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Installation d'un nouveau radar profileur de vent sur la station "Météorologie d'urgence"

MétéoSuisse-Blog | 02 juillet 2024
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Dans le cadre du projet EMER-Met-Lifecycle de MétéoSuisse, les radars profileurs de vent et les radiomètres à micro-ondes des trois stations EMER-Met de Payerne, Granges et Schaffhouse, vieux de 15 ans, seront remplacés par de nouveaux appareils afin de les mettre à jour sur le plan technique. Nous vous emmenons faire un tour à travers les méandres techniques incontournables d’un tel renouvellement sur le site de Granges.

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Encore deux millimètres vers la droite, oui exactement, et maintenant encore un tout petit peu en direction de la plate-forme, oui encore un petit peu, et maintenant en bas. C'est parfait ! Et voilà que la nouvelle cabine de mesure du site EMER-Met de Granges se trouve déjà à sa place. Cette scène décrit certes un moment clé du projet EMER-Met-Lifecycle à Granges, mais elle n'est qu'une petite étape sur la voie du remplacement du profileur de vent radar et de sa cabine de mesure, âgés de 15 ans, sur le site de l'aéroport de Granges dans le canton de Soleure.

MétéoSuisse exploite le système d'analyse et de prévision des vents "EMER-Met" pour les accidents nucléaires en Suisse et dans les pays limitrophes. Le système "EMER-Met", qui signifie "Emergency Meteorology" ou en français "météorologie d'urgence", a été créé en 2008 et mis en service en 2009 dans le cadre d'une collaboration entre MétéoSuisse, l'Office fédéral de la protection de la population (OFPP) et l'Inspection fédérale de la sécurité nucléaire (IFSN). Avec les trois stations de télédétection du Plateau suisse - Payerne, Granges et Schaffhouse - le réseau de mesure couvre les quatre sites des centrales nucléaires suisses. Le réseau de mesure "EMER-Met" fournit des bases importantes pour la protection d'urgence de la Suisse.

A quoi ressemble une telle station de "météorologie d'urgence" ? Chaque station de mesure est équipée de trois appareils de télédétection : un radiomètre à micro-ondes, un lidar de vent Doppler et un radar profileur de vent. Ces appareils permettent de mesurer en continu respectivement la température, l'humidité et le vent entre le sol et environ 5000 m au-dessus du niveau de la mer. Ces mesures sont très importantes, car la structure verticale de l'atmosphère et les vents d'altitude déterminent la propagation des polluants.

Initialiser le modèle de prévision météorologique

Les données de télédétection mesurées sont utilisées pour initialiser le modèle de prévision météorologique : vent, température et humidité sont recalés dans le modèle pour correspondre au mieux aux observations du temps présent. L'état initial ainsi que les prévisions sont ainsi améliorés de manière significative.

En cas d'accident nucléaire, chimique ou biologique, le modèle de propagation combine les caractéristiques de l'événement (type et quantité de polluant et heure, durée et lieu de la fuite) avec les données de vent du modèle de prévision météorologique. Il est ainsi possible de prévoir la propagation dans l'espace et dans le temps. Les données sont transmises aux autorités compétentes, où elles jouent un rôle important dans la gestion de crise.

Les stations de mesure sont renouvelées

Les profileurs de vent et les radiomètres à micro-ondes des trois stations EMER-Met de Payerne, Granges et Schaffhouse, aujourd'hui âgés de 15 ans, seront progressivement remplacés par des appareils à la pointe de la technologie. Au printemps 2023, c'était au tour du site de Granges, où le radiomètre à micro-ondes avait déjà été remplacé, et où il restait encore à remplacer le profileur de vent et la cabine de mesure correspondante.

Ce remplacement avait déjà commencé en 2022, lorsque la nouvelle cabine de mesure avait été livrée à Payerne selon les spécifications de MétéoSuisse, pour être ensuite équipée sur place de l'installation électrique. Ensuite, quelques mois plus tard, le test de réception en usine du nouveau profileur de vent a été effectué dans les locaux du fabricant Degreane Horizon à Cuers (département du Var en France). Au cours de ce test de deux jours, le profileur de vent a été mis en service et a fait l'objet de tests approfondis afin de vérifier qu'il répondait bien aux exigences de MétéoSuisse.

