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May 06, 2024

L’avenir difficile des parcs éoliens flottants

Illustration d'un parc éolien offshore flottant avec l'aimable autorisation de Damen par John Konrad (gCaptain) Loin au large, dans l'étendue illimitée de l'océan, où le vent conduit le ballet rythmé des vagues et

Illustration d'un parc éolien offshore flottant avec l'aimable autorisation de Damen

par John Konrad (gCaptain) Au large, dans l'étendue illimitée de l'océan, où le vent conduit le ballet rythmé des vagues et où l'horizon s'étend vers l'infini, une nouvelle lignée de titans est en train de se concevoir. Il ne s'agit pas des léviathans mythiques des anciens contes de marins, mais des pionniers d'un avenir durable : les éoliennes flottantes. Les ingénieurs imaginent qu’il s’agit de structures imposantes, atteignant des centaines de mètres dans le ciel, perchées au sommet de plates-formes flottantes colossales, ancrées dans les profonds abîmes de la mer, jusqu’aux fonds marins à des milliers de pieds en dessous. Conçus pour résister aux conditions marines les plus difficiles, ces flotteurs promettent de fournir une énergie inébranlable et sans émission. Cependant, la construction d’une telle stabilité présente des défis importants, notamment la mobilisation d’une vaste main-d’œuvre, l’approvisionnement en matériaux substantiels et le déploiement d’une immense quantité d’acier. Cela nécessitera une ambition plus grande que les tours elles-mêmes.

Aujourd’hui, la grande majorité des éoliennes offshore sont construites sur des fondations solidement ancrées dans le fond marin. Ces turbines fixées au fond se dressent comme des sentinelles dans l'océan, exploitant la puissance du vent. Cette approche a été privilégiée en raison de sa stabilité et de sa relative facilité d’installation dans des eaux peu profondes à moyennement profondes, ainsi que des distances relativement courtes des lignes de transport jusqu’au rivage. Cependant, à mesure que l’on s’éloigne du rivage, dans des eaux plus profondes où les vents sont plus forts et plus constants, les limites des turbines fixées au fond deviennent évidentes. Le coût et la complexité de l'installation de fondations fixes augmentent considérablement avec la profondeur de l'eau, ce qui les rend moins réalisables pour les emplacements en eaux profondes. C’est là qu’interviennent les parcs éoliens flottants.

Les flotteurs peuvent être situés dans des zones à fort potentiel de vent, dans des milliers de pieds d'eau (à titre de comparaison, Perdido, en espagnol pour perdu, est la plate-forme pétrolière flottante la plus profonde au monde et est capable de s'ancrer dans 8 000 pieds d'eau), réduisant ainsi l'impact visuel. et les conflits potentiels avec d'autres utilisations marines. Les experts estiment que ces léviathans marins flottants représentent l’avenir de l’énergie éolienne offshore, promettant une nouvelle ère de production d’électricité durable capable d’exploiter les vastes ressources éoliennes des océans profonds.

Les projets pilotes Hywind Scotland et Kincardine, pionniers dans cette nouvelle frontière, commandent chacun une armée de cinq flotteurs. Leur puissance combinée ? Un impressionnant 80 MW. Mais ceci n’est qu’un chapitre d’introduction. Imaginez un parc éolien offshore flottant de 1 GW, alimenté par les plus grandes turbines de 15 MW disponibles dans le commerce. Pour réaliser une telle entreprise, il nous faudrait une armada de pas moins de 67 de ces fondations gargantuesques, ou un plus petit nombre de flotteurs massifs devraient supporter des turbines beaucoup plus grandes.

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L’industrie est engagée dans une course contre la montre, innovant et expérimentant diverses conceptions de flotteurs. Certains optent pour le béton plutôt que pour l’acier, comme en témoigne le projet Hywind Tampen. Cependant, l’avenir semble favoriser l’acier, la majorité des parcs éoliens offshore flottants des années à venir devant être basés sur l’acier. On estime que les besoins en acier pour chaque flotteur sont deux fois supérieurs à ceux des fondations monopieux des parcs éoliens fixés au fond. Cela implique que la gestion des dépenses en capital d'un projet éolien flottant nécessitera des capacités de fabrication importantes et rentables, probablement situées loin des sites d'installation en Europe ou aux États-Unis.

Pourquoi cette demande insatiable d’acier ? La réponse réside dans le domaine de la physique.

Imaginez ces turbines comme des géants imposants, leurs têtes perçant le ciel, leurs corps plongeant dans les profondeurs de la mer. Ils se dressent haut, comme un bras de levier, le vent exerçant sa force en hauteur, au niveau de l'arbre de l'éolienne. Ce scénario n’est pas sans rappeler un enfant sur une balançoire, appuyant de toutes ses forces sur une extrémité. La turbine, comme la bascule, subit un couple, une force de rotation qui menace de la renverser.