Dans un contexte où l’importance de se tourner vers des sources d’énergie durables et de réduire notre empreinte carbone est de plus en plus reconnue, les parcs éoliens en mer (ou offshore) représentent une lueur d’espoir au milieu des inquiétudes grandissantes liées à la crise énergétique. Ils représentent une avancée significative dans la recherche de solutions à long terme dans le domaine des énergies renouvelables et du développement durable.
Dans cet article, nous plongeons en détail dans l’univers des parcs éoliens en mer. Nous vous révélerons le fonctionnement captivant de ces gigantesques éoliennes, en explorant les composants, des pales rotatives aux convertisseurs d’énergie. Vous comprendrez comment ils sont devenus une ressource cruciale en matière d’énergie propre et renouvelable. De plus, nous aborderons les distinctions entre les parcs éoliens en mer et ceux installés sur terre – et bien d’autres choses encore !
Qu’est-ce qu’un Parc Éolien en mer ?
Commençons par les bases. Un parc éolien en mer, également appelé « parc éolien offshore », est une méga-structure posée sur le fond marin qui fournit de l’énergie propre et renouvelable. Cette installation est composée de turbines éoliennes, ou aérogénérateurs, semblables à celles que l’on trouve sur terre. La différence est que ces éoliennes sont situées sur des plateformes ou des structures flottantes ancrées en eaux profondes.
Les éoliennes dans les parcs éoliens en mer tirent leur énergie des vents marins pour générer de l’électricité. Ces vents sont considérablement plus puissants et soufflent à des vitesses bien supérieures à celles sur terre, en raison de l’absence d’obstacles naturels qui les freineraient. De plus, ces vents marins ont tendance à maintenir une vitesse constante.
Comment Fonctionne un Parc Éolien en Mer
Exploitation du Parc Éolien en Mer
Les éoliennes offshore sont ancrées sur des fondations en béton, dans le cas des éoliennes à fondation dite “posée”, ou sur des fondations flottantes, dans le cas des éoliennes à plateforme flottante. Ces structures sont conçues pour résister aux conditions marines.
L’électricité produite par les éoliennes est transmise par des câbles électriques immergés jusqu’aux postes de transformation. Là, l’électricité est convertie en haute tension, généralement entre 33 et 132 kilovolts (kV), avant d’être transportée et distribuée vers sa destination finale.
Éolien Offshore : Fonctionnement des Turbines
La technologie utilisée dans les éoliennes offshore fonctionne selon les mêmes principes que les éoliennes terrestres.
- L’énergie cinétique du vent met en mouvement les pales de l’éolienne.
- Ces pales sont reliées au moyeu de l’éolienne (également appelé “nez”), et le moyeu est relié à l’éolienne, ce qui permet la transmission du mouvement.
- L’arbre lent tourne au même rythme que les pales, généralement à une vitesse de 7 à 12 rotations par minute.
- La vitesse est considérablement augmentée par le biais du réducteur, plus de 100 fois, et transférée à l’arbre rapide.
- Cette vitesse accrue est transférée à l’arbre rapide de l’éolienne, qui tourne à plus de 1 500 tours par minute et la transmet à l’éolienne.
- L’éolienne est chargée de convertir l’énergie cinétique reçue en électricité.
Source : Connaissances des énergies
Le saviez-vous ? Les éoliennes sont munies d’un dispositif de freinage qui positionne les pales en drapeau, les empêchant ainsi d’être entraînées par le vent. De cette manière, si la force du vent est excessive ou en cas de situation dangereuse, l’éolienne reste immobile.
Localisation des Parcs Éoliens en Mer
Les parcs éoliens en mer sont implantés dans des eaux peu profondes, à une profondeur moyenne de 27,5 mètres, et dans des zones éloignées de la côte, à environ 41 km de celle-ci. Ils sont également situés loin des voies de navigation, des autres infrastructures et des zones à haute valeur écologique.
Ce choix a été fait spécifiquement pour éviter la proximité de ces entités et des zones habitées. Cela signifie que ces parcs ne génèrent aucun impact visible ou sonore pour l’homme. Il est à noter que les parcs éoliens offshore sur plateforme flottante ouvrent la porte à des parcs éoliens encore plus au large, dans des zones de grande profondeur.
Quelle est la Différence entre les Parcs Éoliens Terrestres et les Parcs Éoliens en Mer ?
Bien que le fonctionnement des deux parcs éoliens puisse être très similaire, il existe des différences notables entre eux.
