Parc éolien en mer.

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Parc éolien en mer.

D’ici à 2030 plusieurs parcs éoliens vont voir le jour aux larges des côtes françaises de la manche et de l’atlantique.

Une éolienne offshore, c’est à dire installée en mer, permet de convertir la force du vent en électricité. Le terme anglais « offshore » signifie littéralement « hors côtes », par opposition aux éoliennes terrestres ou « onshore ». Les éoliennes offshore fonctionnent selon le même principe que les modèles terrestres traditionnels : elles utilisent l’énergie cinétique du vent pour la transformer en électricité. Lorsqu’une éolienne produit de l’électricité, on peut également la qualifier d’aérogénérateur.

Le Parc éolien marin.

Le vent fait tourner des pales, généralement trois. Celles-ci entrainent un générateur qui transforme l’énergie mécanique créée en énergie électrique, suivant le principe d’une dynamo.La différence principale entre un modèle marin et terrestre d’éolienne tient à la nature des fondations, qui lui permettent d’être fixée dans le sol ou ancrée au fond de la mer. Les éoliennes offshore doivent également être très robustes afin de résister aux conditions marines difficiles.

Les éoliennes offshore sont le plus souvent rassemblées dans un « parc éolien » ou « ferme éolienne » comportant généralement entre 20 et 50 éoliennes de 2 à 5 MW. Les parcs offshore traditionnels ne sont généralement pas installés dans des zones où la profondeur dépasse 40 mètres.

D’ici à 2015, les parcs pourraient rassembler de 50 à 100 éoliennes pour une puissance unitaire de 5 à 10 MW et une puissance installée totale de 500 MW. Certaines installations « farshore » c’est-à-dire au large (plus de 30 kilomètres des côtes), dotées de bases flottantes, sont aujourd’hui en phase de conception.

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images des ports
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images des ports
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images des ports

 

 

 

 

 

 

Avec le parc de Middelgrunden, le Danemark inaugure en 2001 le plus grand parc éolien offshore de l’époque et une nouvelle génération d’éoliennes : 20 éoliennes de 2 MW, distantes de 180 m et disposées en un arc de cercle de 3,4 km de long.
Ces éoliennes sont spécialement conçues pour résister à la corrosion. Les éoliennes possèdent également des capteurs spécifiques pour un contrôle accru. La nacelle et la tour sont équipées de systèmes de contrôle et de régulation de l’humidité et de la température pour éviter tout risque de corrosion interne. La nacelle est équipée de deux grues hydrauliques permettant la manutention d’outils et de pièces de rechange en tout point de l’éolienne.

L’évolution des installations éoliennes offshore

Si les premiers prototypes d’éoliennes offshore étaient de simples copies des éoliennes terrestres, les machines se sont peu à peu adaptées à la mer.

Evolution de la taille des éoliennes

Evolution de la taille des éoliennes offshore (© 2011)

Les développements technologiques actuels, et en particulier l’évolution attendue des machines en taille et en puissance, sont d’ailleurs caractéristiques des éoliennes offshore. Alors que le parc de Thorntonbank, installé en 2008 au large d’Ostende, en Belgique, utilise des turbines de 5 MW, et que le Crown Estate, au Royaume-Uni, a acquis un prototype de 7,5 MW développé par Clipper Windpower, on évoque déjà des projets d’éoliennes d’une puissance unitaire de 10 MW.
Les éoliennes offshore se différencient également de plus en plus des éoliennes terrestres par leur conception technique adaptée au milieu marin. Si elles ont le même aspect, leur conditions de fonctionnement sont différentes. Les fondations marines sont l’aspect le plus notable de leurs particularités puisqu’elles doivent être ancrées ou enfoncées dans le fond marin. Elles doivent également résister à la corrosion, aux tempêtes et aux efforts créés par les masses d’eau alentour.

a rupture technologique attendue de l’éolien flottant farshore

Jusqu’à présent, les projets éoliens offshore consistent à installer des éoliennes en eau peu ou moyennement profonde, de 5 à 40 mètres de profondeur. Au-delà il est difficile et très coûteux de planter l’éolienne dans le fond marin ou de déposer sa base.

S’affranchir de la contrainte de la profondeur d’eau est une piste intéressante, surtout dans les pays comme la France où les profondeurs dépassent rapidement les 40 m lorsque l’on s’éloigne de la côte.
Des projets d’éoliennes farshore flottantes, situées à plusieurs kilomètres des côtés à plus de 50 mètres de profondeur, offrent des perspectives intéressantes. Contrairement aux éoliennes offshore traditionnelles, leurs fondations ne sont pas enfoncées dans le fond marin, mais elles y sont seulement ancrées au moyen de câbles. C’est pourquoi leur installation est simplifiée et les besoins en matériaux grandement diminués.

Enjeux par rapport à l’énergie

Avantages et inconvénients de la technologie éolienne offshore

Un nouveau potentiel éolien

  • La technologie de l’éolien offshore a bénéficié d’une grande partie des avancées technologiques récentes de l’éolien terrestre, une des énergies renouvelables les plus matures.
  • La mer étant plane, les vents rencontrent moins d’obstacles et sont par conséquent plus soutenus, plus réguliers et moins turbulents que sur terre. A puissance égale, une éolienne offshore peut produire jusqu’à 2 fois plus d’électricité qu’une éolienne terrestre.
  • La mer offre de grands espaces libres d’obstacles, où l’implantation des machines est possible, sous réserve de concertation avec les autres usagers de la mer

Limites rencontrées pour leur exploitation

  • Pour le moment, une éolienne offshore coûte environ ou 30 à 50% plus cher qu’une éolienne terrestre.
  • Bien que les vents soient plus constants en mer que sur terre, l’énergie éolienne offshore est également intermittente.
  • L’éolienne est soumise mécaniquement non seulement aux efforts du vent sur les pales et la structure, mais aussi aux efforts créés par les courants.
  • L’installation des éoliennes en mer est plus compliquée que sur terre. Des bateaux adaptés doivent être employés. La maintenance des éoliennes est également plus compliquée et plus coûteuse qu’à terre. Si une panne survient, il peut se passer plusieurs jours avant la réparation, ce qui entraine une perte de production.
  • Le raccordement électrique nécessite l’installation de câbles sous-marins jusqu’à la côte qui peut être distante de plusieurs kilomètres. Pour les grandes distances, il faut recourir à un acheminement en courant continu et associer des convertisseurs électroniques de puissance afin d’atténuer les pertes d’électricité.