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Les éoliennes flottantes ont le vent en poupe

Pour se développer dans les espaces maritimes plus profonds, les porteurs de projets de fermes éoliennes offshore se tournent vers des technologies de fondations flottantes. Une démarche qui les contraint à repenser l'intégration des éoliennes avec les fondations, dont la conception diffère d'un projet à l'autre.

Du haut de ses 107 mètres, l'éolienne qui se dresse à 20 kilomètres au large de Fukushima depuis août 2015 a comme un air de revanche sur la mer. Elle est capable selon les porteurs du projet MHI, Hitachi et Nippon Steel, de résister à des vagues de vingt mètres de haut ou un tsunami de 10 mètres ! Sa capacité de 7 MW la classe parmi les plus puissantes. Mais l'éolienne présente une dernière originalité de taille. Elle ne s'élève pas au-dessus des flots à partir du sol sous-marin mais est fixée à un flotteur. Une voie prometteuse pour l'éolien offshore qui ne demande qu'à conquérir toutes les mers. La profondeur d'eau, la distance à la côte et l'acceptabilité sont des facteurs déterminants pour les projets. Selon l'IFP Énergies nouvelles (Ipfen), le coût de l'éolienne et de sa fondation augmente d'environ 35 % entre 10 et 40 mètres de profondeur ! Au-delà de 50 mètres, ce coût n'est plus viable.

 

Pour les zones d'eaux profondes

 

Ces contraintes poussent depuis une dizaine d'années les industriels à se tourner vers l'éolien flottant. L'éolienne ne s'appuie plus sur une fondation posée mais sur une fondation flottante, ancrée au sol sous-marin par des câbles. L'éolien offshore flottant s'avère particulièrement pertinent dans les zones d'eau profondes, jusqu'à 200 mètres profondeur, voire 700 selon certains porteurs de projets ! Il ya un potentiel énorme au Japon, en Angleterre et près des îles en général, mais aussi sur les côtes continentales où les planchers marins plongent rapidement. En France, un appel à projets pour des fermes pilotes d'éoliennes flottantes a été lancé pour trois zones en Méditerranée et une en Bretagne. Au contraire des éoliennes offshore posées, les éoliennes et leurs fondations flottantes sont généralement directement assemblées en zone portuaire, limitant ainsi les opérations en mer, très coûteuses. La maintenance ou le démantèlement des machines sont aussi facilités : les éoliennes sont remorquées à terre pour une intervention ou leur démontage. Enfin, plus éloignées des côtes, les éoliennes flottantes ont un impact visuel négligeable sur le paysage côtier. « Nous croyons à l'éolien comme manière d'aller chercher des vents plus forts et constants au large, explique Daniel Averbuch, responsable du programme Énergies marines à l'IFP Énergies nouvelles qui travaille sur un projet de fondations flottantes. « Il nous permettrait aussi d'aller vers une certaine standardisation et donc une baisse des coûts. Dans l'éolien posé, les fondations dépendent beaucoup de la géotechnique et de ce qu'on va trouver comme type de sol. L'éolien flottant est moins sensible aux spécificités de chaque site. »

La standardisation n'est toutefois pas pour aujourd'hui. Plusieurs projets de fondations flottantes, dont les premiers sont nés il y a dix ans, sont en concurrence. La très grande diversité des solutions techniques en lice est le signe qu'il existe encore beaucoup d'incertitudes à lever. Les prochaines années devraient voir un tri se faire entre les différents projets, dont les coûts de construction - et donc le volume et la nature des matériaux - seront bien sûr déterminants. Il existe trois grandes catégories de fondations flottantes, toutes trois dérivées de concepts déjà utilisés dans la production de pétrole en mer : la bouée-crayon, semi-submersible ou avec ancrage à lignes tendues. Il faut rajouter à ces types toutes les fondations originales qui s'en approchent de près ou de loin, à l'instar de la fondation française Idéol ou du système Sway, sûrement l'un des concepts les plus originaux. Il fonctionne sur le même principe de balancier que celui d'une bouteille à moitié pleine qui flotterait. Le balancement de l'ensemble repose sur un centre de gravité situé très en dessous du centre de flottabilité et pourrait atteindre, selon certaines études, un angle de 5 à 8 degrés ! Ce système très épuré permet d'économiser acier et coûts d'ancrage. Pour réduire les coûts, d'autres concepteurs prévoient de monter plusieurs turbines sur une seule et unique plateforme flottante semi-submersible. C'est le cas d'Hexicon, dont la plateforme est aussi conçue pour absorber et rediriger les vagues pour rester stable.

 

Résister au renversement et à la gîte

 

Les premières fondations sont testées depuis[…]

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