Éolienne flottante

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La Hywind, première éolienne flottante, au large de Stavanger.

Une éolienne flottante est une éolienne offshore montée sur une structure flottante qui permet à la turbine de produire de l'électricité plus loin des côtes, où l'eau est beaucoup plus profonde et les vents plus forts et plus stables.

Applications[modifier | modifier le code]

Développement[modifier | modifier le code]

Dans le développement d'éoliennes offshore flottantes, on bénéficie de l'expérience de l'industrie pétrolière et gazière avec des plates-formes pétrolière flottantes.

Types de plates-formes[modifier | modifier le code]

Les plates-formes peuvent être classées en :

  • single-turbine-floater (une éolienne montée sur une structure flottante) ;
  • multiple-turbine-floaters (plusieurs éoliennes montées sur une structure flottante).

Coûts[modifier | modifier le code]

Alors qu'il n'existe en 2016 que quelques démonstrateurs de l'éolien flottant dans le monde, certains spécialistes prédisent qu'il supplantera demain l'éolien en mer posé. Selon une étude récente de Bearing Point, on recense aujourd'hui un potentiel de 240 GW dans le monde. En France, selon l'association professionnelle France Énergie éolienne, on estime le potentiel à 6 GW. Le prix de revient de l'éolien flottant est, sur le papier, sensiblement moins cher que celui de l'éolien posé. Sa production est bien supérieure, car le vent au large est plus fort et plus régulier. Le patron d'Eolfi, entreprise choisie fin juillet 2016 pour construire le premier parc pilote au large de Groix (Morbihan), estime qu'un prix cible de 110 à 130 €/MWh d'ici 2025 pour l'électricité vendue n'est pas aberrant, à condition que les volumes soient là, permettant les effets d'échelle[1].

Le premier parc éolien flottant de taille commerciale, en cours d'installation par Statoil en Écosse, a obtenu une subvention publique de près de 160 livres (177 ) par MWh produit pendant 20 ans, qui s'ajoutera aux prix de marché britannique ; ce coût est inférieur de 60 à 70 % à celui du démonstrateur préalablement testé en Norvège, et Statoil espère qu'à terme les coûts pourraient encore baisser de 40 à 50 %[2].

Prototypes[modifier | modifier le code]

Le projet WindFloat, deuxième prototype d'éolienne flottante à échelle réelle d'une puissance de 2 MW et installé au large de Aguçadoura au Portugal.

La société norvégienne StatoilHydro a installé un prototype d'éolienne flottante nommé Hywind au large des côtes norvégiennes[3]. Ce prototype est suivi d'un projet plus important, utilisant le même concept, au sein d'un parc de cinq éoliennes de 6 MW au large de l’Écosse. La mise en service du parc éolien est prévue en 2017[4].

La société française Nenuphar établie à Lille et à Aix-en-Provence où elle emploie une quarantaine de personnes, développe une éolienne flottante appelée Twinfloat. Il s'agit d'une « éolienne offshore flottante contrarotative à axe vertical, ce qui veut dire qu'elle est équipée de deux pales à axe vertical tournant chacune dans un sens opposé. Encore à l'état de prototype, elle devrait produire 1 MW d’électricité pour un prix situé entre 110 et 130 euros (contre 170 euros pour les éoliennes traditionnelles offshore) et être opérationnelle en 2020[5]. Nénuphar a été placée en liquidation judiciaire en avril 2018 par le tribunal de commerce de Lille Métropole, faute d'avoir pu remplacer Areva après son retrait de l'éolien[6].

Réalisations[modifier | modifier le code]

Écosse[modifier | modifier le code]

