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Eoliennes en mer : quelles technos pour récupérer le vent ?

Hugo Leroux
Eoliennes en mer : quelles technos pour récupérer le vent ?

Avec ses pâles de 75 mètres, l'Haliade 150 d'Alstom fournira jusqu'à 6MW d'électricité

© DR

Les résultats de l’appel d’offre sur l’éolien en mer sont tombés. Sur les cinq parcs initialement prévus, trois parcs seront équipés par les éoliennes d’Alstom et un par celles Areva, le cinquième restant sans attribution pour le moment. Comment ces machines sont-elles parées pour affronter la violence des vents marins ? Détail de quatre briques technologiques.

En exagérant à peine, on pourrait affirmer qu’il y a autant de différences entre une éolienne en mer et son homologue terrestre qu’entre un fourgon blindé et une camionnette. « Deux contraintes majeures influencent la conception des éoliennes offshore », explique Sébastien Hita Perona, directeur produit chez Areva Wind. « D’abord, les problèmes de salinité et de corrosion, qui sont susceptibles d’endommager les machines. Ensuite, les coûts d’installation et de maintenance. Hautement dépendants des conditions de mer, ils surclassent largement ceux de l’éolien terrestre ».

Pour assurer la rentabilité de parcs éoliens posés à plus de plusieurs kilomètres des côtes, les constructeurs doivent donc privilégier des machines deux à trois fois plus puissantes qu’à terre : 5 MW pour la M5000 d’Areva, 6 MW pour l’Haliade 150 d’Alstom - et extrêmement fiables.  Cet objectif de robustesse se retrouve dans toutes les briques technologiques.

 

  • Les pâles s’étirent : 150 mètres de diamètre de rotor pour Alstom, 135 pour Areva… l’allongement des pâles améliore la "récolte" du vent. Avec un dangereux corollaire : le risque de cassure. « Il faut voir qu’à la pointe d’une pâle de 75 mètres, la vitesse atteint 90 mètres par secondes. Et la pâle doit tenir au moins vingt ans », souligne Frederic Hendrick, vice-président offshore chez Alstom Power. Pour faire face aux assauts du vent, les constructeurs cherchent à assouplir les pâles. Ils y parviennent en incorporant davantage de matériaux composites à base de fibres de verre, qui allient solidité et légèreté.

 

  • Les turbines se la tournent douce. Organe mécanique central, la transmission entre le rotor et le générateur électrique peut se gripper. Une source d'avarie à surveiller. C’est pourquoi les constructeurs cherchent à bannir la complexité de cette transmission mécanique. Prenant le contrepied des multiplicateurs traditionnels à trois ou quatre étages, Areva ne conserve qu’un seul étage d’engrenages sur son éolienne à "entrainement basse vitesse". Alstom les supprime carrément. Dans sa technologie à entraînement direct, le générateur tourne à la même vitesse que l’arbre du rotor.

 

  • Les habitacles se sanctuarisent. Pour protéger leurs entrailles de la corrosion marine, les éoliennes s’équipent de ventilation en surpression, qui repoussent l’infiltration des embruns. Beaucoup de composants électroniques sont également doublés pour assurer la continuité du service en cas de défaillance. « Nous avons installé plus de 150 systèmes en redondance dans nos éoliennes offshore, contre une poignée dans le terrestre », estime Sebastien Hita Perona, d’Areva.

 

  • L’électronique garde l’estomac dans les talons. Le générateur électrique, placé dans la nacelle, n’est pas tout. A l’autre bout de l’éolienne, en pied de machine, repose l’électronique de puissance. C’est elle qui transforme le courant avant injection dans le réseau. La délocalisation de l’électronique présente l’avantage de mieux équilibrer la structure. Pas un luxe, lorsque l’on sait que la nacelle et son rotor pèsent déjà entre 250 et 400 tonnes.
     

Hugo Leroux
 

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