne « voit » pas à longue distance.

Le radar, en revanche, n'offre pas de détails précis, mais sa portée de détection permettrait de suivre le comportement d'une population d'oiseaux autour de lieux destinés aux éoliennes, a déclaré Matzner.

Cette année, TT3D sera également déployé pour étudier les oiseaux sur la côte Est, dans le cadre du Wind Forecast Improvement Project, un projet dirigé par le PNNL visant à améliorer les prévisions météorologiques pour les services publics.

Les Frontières L'étude ne sera pas la dernière du genre sur la côte ouest, a déclaré Matzner. Bien que TT3D puisse repérer les oiseaux, la capacité de déterminer de quelle espèce il s'agit est encore un travail en cours.

Les chercheurs doivent également comprendre comment les oiseaux pourraient être affectés, outre le risque de collision; Certaines études montrent que les populations d'oiseaux éviteront complètement les zones abritant des parcs éoliens, par exemple.

Davantage de données seront nécessaires pour bien comprendre comment les oiseaux utilisent l'air qu'ils partageront peut-être un jour avec les éoliennes.