La première ferme éolienne flottante de taille commerciale, le projet Hywind, a été inauguré en octobre 2017 . Elle est développée par la branche New Energy Solutions du groupe pétrolier norvégien Statoil. Ses cinq éoliennes ont des rotors de 154 mètres et des mâts de 253 mètres (dont 175 sous le niveau de l'eau). Ils ont été convoyés lors de l'été 2017 depuis la Norvège jusqu'au site de Buchan Deep, à 25 kilomètres au large des côtes nord-est de l'Écosse, où la vitesse moyenne du vent est de 10 mètres par seconde, soit 36 km/h. Ce projet de 30 MW (équivalent des besoins de 20 000 foyers, produits par 5 éoliennes de 6 MW) représente un investissement de 210 M€, soit un coût par MW inférieur de 60 à 70 % à celui du démonstrateur testé pendant plusieurs années en Norvège par Hywind[2]. La production a démarré le 18 octobre 2017. Une batterie au lithium de grande capacité (1 MWh) produite par Masdar stockera l’énergie produite. Le groupe pense pouvoir produire de l'électricité à un prix de 40 à 60 euros le mégawattheure d’ici 2030[7]. Durant son premier hiver, le facteur de charge du parc s'est élevé à 65% soit 10 Point de plus qu'un parc offshore classique.[8].

France[modifier | modifier le code]

Un démonstrateur de 2 MW équipé d'une fondation flottante Ideol assemblée dans le port de Saint-Nazaire a été inauguré le 13 octobre 2017 ; cette éolienne doit être remorquée, dès que la météo le permettra, au plus tard début 2018, vers le site d’essais en mer géré par Centrale Nantes et le CNRS, à 22 kilomètres du littoral au large du Croisic, la phase de démonstration devant durer deux ans[9]. Floatgen sera la première éolienne installée en mer au large des côtes Françaises[10]. Porté par un consortium européen, composé notamment de la société française Ideol (spécialiste français des fondations flottantes), de Bouygues Travaux Publics (construction de la fondation flottante) et de l'Ecole Centrale de Nantes, ce projet bénéficiant de fonds européens est chargé de démontrer la faisabilité technique et la viabilité économique de l’éolien flottant, dans le but d’étendre le potentiel de développement de parcs éoliens en mer aux eaux profondes et disposant d’un meilleur gisement de vent. Le projet a également pour objectif de démontrer le fort potentiel de diminution des coûts de l’électricité produite par des parcs éoliens flottants.

4 projets "pilotes" (3 en Méditerranée et 1 en Bretagne, comprenant entre 3 et 6 éoliennes chacun) ont été attribués par le gouvernement Français dans le cadre d'un appel à projets publié en 2015[11] et dont les résultats ont été annoncés en 2016.

  • Le groupe Quadran s'est vu attribuer le développement du projet EOLMED à Gruissan (Aude) en Méditerranée. Ce projet sera constitué de 4 éoliennes SENVION de 6 MW chacune et de fondations flottantes Ideol construites par Bouygues Travaux Publics.
  • Au large de Groix et Belle-Ile, en Bretagne, le consortium Eolfi (ex-filiale de Veolia)-CGN Europe Energy, développe un projet de quatre éoliennes Alstom/General Electric de 6 MW chacune équipées de fondations flottantes Naval Energies et Vinci Construction France.
  • Au large du phare de Faraman (Bouches-du-Rhône), EDF Energies Nouvelles développe le projet Provence Grand Large de 3 éoliennes SIEMENS d'une puissance unitaire de 8 MW et équipé de fondations flottantes conçues par SBM Offshore en partenariat avec IFP Energies Nouvelles
  • Enfin, au large de Leucate - Le Barcarès (Aude) seront installées 4 éoliennes Haliade (produites par General Electric) de 6 MW chacune. Le projet est développé par ENGIE. Le parc sera constitué de 4 flotteurs métalliques conçus par la société Principle Power et construits par Eiffage.

En 2017, Édouard Philippe, Premier ministre français, a indiqué lors des Assises de la Mer que le gouvernement lancerait dès 2018 les études préalables en vue de l’engagement des futurs appels d’offres sur l’éolien flottant en Bretagne et en Méditerranée[12].

La jeune start-up Brestoise Eolink a levé 1 million d'euros en 2017 pour développer une éolienne flottante originale : les pales sont supportées par une structure pyramidale en tube à la place du traditionnel mât unique. C'est toute la structure qui s'oriente avec le vent, réduisant ainsi les contraintes et simplifiant la fabrication. La version commerciale, prévu pour 2025, mesurera 220 m de haut, 70 m de long et 60 m de large pour une puissance de 12 mégawatts. Un démonstrateur au 1/10ème (22 m de haut) est prévu pour l'été 2018 sur le site expérimental d'Ifremer à Sainte-Anne-du-Portzic (29)[13]. Si les essais en mer sont concluants, une première machine de série sera construite à l'horizon 2021 ; son coût pourrait être inférieur de moitié à celui d'Hywind[14]

Japon[modifier | modifier le code]

Le Japon est un pays à fort potentiel pour le développement de l'éolien flottant compte tenu de la profondeur de ses côtes.