La principale distinction réside dans le défi technique associé à leur développement, car la construction et la maintenance dans un environnement offshore sont considérablement plus complexes et exigent un respect strict des mesures de sécurité. De plus, la création et l’exploitation de parcs éoliens en mer nécessitent l’utilisation de ressources logistiques hautement spécialisées.
D’autre part, dans l’environnement offshore, la capacité de production d’électricité est considérablement plus élevée en raison de la supériorité et de la régularité de la ressource éolienne par rapport à l’environnement terrestre. Cela se traduit par une production d’électricité plus élevée.
Dans les parcs éoliens en mer, les éoliennes individuelles peuvent atteindre une puissance supérieure à 10 MW, voire jusqu’à 15 MW. En revanche, sur terre, il est commun de trouver des éoliennes d’une puissance unitaire de l’ordre de 6 à 7 MW.
Il est important de souligner que, en raison des contraintes d’accès pendant la phase d’exploitation, les composants des parcs éoliens en mer doivent afficher une fiabilité accrue. C’est pourquoi ces éléments sont conçus avec des niveaux de sécurité plus élevés par rapport aux parcs éoliens installés sur terre.
Avantages et Inconvénients des Parcs Éoliens Offshore
Les parcs éoliens en mer offrent de multiples avantages tant pour la société que pour l’environnement. Dans ce qui suit, nous allons examiner en détail certains de ces avantages significatifs. De plus, nous aborderons les inconvénients associés et les stratégies pour les atténuer.
Les Avantages de l’Éolien Offshore :
- Il s’agit d’une source inépuisable d’énergie renouvelable. Elle offre une alternative précieuse dans la diminution des gaz à effet de serre, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique.
- L’éolien offshore a également le potentiel de produire une plus grande quantité d’énergie que ses homologues terrestres. L’absence d’obstacles permet au vent d’atteindre sa puissance maximale en mer.
- L’emplacement en mer minimise l’impact visuel et acoustique et permet d’utiliser de très grandes étendues.
- Le transport en mer permet aux éoliennes d’atteindre des tailles et des puissances unitaires beaucoup plus importantes que sur terre.
- Il réduit la dépendance énergétique de nombreux pays. Il leur permet de produire suffisamment d’énergie pour répondre aux besoins de leur population sur leur propre territoire.
- Il crée des emplois locaux et stimule la croissance économique et sociale dans la région. En France, le secteur de l’éolien offshore aurait la capacité de créer jusqu’à 20 000 emplois d’ici 2035.
En dépit de ses nombreux atouts, il est important de noter que les parcs éoliens en mer comportent quelques inconvénients. Cependant, ces désavantages n’amoindrissent en rien la pertinence et l’importance de ces installations dans la production d’énergie propre.
Les Inconvénients de l’Éolien en Mer :
- Par rapport aux parcs éoliens terrestres, les parcs éoliens en mer impliquent des coûts nettement plus élevés, tant pour la mise en place que pour la maintenance.
- Pendant la phase de construction, le secteur de la pêche peut être temporairement affecté. Cela est dû à d’éventuelles restrictions dans les zones de pêche ou à des interférences avec leurs activités, ce qui entraîne une diminution de leurs revenus.
- Il est possible que les oiseaux de mer entrent en collision avec les pales des éoliennes en mouvement dans les parcs éoliens offshore. Toutefois, ces cas sont moins fréquents que dans les parcs éoliens terrestres.
- La construction des fondations et des structures peut perturber les fonds marins et l’écosystème, ce qui peut affecter les espèces vivant dans la région.
- Le fonctionnement des éoliennes offshore peut générer des bruits sous-marins. Cela a pour conséquence la perturbation des mammifères marins, et peut affecter leur comportement et schémas de migration.
- Les structures sous-marines des parcs éoliens offshore peuvent influencer les courants locaux et les marées.
En raison de ces divers éléments, la mise en place d’un parc éolien en mer implique un processus complexe de demande de permis, d’obtention d’autorisations, et de réalisation d’études de compatibilité, entre autres procédures.
L’Énergie Éolienne en Mer : Focus sur l’Europe
L’Union européenne démontre un engagement solide envers cette forme d’énergie renouvelable, car elle joue un rôle essentiel dans la réalisation des objectifs environnementaux fixés au niveau européen, tels que ceux énoncés dans l’Accord de Paris ou les Objectifs de développement durable (ODD). Au cours du premier semestre de 2023, 2,1 GW de nouvelle capacité éolienne en mer ont été installés, portant ainsi la capacité totale des parcs éoliens en mer à 32 GW dans l’Union européenne.