Des exigences élevées pour les appareils de mesure

Les exigences en matière de disponibilité des données des appareils de mesure installés sur la station EMER-Met sont de 96%, déterminées sur une période de 90 jours. Cela correspond à une durée maximale d'indisponibilité de 3,6 jours pendant trois mois. Afin de s'assurer que la disponibilité des données reste garantie pendant l'échange, un profileur de vent mobile a été mis en place en ce printemps 2023 (Figure 1). Cet appareil a été installé avec succès et exploité pendant deux semaines afin de s'assurer que tout fonctionne comme prévu. Le démontage de l'ancienne cabine de mesure a ensuite pu commencer. Il fallait tenir compte du fait que le radiomètre à micro-ondes était alimenté en tension par la cabine de mesure et que son ordinateur de mesure se trouvait également dans la cabine.

Après avoir retiré toute l'électronique de la cabine et l'avoir mise hors tension (Figure 2), le grand jour est arrivé où l'ancienne cabine de mesure a été remplacée par la nouvelle. Une entreprise de transport a chargé la nouvelle cabine à Payerne et l'a transportée à Granges, où l'ancienne cabine a d'abord été retirée, puis la nouvelle a été placée avec précision sur les fondations de la colonne (Figure 3).

Les anciennes antennes radar ont ensuite été démontées et expédiées à Payerne. Les nouveaux modules d'antennes ont été transportés directement du fabricant à Granges, amenés du semi-remorque jusqu'au profileur de vent au moyen d'un chariot élévateur (Figure 4), puis placés sur la fondation.

Suite à l'installation réussie de la nouvelle cabine de mesure, celle-ci a pu être équipée d’un rack électronique et raccordée au réseau électrique. L'ordinateur de mesure du radiomètre, posé provisoirement, et le modem pour la transmission des données ont également retrouvé leur place dans la nouvelle cabine. Pour assurer une pose propre des câbles haute fréquence qui mènent de chacun des cinq éléments d'antenne à la nouvelle cabine de mesure, un conduit métallique a en outre été installé entre les fondations du Windprofiler et la cabine de mesure.

Le nouveau profileur de vent peut-il répondre aux exigences les plus strictes ?

Avec l'aménagement et le raccordement de la cabine de mesure et l'installation des cinq nouveaux modules d'antenne, tous les travaux préparatoires étaient maintenant terminés pour pouvoir s'attaquer au test d'acceptation du site (Site Acceptance Test, SAT) dans la semaine du 26 au 30 juin. Lors de ce test, l'électronique est installée et raccordée en présence du fabricant, les câbles haute fréquence sont posés, les modules d'antenne sont alignés et le nouveau profileur de vent radar est ensuite mis en service. Pendant le test du nouveau profileur de vent, le profileur de vent mobile a dû être éteint, car les deux appareils fonctionnent à la même fréquence de 1290 MHz, ce qui aurait pu entraîner des interférences.

Après une mise en service réussie, les vitesses et les directions du vent déterminées par le nouveau profileur de vent ont été comparées pendant 48 heures avec les mesures du Lidar de vent Doppler se trouvant sur la même station, afin de s'assurer que les exigences en matière de précision de mesure étaient remplies. Une fois que les exigences relatives à la disponibilité des données du nouvel appareil ont été vérifiées et satisfaites, le nouveau profileur de vent a pu être officiellement intégré au réseau de mesure opérationnel de MétéoSuisse. L'appareil a été testé pendant plusieurs semaines avant que le profileur de vent mobile ne soit démonté et ramené à Payerne en août 2023.

L'important effort de coordination et d'installation en a valu la peine ! Malgré la situation complexe liée au remplacement nécessaire de la cabine de mesure, une disponibilité des données de 97,9% a pu être garantie pendant toute la phase de renouvellement.

Entre-temps, le nouveau radiomètre a également été installé à Schaffhouse. Le remplacement du profileur de vent devrait également avoir lieu cette année.

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