Plusieurs démonstrateurs d'éolien flottant sont déjà installés au Japon, notamment dans le cadre du consortium Fukushima Forward.

En 2015, la société française Ideol a annoncé avoir signé un contrat avec le groupe Hitachi Zosen portant sur deux démonstrateurs. En 2016, la société a annoncé le lancement de la phase de construction du premier démonstrateur en acier[15].

Début 2018, le NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organisation) a annoncé le lancement de deux appels d’offres pour soutenir le développement de projets éoliens offshore flottants dans le pays [16].

Allemagne[modifier | modifier le code]

L'industriel allemand Edelstahl und Umwelttechnik Stralsund (ESG), filiale du groupe Gicon, construit une éolienne flottante de 2,3 MW (taille : 28 m de haut sur 32 m de côté ; poids : 670 t), qui sera mise à l'eau dans la mer Baltique, à proximité du parc éolien Baltic 1, au plus tard à l'automne 2015, avant d'être transportée dans les eaux plus agitées de la mer du Nord. La fondation flottante de la machine est conçue en acier selon une structure quadripode. Le constructeur envisage une production de série à horizon 2017 et vise le marché international[17].

Potentiel mondial[modifier | modifier le code]

Il serait d'environ 10 000 TWh/an selon les technologies disponibles vers 2010. Ce potentiel est à comparer à celui des hydroliennes immergées (450 TWh/an)[18].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Une technologie qui suscite de grands espoirs, Les Échos, 3 août 2016.
  2. a et b En Ecosse, une première ferme d’éoliennes flottantes, Les Échos, 9 août 2017.
  3. Éolienne flottante en Norvège, avec des groupes français, sur greenunivers.com
  4. (en) Statoil, « Hywind Scotland Pilot Park », sur www.statoil.com, (consulté le 29 mai 2016).
  5. Axel Leclerc, La Twinfloat : une éolienne made in France… et flottante !, sur positivr.fr
  6. Eolien en mer : la Start up Nénuphar en liquidation, Les Échos, 12 avril 2018.
  7. Breton A (2017) Le 18 octobre, Hywind Scotland, la première ferme éolienne flottante, installée à 25 km au large des côtes de l’Aberdeenshire, en Écosse, a délivré ses premiers électrons au réseau écossais. Environnement magazine, 31/10/2017
  8. (en) « Latest event on Hywind scotland pilot park », sur 4coffshore.com, (consulté le 5 juin 2018)
  9. Avec une première turbine au Croisic, la filière française de l’éolien flottant se jette à l’eau, Le Monde, 13 octobre 2017.
  10. « Dans un an, la première éolienne flottante », Ouest-France,
  11. Le gouvernement lance un appel à projets dans l'éolien flottant, Les Échos, 19 août 2015.
  12. « Assises de l'Economie de la mer », sur Gouvernement.fr (consulté le 5 février 2018)
  13. Pierre Chapin, « éolien flottant . "Brest est le site idéal" », Le Télégramme,‎ , p. 17 (lire en ligne)
  14. Eolink teste une nouvelle éolienne flottante plus performante à Brest, Les Échos, 15 février 2018.
  15. « Ideol : La construction au Japon de deux fondations d’éoliennes flottantes officialisée », Mer et Marine,‎ (lire en ligne)
  16. Floréane Marinier, « Vite vu - GreenUnivers », GreenUnivers,‎ (lire en ligne)
  17. Offshore - Éolienne flottante dans la Baltique, EurObserv'ER, 25 février 2015, sur energies-renouvelables.org
  18. Éolien flottant : une première ferme pilote bretonne avant 2019, 15 octobre 2014, sur batiactu.com

Liens externes[modifier | modifier le code]