Architecture Technique Eolien en mer

Une déferlante d’innovations dans les fondations

Mots clés : Energie renouvelable - Fondation - Innovations

Plusieurs prototypes sont en cours d’expérimentation dans le cadre de la création de parcs éoliens offshore au large des côtes françaises.

A l’instar de leurs sœurs terrestres, les énergies marines renouvelables (EMR) ont le vent en poupe. Les responsables politiques ne jurent désormais plus que par elles, et fondent aujourd’hui de grands espoirs, en particulier sur l’éolien en mer (ou offshore), pour réaliser la nécessaire transition du modèle énergétique français. « La France a un temps d’avance sur les énergies marines renouvelables. C’est une filière industrielle d’avenir, porteuse des emplois de demain », a déclaré Ségolène Royal, ministre de l’Environnement, de l’Energie et de la Mer.

En ces temps économiques agités, l’éolien en mer représenterait donc une « bouée de sauvetage » sociale. Si une filière industrielle dédiée parvenait à émerger dans l’Hexagone – la France possède le deuxième espace maritime au monde et des milliers de kilomètres de côtes -, ce ne sont pas moins de 30 000 emplois qui seront créés à l’horizon de 2030, pour une puissance électrique installée de 15 000 MW, aux dires du Syndicat des énergies renouvelables (SER). Reste à ériger et à mettre en service des parcs éoliens le long du littoral français. Six zones d’installation pour des éoliennes posées (dont le mât est fixé ou ancré au sol marin) ont été sélectionnées sur les façades Manche et Atlantique et quatorze autres zones potentielles ont d’ores et déjà été identifiées. En outre, trois zones sont pressenties sur le littoral méditerranéen et une en Bretagne pour des éoliennes flottantes.

20 à 25 % du coût du parc.

Si les technologies des éoliennes offshore (qui ne diffèrent pas des éoliennes terrestres) sont aujourd’hui maîtrisées, il subsiste encore des questions – si ce n’est des débats – sur les fondations les mieux adaptées aux contextes marins, et notamment à la géologie des sols. « Il existe principalement trois types de fondations : le monopieu, qui représente près de 80 % des installations actuelles mondiales ; le « jacket », une tour-treillis sur trois ou quatre pieds ; et l’embase gravitaire, en acier ou en béton. Tous ont leurs avantages et leurs inconvénients, indique Frédéric Grizaud, directeur des énergies marines pour STX France.

Concevoir des fondations d’éoliennes en mer est toujours un bon sujet d’ingénierie, car il faut prendre en compte pour chaque projet les particularités de leur contexte de mise en œuvre, comme la nature et la portance du sol, les conditions maritimes – la force des vagues et du vent, la salinité de l’eau, etc. – mais aussi tous les efforts qui s’exercent du bout des pales au pied du mât… Autrement dit, une éolienne offshore est un système global. »
Pour trouver l’optimum technico-économique, la construction de prototypes est un passage obligé. Plusieurs innovations techniques sont aujourd’hui en cours de développement et d’expérimentation. L’optimisation du coût du transport – et donc de la conception – des fondations sur leur lieu d’implantation fait l’objet d’études poussées. Une nécessité lorsque l’on sait que les fondations représentent entre 20 et 25 % du coût global d’un parc éolien en mer…

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« L’éolien flottant est l’avenir de l’éolien en mer »

« Il existe une grande variété de fondations pour les éoliennes en mer, qu’elles soient posées sur le fond marin ou flottantes. Généralement, pour des profondeurs allant jusqu’à 30 m, des fondations monopieux ou gravitaires sont mises en œuvre ; entre 30 et 50 m, ce sont des « jackets » – des structures métalliques en treillis – ; et, au-delà, des plates-formes semi-submersibles ou flottantes. Ces dernières présentent plusieurs avantages. Elles affichent un rendement énergétique très important car elles sont situées là où les vents sont les plus forts et stables. Et, comme elles sont ancrées par des câbles, elles sont plus faciles à réparer, à remplacer et à démanteler. Certains câbles développés aujourd’hui sont en matériaux synthétiques, ce qui les rend moins lourds – certaines lignes d’ancrage pouvant atteindre des kilomètres – et moins vulnérables à la corrosion que les câbles métalliques. De par leur principe constructif et de fonctionnement, leur durée de vie sera probablement plus importante que celle des fondations posées. L’éolien flottant est l’avenir de l’éolien en mer. »

Lamine DIENG, directeur adjoint du laboratoire Structures métalliques et à câbles de l’Ifsttar.

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