Stage - Validation des modèles de réanalyse atmosphérique par données SCADA éoliennes

Descrizione del lavoro:

Titre du poste

Stage - Validation des modèles de réanalyse atmosphérique par données SCADA éoliennes : vents extrêmes et modèles prédictifs avancés

Localisation

Rouen / Paris La Défense, France

Collaorations scientifiques éventuelles

École Polytechnique (LMD), ISAE-SUPAERO et France Énergies Marines

Description du marché et contexte du poste

La caractérisation précise des conditions de vent est essentielle pour le dimensionnement des éoliennes et l'évaluation de leurs charges structurelles, notamment en conditions extrêmes.
Les modèles de réanalyse atmosphérique, tels qu'ERA5, fournissent des données historiques de vent à l'échelle mondiale, mais leur précision reste incertaine, particulièrement pour les événements extrêmes.
Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE), filiale de Siemens Energy, dispose de données SCADA issues de milliers d'éoliennes onshore et offshore réparties sur les cinq continents.
Dans la continuité de premiers travaux de recherche, ce stage vise à généraliser la validation des modèles de réanalyse à partir des données SCADA, à développer de nouvelles approches probabilistes pour les vents extrêmes et à explorer des modèles prédictifs innovants.
Des collaborations scientifiques pourront être envisagées avec l'École Polytechnique (LMD), l'ISAE-SUPAERO et France Énergies Marines.

Objectifs du stage

* Validation des réanalyses
* Généraliser une première méthodologie de comparaison SCADA/réanalyses à différents parcs éoliens onshore et offshore.
* Quantifier les biais, les incertitudes et les dépendances géographiques et saisonnières.
* Statistiques des vents extrêmes
* Évaluer la représentation des événements extrêmes dans les réanalyses.
* Développer de nouvelles approches probabilistes, notamment non stationnaires, en complément des méthodes classiques GEV/POT.
* Modèles prédictifs avancés
* Explorer des méthodes statistiques et d'apprentissage automatique.
* Corriger les réanalyses, améliorer les prédictions locales et estimer les probabilités d'événements extrêmes.
* Validation et généralisation
* Évaluer la robustesse des nouvelles approches sur différents sites, conditions atmosphériques et périodes temporelles.
* Applications industrielles
* Étudier les implications pour le dimensionnement des éoliennes, les simulations de charges et l'évaluation des risques liés aux vents extrêmes.

Profil recherché
* Étudiant(e) en Master 2 ou dernière année d'école d'ingénieur.
* Formation en mathématiques appliquées, mécanique des fluides, physique atmosphérique, statistiques ou science des données.
* Solides connaissances en probabilités, statistiques et analyse de séries temporelles.
* Très bonne maîtrise de Python ; MATLAB apprécié.
* Intérêt pour les statistiques des extrêmes, l'apprentissage automatique et la météorologie.
* Rigueur scientifique, autonomie et capacité d'analyse.
* Encadrement et environnement de travail

Le stage sera réalisé au sein des équipes R&D de Siemens Gamesa, avec la possibilité d'interactions scientifiques avec l'École Polytechnique, l'ISAE-SUPAERO et France Énergies Marines.

Le ou la stagiaire bénéficiera d'un accès à une base de données SCADA internationale et contribuera au développement de méthodologies scientifiques innovantes, avec des applications industrielles directes.

Langues de travail

Français et anglais

ENGLISH VERSION
Job Title

Internship - Validation of Atmospheric Reanalysis Models Using Wind Turbine SCADA Data: Extreme Wind Statistics and Advanced Predictive Modeling

Location

Rouen / Paris La Défense, France

Potential Scientific Collaborations

École Polytechnique (LMD), ISAE-SUPAERO and France Énergies Marines

Market Overview and Job Context

* Accurate characterization of wind conditions is essential for wind turbine design and structural load assessment, particularly under extreme atmospheric conditions.
* Atmospheric reanalysis datasets, such as ERA5, provide historical wind estimates on a global scale. However, their accuracy remains uncertain, especially for extreme wind events.
* Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE), a Siemens Energy business, has access to SCADA measurements from thousands of onshore and offshore wind turbines across five continents.
* Building upon previous research, this internship aims to generalize the validation of atmospheric reanalysis models using SCADA measurements, develop new probabilistic approaches for extreme wind characterization, and explore innovative predictive models.
* Potential scientific collaborations may involve École Polytechnique (LMD), ISAE-SUPAERO, and France Énergies Marines.

Internship Objectives
* Reanalysis Validation
* Extend an initial SCADA/reanalysis comparison methodology to multiple onshore and offshore wind farms.
* Quantify biases, uncertainties, and geographical and seasonal dependencies.
* Extreme Wind Statistics
* Assess the representation of extreme wind events in reanalysis datasets.
* Develop new probabilistic approaches, including non-stationary models, beyond conventional GEV/POT methods.
* Advanced Predictive Modeling
* Investigate statistical and machine-learning methods.
* Correct reanalysis biases, improve local wind predictions, and estimate extreme event probabilities.
* Validation and Generalization
* Evaluate the robustness and transferability of the proposed approaches across different sites, atmospheric conditions, and time periods.
* Industrial Applications
* Investigate implications for wind turbine design, structural load simulations, and extreme wind risk assessment.

Candidate Profile
* Final-year Master's student or engineering school student (M2 or equivalent).
* Background in applied mathematics, fluid mechanics, atmospheric physics, statistics, or data science.
* Strong knowledge of probability theory, statistics, and time-series analysis.
* Proficiency in Python; MATLAB knowledge appreciated.
* Interest in extreme value statistics, machine learning, and meteorology.
* Scientific curiosity, analytical skills, and ability to work independently.

Supervision & Research Environment

The internship will be conducted within Siemens Gamesa's R&D teams, with potential scientific interactions with École Polytechnique, ISAE-SUPAERO, and France Énergies Marines.
The candidate will have access to an extensive international wind turbine SCADA database and contribute to innovative scientific methodologies with direct industrial applications.

Working Languages

French and English