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Construction de parcs éoliens offshore et protection des espèces

Pour favoriser la transition énergétique et la protection du climat, davantage d'éoliennes doivent être construites en mer. Pour que cela ne se fasse pas au détriment de la protection des espèces, en particulier des marsouins communs menacés, l'industrie offshore, en coopération avec les autorités responsables, s'appuie sur des mesures de protection éprouvées.

Le rotor dans le vent et la baleine en vue

Cela peut devenir assez bruyant pour certains habitants de la mer lorsqu'un parc éolien offshore est construit. Des bruits forts surviennent lorsque les fondations des éoliennes sont enfoncées dans le fond marin. Diverses méthodes ont été mises au point pour protéger les marsouins communs, les phoques communs et les phoques vivant dans la mer du Nord et la mer Baltique du bruit. Les marsouins communs en particulier sont des espèces en voie de disparition; des bruits sous-marins excessifs peuvent temporairement altérer leur audition et perturber leur communication. Un bruit durable et très fort peut également mettre la vie des animaux en danger. Pour éviter que cela ne se produise, l'industrie offshore a travaillé main dans la main avec les autorités responsables, telles que l'Agence fédérale maritime et hydrographique (BSH) et le ministère fédéral de l'environnement (BMU), pour s'assurer que cela ne se produise pas. initialement développé ensemble des mesures de protection étendues dans le cadre de projets de recherche. Mais comment fonctionne exactement l'érection des éoliennes en mer et comment les mammifères marins sont-ils protégés du bruit produit?

Attirer loin - vers des endroits plus calmes!

Lors de la construction de parcs éoliens offshore, les limites de bruit définies ne doivent pas être dépassées. L'enfoncement des tuyaux en acier d'une éolienne dans le fond marin à une distance de 750 mètres ne doit pas être plus fort que 160 décibels en moyenne et jusqu'à un maximum de 190 décibels comme valeur de crête. Le BSH le stipule depuis 2008. Pendant toute la durée des travaux de construction, le bruit sous-marin est surveillé par plusieurs hydrophones (appareils de mesure spéciaux équipés de logiciels) et des stations de son sous-marin. Les données sur le bruit sont ensuite transmises au BSH et ont récemment été publiées sur la propre plateforme de l'agence MarineEARS collectées sur le long terme. À l'avenir, la base de données devrait enregistrer tout le bruit de fond sous-marin dans la mer du Nord et la mer Baltique tout au long de l'année.

Avant le début des travaux de construction, des bruits dérangeants sont émis autour du chantier afin que les animaux restent à l'écart - les soi-disant Consternation. Dans le passé, des pingers et des « Seal Scarers » étaient utilisés à cette fin ; depuis 2017, le BSH utilise à la place Systèmes de garde de la faune avant. Ces appareils émettent des bruits plus silencieux dans la plage de fréquence plus élevée que les pingers et les effaroucheurs de phoques et sont donc plus agréables pour les marsouins communs et les phoques.

Dans le cadre de projets pilotes de la société de recherche Bio Consult, l'équipe a même réussi à suivre les activités des mammifères marins autour du chantier. surveiller en temps réel. Après la dissuasion, ce qu'on appelle des CPOD ("détecteurs de cétacés-marsouins") - des bouées qui enregistrent l'écho des marsouins dans la zone du point d'éperonnage - sont utilisés en standard. Les bouées doivent être récupérées pour évaluation, c'est pourquoi les données ne peuvent pas être transmises immédiatement. L'équipe de Bio Consult a testé des bouées dites WDS (« système de détection sans fil »). Ils transmettent leurs données par radio et permettent une surveillance en temps réel. Dès qu'un marsouin commun était reconnu à proximité du point d'empilement, des bruits d'effarouchement supplémentaires pouvaient être immédiatement émis.

Mesures de protection contre le bruit - entourez le bruit ...

Il existe divers processus techniques et mesures individuelles pour contenir le bruit sous-marin qui se produit lors de l'installation d'une éolienne. Si vous combinez certaines mesures entre elles, plus de 20 décibels peuvent parfois être avalés par battage de pieux. Cependant, il n’existe pas de solution universelle. Les mesures qui peuvent être utilisées dépendent fortement des conditions locales telles que la nature du fond marin, le courant et la profondeur de l’eau. Mais à quoi ressemblent exactement les différentes approches et où sont-elles utilisées?

