Eolien offshore en France : fonctionnement et état des lieux
Publié le 02.06.2022
En mars dernier, le gouvernement exposait sa volonté de renforcer le parc éolien offshore en France en signant le « pacte éolien en mer » avec les acteurs de la filière. Aujourd’hui, encore aucune éolienne maritime n’est active, mais 16 projets sont en cours de déploiement, dont la mise en service de plusieurs parcs d’ici à 2023. Avec ses 11 millions de kilomètres carrés de zone maritime, la France dispose du plus grand littoral européen et de la deuxième façade maritime mondiale : un espace propice au développement de projets d’éoliennes offshores. Quels sont les projets de parcs éoliens maritimes ? Dans quelles régions verrons-nous se dresser des éoliennes au large ? Comment fonctionnent-elles ? Explications par Vattenfall.
Qu’est-ce que l’éolien offshore
L’éolien en mer (ou offshore, hors côte en anglais) est une énergie renouvelable produite par la force des vents maritimes au large ou proche des côtes.
Participant à la transition énergétique, elle s’ajoute au mix énergétique actuel et doit permettre d’atteindre les 40% de production énergétique issue de sources renouvelables d’ici 2030. Selon l’association France Énergie Éolienne (FEE) l’objectif est « d’atteindre 23% d’électricité d’origine éolienne en France à l’horizon 2030 selon la répartition suivante : un minimum de 37 GW d’éolien terrestre, 10 GW d’éolien en mer ».
Les caractéristiques de l’éolien en mer
Les éoliennes maritimes, au même titre que les éoliennes terrestres, puisent leur énergie à partir du vent. Généralement plus grandes et résistantes, elles peuvent atteindre jusqu’à 180 m de hauteur contre 130m pour les hautes éoliennes terrestres.
Composition
Une éolienne est composée des éléments suivants :
- La pale. Il s’agit des extrémités de l’hélice qui permettent de capter l’énergie du vent pour faire pivoter le rotor.
- Le moyeu. Cet élément permet de fixer les pales.
- La nacelle. Cette pièce se fixe derrière le moyeu. Elle contient la génératrice, dans laquelle se produit l’électricité.
- Le rotor. Partie essentielle du fonctionnement de l’éolienne. Composé des pales et du moyeu, il constitue la partie tournante. Grâce à lui, l’énergie cinétique du vent sera transformée en énergie mécanique, transmise à la génératrice pour créer de l’électricité.
- Le mât. C’est le support de la nacelle et du rotor.
Selon le type d’éolienne, les fondations diffèrent.
Fonctionnement
Le fonctionnement des éoliennes offshore reprend le même principe que les modèles terrestres traditionnels. Concrètement, les pales vont tourner au rythme du vent et entraîner la génératrice. Celle-ci se charge de transformer l’énergie mécanique en énergie électrique comme le ferait une dynamo de vélo. Ainsi, elle peut produire de l’électricité verte.
Le raccordement électrique se fait via l’installation de câbles sous-marins jusqu’à la côte. Pour les grandes distances, il faut prévoir d’ajouter des convertisseurs électroniques pour atténuer les potentielles pertes d’énergie.
Les modèles maritimes sont généralement plus robustes que les éoliennes terrestres, afin de résister aux conditions climatiques changeantes. Leurs fondations sont également différentes puisqu’elles sont généralement ancrées dans les fonds de mer.
Pourquoi installer des éoliennes en mer et non sur terre
La force du vent en mer est supérieure. Si le vent est faible, l’éolienne peut s’arrêter. Or pour produire de l’énergie, elle doit au moins atteindre les 10 km/h. En mer, les vents étant plus réguliers et plus forts, le risque d’un arrêt prompt est fortement réduit. On estime que les éoliennes en mer ont une puissance qui peut être jusqu’à 60 % supérieure à celle des éoliennes terrestres.
En outre, cela évite une occupation des sols qui gêne parfois les riverains.
Deux types d’éoliennes offshores
On distingue deux types d’éoliennes maritimes, dont les différences résident dans les fondations :
- les éoliennes posées dans les fonds marins ;
- les éoliennes flottantes.
