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Expansion en haute mer grâce à l'énergie éolienne flottante

Jusqu'à présent, ils sont très rares - les parcs éoliens flottants. Le type d'ancrage au sol permet de développer des eaux plus profondes. Par conséquent, la méthode est intéressante pour de nombreux pays européens.
Une éolienne flottante arrive à destination. (Source: Pouvoir Pricipal)

Qu'est-ce que la natation là-bas? À droite - une éolienne. Les fondations à corps creux avec de l'air le rendent possible. Dans le jargon technique, la technologie est appelée «énergie éolienne flottante en mer». Le principe semble simple: les éoliennes sont construites sur des fondations flottantes ancrées au fond marin. Les avantages de cette méthode par rapport aux fondations enfoncées dans le fond marin sont évidents. Les interventions en milieu marin sont beaucoup moins importantes, car l'amarrage des fondations flottantes au fond de la mer est moins bruyant et pratiquement aucune structure de bâtiment ne doit être retirée lors du démantèlement. Mais surtout, les parcs éoliens flottants permettent d'utiliser l'énergie éolienne dans des endroits avec de grandes profondeurs d'eau et ils promettent un meilleur rendement énergétique, car plus la distance de la côte est grande, plus le vent est fort et on peut s'attendre à plus d'heures à pleine charge. par an. 

Le potentiel de cette technologie est donc énorme. Environ 80 pour cent des zones marines éligibles à l'énergie éolienne en mer ont une profondeur supérieure à 60 mètres et ne sont donc pas économiques pour les éoliennes traditionnelles ancrées au sol («vent offshore fixé par le bas»). Avec leurs homologues flottants, cela devrait changer à l'avenir et davantage de zones seront développées pour l'énergie éolienne offshore. Un rapport de 2017 de l'association industrielle européenne WindEurope certifie les eaux européennes 4000 gigawatts de puissance possible de l'énergie éolienne flottante, bien plus que le potentiel combiné des États-Unis et du Japon, souligne le rapport. Qu'en est-il de la mise en œuvre pratique?

La technologie à ses balbutiements: projets pilotes

Le nombre d'éoliennes offshore flottantes dans le monde est encore faible. La portée du projet va de la turbine d'essai au parc éolien entièrement connecté, comme ce fut le cas récemment La côte portugaise est opérationnelle Projet "Windfloat Atlantic". Trois éoliennes d'une capacité de 8,5 mégawatts ont été connectées dans l'Atlantique à une profondeur de 100 mètres à un câble de 20 kilomètres qui relie le parc à la plateforme de transformateurs la plus proche. Cela fait des éoliennes flottantes au large des côtes portugaises parmi les plus grandes et les plus puissantes du genre.

À l'international, les entreprises européennes ont jusqu'à présent été en avance sur la courbe en matière de test de la technologie selon WindEurope environ les trois quarts de tous les projets pilotes «flottants» dans le monde. La société Equinor a franchi le pas décisif en 2017 et construit le premier parc éolien flottant au monde «Hywind» à 25 kilomètres à l'est de la côte écossaise avec un total de cinq turbines et une capacité de 30 mégawatts. Ideol a suivi avec la construction d'une usine pilote («Floatgen») au large de la côte atlantique française. L'Espagne, la Suède et la Norvège testent également ces éoliennes flottantes depuis deux à trois ans.

Les entreprises européennes sont les pionnières, elles gèrent aujourd'hui les trois quarts de plus de 50 projets flottants dans le monde.

WindEurope «Énergie éolienne offshore flottante - Un plan stratégique pour l'Europe» (2019)

Rien qu'au cours des deux prochaines années, six autres projets européens vont être mis en service, dont quatre dans les eaux françaises. Le plus grand potentiel se trouve au large des côtes de Grande-Bretagne, d'Irlande, de France, d'Espagne et du Portugal. Il y a de vastes étendues d'eau profondes avec des fonds marins en forte pente et les côtes sont souvent densément peuplées de villes et d'industries. Cela garantit des rendements énergétiques élevés avec des chemins de transmission courts. De la le plus grand parc éolien flottant au monde «Kincardine» est déjà en construction au large des côtes écossaises. Au total, cinq éoliennes de la classe des poids lourds de 9,5 mégawatts seront utilisées, les systèmes devraient entrer en service cette année et dépasseront les grandes roues flottantes portugaises.