Créer de petites bulles d'air sous l'eau qui avalent une partie du son - c'est actuellement la mesure de protection contre le bruit la plus courante en Allemagne. Ils sont disponibles en version simple et double ("single big bubble Curtain" - BBC ; "double big bubble Curtain" - DBBC). Dans de rares cas, un voile triple bulle est également utilisé. Un ou deux systèmes de tuyaux ou de tuyaux, qui émettent des bulles montantes, sont posés sur le fond marin à une distance relativement importante autour du point de pilonnage. Dans la variante plus petite - la soi-disant petit voile de bulle - il y a plusieurs anneaux autour de la pile et créent des bulles d'air. Si vous voulez laisser les bulles d'air monter indépendamment des courants sous-marins, un voile de bulle guidé peut être utilisé. Les bulles d'air montent le long d'une membrane ou d'un mur.

Selon l'expérience précédente, un rideau à double bulle (DBBC) peut économiser 15 à 16 décibels à des profondeurs d'eau d'environ 40 mètres. La quantité de bruit pouvant être contenue est également déterminée par des facteurs tels que la taille des buses dans les tuyaux, la quantité d'air utilisée et la distance et la longueur des tuyaux des buses.

Il y en a aussi un ici Vidéo explicative sur le voile de balle de la société Hydrotechnik Lübeck.

Le Hydro silencieux est utilisé en Allemagne en combinaison avec un grand rideau à bulles simple ou double. Le système HSD se compose d'un réseau avec des éléments en mousse de différentes tailles. Chacun de ces éléments HSD est réglé sur différentes fréquences. Cela permet d'intercepter les bruits hauts et bas à différentes profondeurs de la mer. Contrairement aux rideaux à bulles, la forme, la taille, le nombre et la disposition des bulles d'air artificielles peuvent être ajustés avec précision avec le suppresseur de bruit hydraulique.

Jusqu'à présent, ce système de protection contre le bruit a été utilisé en standard pour le battage de pieux monopile dans la mer du Nord et la mer Baltique. Cela peut économiser jusqu'à dix décibels par battage de pieux. Vattenfall a utilisé le silencieux pour la première fois lors de la construction du parc éolien offshore Sandbank en 2015 testé et utilisé avec succès.

Si des pieux de plus grande taille allant jusqu'à huit mètres de diamètre doivent être enfoncés dans le fond marin, le suppresseur de bruit hydraulique est généralement combiné avec un double rideau à bulles. Cependant, les valeurs d'épargne solides des mesures individuelles ne peuvent pas être simplement additionnées. Au lieu de cela, un peu plus de son peut simplement être absorbé au total que les mesures individuelles ne le pourraient seules.

En mer du Nord, grâce à une combinaison de mesures, les travaux de construction étaient déjà jusqu'à 18 à 19 décibels plus silencieux. Dans la mer Baltique allemande, les réductions de bruit ont varié davantage, ce qui peut être dû à d'autres propriétés des fonds marins, disent-ils Experts de l'Institut de physique technique et appliquée. Comme la mer Baltique est plus calme et a moins de courants que la mer du Nord, ils supposent qu'il est possible de réduire encore plus de bruit.

Les conduits sont particulièrement adaptés à la construction de monopiles. Avec des concepts sophistiqués, ils peuvent également être utilisés avec d'autres types de fondations. Les tuyaux sont conçus soit à double paroi, soit en variante à simple paroi avec une isolation en air, en mousse ou en un rideau à bulles qui entoure toute la longueur du pieu. L'utilisation peut être gérée de différentes manières:

Une grue tire le tuyau sur le pieu déjà abaissé au fond de la mer; le pieu est poussé dans le conduit du navire en train de monter, puis posé sur le fond marin et relevé après le battage du pieu; ou le conduit est abaissé mécaniquement au fond de la mer par le navire de construction et alors seulement la pile est abaissée. La faisabilité de ce processus a été démontrée lors de la construction du parc éolien offshore «Riffgat»: 30 fondations monopile ont été enfoncées dans le fond marin avec un tube en acier à double paroi de 30 mètres de long et 10 mètres de large avec un rideau de bulles interne. Cependant, l'utilisation est logistiquement un peu plus complexe, car une grue correspondante et une salle de stockage pour le tube de revêtement doivent être disponibles.

