Éolien flottant
jeudi 1er décembre 2016, par
Au-delà d’une profondeur de 50 m les éoliennes posées ont des fondations économiquement prohibitives. L’on se tourne alors vers des structures flottantes. Celles-ci peuvent être installées loin des côtes et tirer profit de vitesses de vent plus fortes et plus constantes. S’éloigner des côtes présente d’autres avantages : impact visuel plus faible, une moindre gêne pour la plaisance et la pêche côtière et élargissement des surfaces disponibles.
La filière en est encore au stade des prototypes (Norvège, Portugal, Japon). La France dont le plateau continental descend rapidement à plus de 50 m en Méditerranée et en Atlantique se lance dans le développement de cette filière.
Les performances économiques des éoliennes flottantes dépendront d’options techniques encore à l’étude. Le Carbon Trust a recensé 30 concepts différents portant aussi bien sur le flotteur que sur les éoliennes. Celles-ci pourront atteindre des puissances de 10 voire 15 MW unitaire.
Le défi principal est le flotteur ainsi que l’amarrage et l’ancrage. L’éolienne norvégienne Hywind en mer depuis 2009 est plantée sur une longue et lourde quille-crayon : un flotteur de type SPAR en forme de crayon long et lourd. IFP EN mise sur le flotteur du type TLP de SBM offshore : une structure triangulaire légère reliant 3 gros bidons d’acier avec un ancrage original quasi vertical (cf. projet de la « zone de Faraman » ci-dessous). EOLFI avec son partenaire DCNS a développé un imposant tripode acier inversé semi-submersible très stable (cf. projet de la « zone de Groix »). Le projet Eole Med de Quadran se démarque avec sa piscine flottante en béton promu par Ideol (cf. projet de la « zone de Gruissan »).
Le câble électrique sous-marin vers la terre (en 33 KV ou 66 KV de 15 à 20 km de long pour les fermes pilotes), posé ou ensouillé, représente un coût important. Il y a une partie dynamique entre deux eaux pour le raccordement à chaque unité.
La plupart des turbines en développement sont à axe horizontal avec 3 pales ; les machines de 8 MW ont leurs nacelles, pesant 500 t, perchées à 120 m au-dessus de la mer. Leurs tours pèsent 700 t et leur rotor fait 180 m de diamètre. Les turbines (rotors et nacelles) doivent être conçues pour accepter le roulis et le tangage du flotteur. Des concepts d’éoliennes à axe vertical sont également développés.
Le Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer a lancé des appels à projets de fermes pilotes de 3 à 5 machines d’au moins 6 MW.
Quatre projets ont été sélectionnés.
Zone de Gruissan en Méditerranée :
4 éoliennes Senvion de 6,12 MW chacune à 15 km de la côte,
entreprises : Quadran, Ideol et Bouygues,
flotteur en béton,
un démonstrateur est en cours de construction à St Nazaire et sera mis à l’eau sur le site d’essai SEM-REV de Centrale Nantes au Croisic.
Zone de Leucate en Méditerranée :
4 éoliennes GE de 6 MW chacune à 11/20 km de la côte,
entreprises : Engie, Eiffage, EDPR et CDC,
flotteur en acier Windfloat de Principal Power, expérimenté au Portugal.
Zone de Groix en Atlantique :
4 éoliennes GE de 6 MW chacune à 13/14 km de la côte,
entreprises : EOLFI, CGN Europe, DCNS et Vinci,
adaptation de l’éolienne Haliade d’Alstom expérimentée à terre au Carnet (44),
flotteur en acier.
Zone de Faraman au large de Fos-sur-Mer en Méditerranée :
3 éoliennes Siemens de 8 MW chacune à 11/20 km,
entreprises : EDF Energies Nouvelles,
flotteurs SBM/IFP EN en acier.
Solution à axe vertical
Le projet Vertiwind de Nénuphar à axe vertical n’a pas été retenu pour un déploiement industriel car considéré insuffisamment avancé. Un prototype est en cours d’expérimentation à Fos-sur-Mer.
Le rendement est théoriquement plus faible qu’un axe horizontal. Les 2 éoliennes, sur une même structure flottante, tournent en sens inverse et créent un phénomène de venturi. Il n’y a pas de problème d’orientation.
Retrouvez également cet article dans le Flash n°52.