Il y a encore plus d'avantages pour les exploitants d'éoliennes flottantes: leurs fondations sont moins coûteuses à installer que les tuyaux en acier ancrés dans le fond marin et ne dépendent pas tellement des conditions du sol et de la mer. Jusqu'à présent, cependant, les systèmes «flottants» sont presque deux fois plus chers que les fondations ancrées au sol, car il s'agit encore d'une technologie très récente. Cependant, à l'instar de l'énergie éolienne offshore conventionnelle, des réductions de coûts sont également attendues ici. Les experts de l'industrie de WindEurope et de l'Agence internationale de l'énergie (AIE) supposent 38 jusqu'à 50% de réduction de prix d'ici 2050. Cela promet de bonnes perspectives pour les turbines flottantes, mais comment le principe fonctionne-t-il réellement techniquement?

Types de fondations

Comme pour l'ancrage au sol, il existe également différentes versions des fondations flottantes. Les quatre méthodes les plus populaires sont:

Dans cette variante, l'éolienne est montée sur une fondation plane et flottante. Au milieu du corps flottant se trouve une piscine lunaire, qui assure la stabilité nécessaire même avec des vagues plus grosses. La fondation est ancrée dans le fond marin avec des cordes.

La plate-forme, généralement un cadre en acier triangulaire avec des cylindres verticaux, convient à des profondeurs allant jusqu'à 200 mètres. De grandes plaques sont soudées au fond pour limiter les mouvements verticaux. Le système peut être installé à terre dans une cale sèche - un avantage majeur par rapport aux autres concepts. Le Portugal a utilisé les « nageurs semi-submersibles » dans le projet « Windfloat Atlantic ».

Le concept «Spar-Buoy» est le pionnier parmi les fondations flottantes et en même temps le plus économe en matériaux. Les bouées ont été utilisées dans le «Hywind» écossais. Il prévoit un grand cylindre en acier creux qui sert de flotteur et de tour. Tout comme un iceberg, il atteint plus sous l'eau que dans le ciel. À son point le plus bas, il est rempli de ballast, de sorte que le centre de gravité se déplace très bas. Les bouées Spar sont stables en mer même dans les fortes vagues. Le problème est l'immense profondeur. Cela signifie que seuls les emplacements avec une profondeur d'eau d'environ 200 mètres peuvent être développés.

Il convient aux profondeurs d'eau de 50 à 200 mètres. Un flotteur essentiellement cylindrique est tiré légèrement sous l'eau par des chaînes ou des cordes tendues et maintenu dans la même position. Les chaînes sont maintenues soit directement sur le fond marin, soit sur un contrepoids pouvant peser jusqu'à plusieurs milliers de tonnes. Les chaînes de maintien sont exposées à d'énormes forces dans des mers fortes.

Les trois premières variantes sont faiblement attachées au fond marin. Cela permet une installation plus facile tandis que la plate-forme de jambe de tension nécessite un ancrage plus solide. Cela permet une structure plus stable. Les quatre types de fondations sont déjà testés ou ont déjà été testés dans divers projets. L'actuel offre un aperçu de tous les projets offshore flottants prévus et déjà existants "Global Offshore Wind Report".

Via l'Association fédérale des exploitants de parcs éoliens Offshore eV

L'Association fédérale des exploitants de parcs éoliens offshore (BWO eV) est l'association fédérale de toutes les entreprises qui planifient, construisent et exploitent des parcs éoliens dans la mer du Nord allemande et la mer Baltique. Le BWO rassemble ainsi la force et le savoir-faire pour une transition énergétique réussie en Allemagne et en Europe.