Technologie éolien posé
Privilégiée dans les fonds marins dont la profondeur n’excède pas les 50 m, cette méthode repose sur 3 principes de fondation, selon le type de sol (rocheux ou sableux) :
- Monopieu, la structure est constituée d’un tube en acier enfoncé dans les parties dures du sous-sol marin
- Gravitaire, la structure composée d’une large base en béton
- Jacket, la structure en treillis métallique repose sur trois ou quatre pieux
Dans chaque fondation, on trouvera un câble interéolien qui assurera la liaison vers le poste électrique en mer (le raccordement).
Technologie éolien flottant
Moins développée que la précédente, cette méthode est en plein essor.
La partie inférieure de l’éolienne est composée de flotteurs, lesquels reposent sur des ancres « géantes ». De même que pour la technologie posée, un câble interéolien fait la liaison vers le poste électrique en mer.
3 technologies de flotteurs sont utilisées pour l’éolien flottant :
- Le support semi-submersible ;
- Le support barge ;
- Le support avec ancrage à lignes tendues (TLP).
Selon celle choisie, les lignes d’ancrage sont plus ou moins tendues. On les retrouve sous la forme d’ancre marine, de corps-mort, de pieux ou d’ancre à succion. L’important étant de stabiliser l’éolienne.
Cette technique permet d’installer des éoliennes au grand large, lorsque les profondeurs atteignent jusqu’à 200 m ! De quoi agrandir considérablement le parc éolien maritime et donc la production électrique issue de cette technologie.
État des lieux en France
7 parcs éoliens offshores sont en cours de développement et plusieurs autres projets sont en réflexion également.
Des études sont menées sur tout le littoral français pour étudier la possibilité d’implanter des éoliennes offshores.
Cela dépend :
- Des conditions météorologiques (présence suffisante de vent)
- De la constitution des sols (s’ils permettent la stabilité du projet ou des fonds marins protégés, zones de pêche)
- De l’espace disponible
Quels sont les projets en développement
À l’heure actuelle, plusieurs projets ont d’ores et déjà été approuvés. En cours de construction, ils devraient voir le jour d’ici à 2030 :
- Fécamp (Seine-Maritime)
- Courseulles-sur-Mer (Calvados)
- Saint-Nazaire (Loire-Atlantique)
- Le Tréport (Seine-Maritime)
- Saint-Brieuc (Côtes-d'Armor)
- Noirmoutier (Vendée)
- Dunkerque (Nord-pas-de-Calais)
D’autres projets sont en cours d’étude, notamment au sud dans le bassin méditerranéen.
Leader de l’éolien en mer en Europe, Vattenfall exploite 12 parcs éoliens en mer dans 5 pays en Europe et a plus de 5 GW en développement. Conformément à notre ambition de contribuer à un monde libéré des énergies fossiles, le groupe cherche à se développer en France. Nous sommes d'ailleurs préqualifiés pour deux appels d’offres en France, en Normandie et en Bretagne Sud.
Eolien en mer : quelles perspectives ?
Le premier lot de parcs éoliens en mer devrait générer une puissance totale d’environ 3 900 MW.
L’ex-ministre de la Transition écologique, Barbara Pompili, a signé le 14 mars dernier le « pacte éolien en mer » avec les acteurs de la filière. Il témoigne de la volonté de l’État de modifier son mix énergétique en intégrant l’énergie provenant de l’éolien offshore.
Ce pacte définit les objectifs et les actions qui seront mises en place pour développer ce secteur :
- Viser un volume minimal d’attribution d’appels d’offres de 2 GW/an d’ici à 2025, 20 GW / an d’ici à 2035 et 40 GW / an d’ici à 2050
- Investir 40 milliards d’euros pour la réalisation de projets
- Quadrupler le nombre d’emplois dans la filière
- Développer des projets exemplaires qui feront la promotion de l’activité sur le long terme
Les ambitions autour de l’éolien offshore sont donc élevées et le potentiel est bien présent pour atteindre ces objectifs.
Cette source de production énergétique pourrait bien devenir un composant essentiel du mix énergétique français. Elle participera activement à la transition écologique et la sortie des énergies fossiles.
Sources :