En outre, d’importants investissements sont en cours pour atteindre les objectifs en matière d’éolien en mer fixés pour 2030 et 2050 (60 et 300 GW de capacité, respectivement). La Belgique, le Danemark, l’Allemagne, les Pays-Bas, le Royaume-Uni, la France, l’Irlande, le Luxembourg et la Norvège ont signé la déclaration d’Ostende, qui fixe un objectif de 120 GW pour 2030. Cet objectif est beaucoup plus ambitieux que celui fixé par la stratégie.
Selon la Cour des comptes européenne (CCE), l’Allemagne est l’État membre qui dispose de la plus grande capacité marine parmi tous les États membres. Avec plus de 8,1 GW de capacité installée. D’autres États membres ont plus de difficultés à atteindre leurs objectifs. Examinons ensemble le cas de la France.
Le Rôle de l’Énergie Éolienne en Mer : Le Cas de la France
La France, bien qu’elle ne soit pas le leader en matière d’énergie éolienne en mer comme l’Allemagne, occupe la deuxième place en Europe après le Royaume-Uni en termes de gisement éolien en mer.
Objectifs de l’Éolien en Mer pour la France
L’objectif de l’éolien en mer en France est de contribuer à atteindre la cible de 40 % d’électricité renouvelable d’ici 2030, telle que définie par la loi de transition énergétique pour la croissance verte de 2015. Plus précisément, la dernière Programmation Pluriannuelle de l’Énergie (PPE) fixe des objectifs de capacité installée, à la fois pour l’éolien en mer posé et flottant, de 2,4 GW d’ici 2023 et environ 5 GW d’ici 2028. En 2023, le président Emmanuel Macron a renforcé ces objectifs en annonçant un plan ambitieux visant à atteindre 40 gigawatts (GW) d’ici 2050, équivalant à environ 50 parcs éoliens en mer.
Pour accélérer la production d’énergies renouvelables, la France a adopté la loi n° 2023-175, visant à réduire le retard du pays dans le déploiement de moyens de production d’énergies renouvelables. Il est important de noter que les délais moyens pour la mise en place d’un parc éolien terrestre sont d’environ 7 ans, tandis que les parcs éoliens en mer prennent environ 10 ans à être développés, soit le double du temps nécessaire comparé à d’autres pays européens.
Projets de Parc Éoliens Offshore en France
Un exemple concret de développement de l’éolien en mer en France est le parc éolien offshore de Saint-Nazaire, devenu opérationnel en novembre 2022 avec 80 éoliennes en mer. Ce parc contribue significativement aux objectifs de production d’énergies renouvelables en France, couvrant environ 20 % de la consommation d’électricité de la Loire-Atlantique.
La participation du public dans la planification des projets éoliens en mer est dirigée par la Commission nationale du débat public (CNDP), notamment pour les projets futurs tels que ceux en centre Manche, au sud de la Bretagne, en Méditerranée et en Sud-Atlantique. Grâce à la loi d’accélération de la production d’énergies renouvelables de 2023, il sera désormais possible de rationaliser les débats publics sur le développement de l’éolien en mer et sur les documents stratégiques de façade (DSF), qui sont des documents de référence pour la planification maritime.
Source : Éoliennes en mer
Éolien en Mer : Un Avenir Prometteur
Vous l’aurez compris, l’éolien en mer s’inscrit ainsi dans un mix énergétique décarboné et varié. Il est clair que l’éolien offshore est présenté comme un excellent pilier pour atteindre les objectifs de transition énergétique fixés au niveau européen. Non seulement en raison de sa capacité de production d’énergie supérieure à celle des parcs éoliens en mer, mais aussi en raison de la facilité avec laquelle ses composants peuvent être transportés dans l’environnement marin. De plus, l’éolien offshore permet aux pays qui n’ont pas la possibilité d’installer des parcs éoliens terrestres de le faire en mer, réduisant ou éliminant ainsi leur dépendance énergétique vis-à-vis d’autres pays.
De plus, nous devons nous rappeler que pour atteindre les objectifs de durabilité et lutter contre le changement climatique, nous ne devons pas seulement considérer la production de l’énergie elle-même. Le processus va bien au-delà. La gestion, l’optimisation et la bonne utilisation de cette énergie sont donc tout aussi importantes. C’est pour cette raison que des plateformes telles que Spacewell Energy (Dexma) ont vu le jour, grâce auxquelles vous pouvez surveiller et optimiser votre consommation d’énergie.