Mesures de réduction du bruit - moins de bruit de beaucoup ...

En plus des méthodes pour empêcher la propagation du bruit sous-marin, il existe également des moyens de ne pas générer autant de bruit en premier lieu. Des systèmes dits de réduction du bruit garantissent cela. Ce qui semble encombrant dans le jargon technique est en principe simple. Nous présentons quelques approches.

Avec cette mesure, le son n'est pas isolé, mais le niveau de la source est réduit. Ceci est possible, pour le dire avec désinvolture, en enfonçant moins fort, ce qui à son tour peut être compensé par un marteau plus gros. Selon l'expérience précédente, deux à trois décibels peuvent être économisés pour chaque réduction de moitié de la force d'entraînement des pieux. Sur la base de ces résultats, une méthode de battage de pieux dite «optimisée pour le son» a été mise en place en Allemagne ces dernières années. C'est un possible gros marteau à pieux de la dernière génération avec une épaisseur de bélier réduite de 50 à 60 pour cent. Le processus peut être facilement combiné avec une deuxième mesure d'insonorisation, comme un rideau à bulles.

Les plus grandes éoliennes ont une plus grande capacité, donc la capacité mégawatt souhaitée peut être atteinte plus rapidement avec la construction de systèmes plus grands et moins de travail de battage de pieux doit être effectué, ce qui entraîne moins de bruit global.

Une combinaison d'agitation et de battage peut raccourcir la durée du battage bruyant. Lorsque vous secouez, laissez les poids rotatifs dans le Marteau vibrant faire vibrer le pôle, le poussant dans le fond marin Le marteau vibratoire fait vibrer la pile verticalement à une fréquence d'environ 20 cœurs. Ce «bruit de vibration» dans la gamme de fréquences inférieures ne se propage plus dans les eaux peu profondes de la mer du Nord et de la mer Baltique. Cependant, des vibrations à plus haute fréquence se produisent également, qui accompagnent le niveau sonore dans l'eau lorsque le marteau vibrant est utilisé. Cette méthode nécessite encore quelques recherches pour mieux comprendre les effets sur le sol et la stabilité des fondations.

Mais cela fonctionne aussi sans éperonnage. En plus des tubes en acier classiques (monopieux), il existe également la méthode « veste à ventouse veste » avec fondations à godets aspirants. Les fondations, qui ressemblent à des seaux renversés, s'enfoncent dans le sol presque sans bruit grâce à une pression négative. Ces fondations sont utilisées dans l'industrie pétrolière et gazière depuis de nombreuses années. Orsted a été la première entreprise à adopter la technologie pour les éoliennes, et en 2014 dans le parc éolien «Borkum Riffgrund 1» Essayé pour la première fois. Pour «Borkum Riffgrund 2» 20 de ces fondations ont été utilisées. Avec le « Aberdeen Bay Offshore Project » au large de l'Écosse, Vattenfall a construit un parc entier sur ces fondations de godets d'aspiration.

Sur les traces des baleines - que disent les études?

En 2019, l'Association fédérale des exploitants de parcs éoliens offshore a annoncé commandé une étude, qui a examiné les effets du battage de pieux dans la construction de parcs éoliens en mer et les ondes sonores qui en résultent sur les marsouins communs en mer du Nord allemande. Dans l'étude dite globale des effets sonores 2, les travaux de construction de onze parcs éoliens en mer du Nord allemande ont été accompagnés. L'objectif était de savoir si les ondes sonores contribueraient à chasser les marsouins communs des eaux locales à long terme. L'étude a été réalisée par BioConsult SH, IBL Umweltplanung et l'Institut de recherche appliquée sur les écosystèmes (IFaOe).

À cette fin, les données hydro-sonores des détecteurs forestiers (C-POD) ainsi que les données des comptages de marsouins des aéronefs dans la baie allemande de 2014 à 2016 et la base de données des Étude précédente de 2009 à 2013 évalué. Les chercheurs ont constaté que l'activité des marsouins restait constante. Un déplacement et une diminution à long terme de la population n'ont pas pu être déterminés sur la base de ces données. Les résultats, cependant, indiquent des marsouins communs en mer du Nord allemande.

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