Dans la nuit du jeudi 1er au vendredi 2 octobre 2020, la tempête Alex frappait l’Ouest de la France, avec des vents forts et une mer déchainée. Une rafale à 186 km/h a été enregistrée à Belle-Ile-en-mer et les océanographes ont mesuré des vagues de 5 à 9 mètres de haut. Par un temps pareil, tous les bateaux étaient au port, solidement attachés à leurs amarres, afin de se protéger au mieux des intempéries, et il aurait fallu une bonne dose de témérité à un navigateur pour aller affronter le large. Cependant, il était possible d’observer un objet sur l’eau, à quelques kilomètres des côtes du Croisic : l’unique éolienne flottante française Floatgen [1], digne héritière de la confrérie des nautes de Lutèce. Ces armateurs mariniers gaulois de la tribu des Parisii et dont le navire accompagne la devise Fluctuat Nec Mergitur sur le blason de Paris : « battue par les flots, mais ne sombre pas ».

 

Plus loin, plus fort… plus constant !

L’éolien flottant rend possible l’exploitation de l’énergie cinétique du vent dans des zones profondes où l’installation d’éoliennes posées sur le fond marin n’est pas réalisable. De plus, elle permet d’exploiter de nouvelles surfaces, au large, où le vent est plus fort et plus constant que près des côtes. Ainsi, à puissance comparable, le facteur de charge et donc l’énergie produite par l’éolienne augmentent. La différence principale entre les éoliennes en mer flottantes et les éoliennes en mer posées se situe au niveau du support sur lequel repose l’éolienne. L’éolienne est fixée sur une structure flottante maintenue par les lignes d’ancrage reliées au fond marin afin de limiter les mouvements. Différentes technologies de flotteurs existent, permettant une installation à des profondeurs allant de 50 mètres jusqu’à plusieurs centaines de mètres : support semi-submersible à lignes d’ancrage libres (1 sur le schéma), support barge à lignes d’ancrage libres (2) et support flottant à lignes d’ancrage tendues (3) [2]. S’affranchir de la contrainte de profondeur d’eau permet d’ouvrir des perspectives d’exploitation immenses, notamment pour des pays comme la France et tous ceux du pourtour méditerranéen où les profondeurs dépassent rapidement les 50 mètres lorsqu’on s’éloigne de la côte.


Figure 1. Les différentes techniques de supports flottants et d'ancrages, Ministère de la transition écologie [2]

Un marché encore intime

Actuellement, seuls quatre pays européens ont réellement mobilisé des ressources afin de développer l’éolien en mer flottant : la Norvège, l’Ecosse, le Portugal et la France. Le parc éolien flottant d'Europe est le plus importante au monde avec un total de 45 MW installés à fin 2019 (soit 70% de la capacité mondiale).
Après une première phase de test en 2009, Hywind est la première ferme éolienne flottante commerciale. Située au large des côtes nord-est de l’Ecosse, elle est mise en service en octobre 2017. Elle comprend 5 éoliennes de 6 MW, exploitées par le groupe pétrolier Norvégien Equinor [3] et amarrées à 130 mètres de profondeur. En France, un premier démonstrateur de 2 MW baptisé Floatgen, équipé d’une fondation flottante semi-submersible, en béton, conçue par la société française Ideol et construite par Bouygues, a été assemblée en 2017 dans le port de Saint-Nazaire puis remorquée jusqu’au site d’essai situé à 22 km du littoral, au large du Croisic (Loire-Atlantique). Les premiers kilowattheures produits ont été injectés dans le réseau national en septembre 2018. Le tableau ci-dessous récapitule les parcs éoliens flottants qui devraient être mis en service à horizon 3 ans en Europe [4] :


Figure 2. Projets de fermes éoliennes en mer flottantes, WindEurope [4]

Un produit de luxe ?

La France est actuellement le seul pays européen à lancer des appels d’offres pour l'éolien en mer flottant dans le cadre de son Plan National intégré Energie-Climat (PNEC) [5]. En 2021, la France lancera une première tranche d’appels d’offres de 250 MW (Bretagne, prix cible de 120€/MWh) et une deuxième tranche en 2022 de 250 MW (Méditerranée, 110 €/MWh). Les résultats de ces enchères détermineront les conditions des prochaines enchères à partir de 2024 [4].

Les projets de démonstration ont prouvé que les éoliennes flottantes sont techniquement réalisables, mais le coût de cette technologie reste le principal obstacle à franchir avant qu'un déploiement à grande échelle ne soit possible. Alors que le coût de l'éolien offshore posé a fortement diminué au cours de la dernière décennie pour atteindre un niveau compétitif (40-50 €/MWh en 2019 [4]), le coût de l'éolien offshore flottant est environ deux fois supérieur. En effet, les opérations en mer sont toujours coûteuses, de l'étude du site à l'installation et à l'exploitation/maintenance. L'installation de turbines plus au large et dans des eaux plus profondes augmentera forcément le coût en raison de l'éloignement de la ferme éolienne, de l'inaccessibilité des fonds marins et de la rudesse de l'environnement. Les coûts liés au raccordement au réseau électrique augmenteront également en fonction de la distance de la côte.

En revanche, avec la mise en œuvre des innovations, le déploiement des premiers parcs commerciaux et la réduction des incertitudes (comme la résistance des appareils lors d’une tempête), les coûts complets de production (LCOE) devraient grandement diminuer d’ici à 2030 [6]. De plus, Giles Dickson, PDG de WindEurope, annonçait lors de l’événement FOWT[1] 2020 à Marseille : « si l’Europe met en place les bonnes politiques, des volumes de production plus élevés pourraient encore réduire le prix de l’éolien offshore flottant dans une fourchette de 40 à 60 € / MWh d’ici 2030 » [7]. La ferme éolienne norvégienne Hywind Tampen (dont la construction devrait commencer en 2022) s’inscrit dans cette tendance. Il sera l'un des parcs éoliens offshore les plus profonds (260 à 300 mètres de profondeur) et des ancrages partagés seront utilisés pour la première fois afin de réduire les coûts de fondation [8].

Une mise en service simplifiée mais une phase d’exploitation plus complexe que l’éolien en mer posé.

Les éoliennes flottantes sont construites près du rivage ou sur des cales sèches et remorquées jusqu'à leur emplacement final. Cela réduit le besoin de déplacement de charges lourdes et d'opérations sous-marines, limitées à la mise en place du système d'amarrage uniquement, diminuant le coût et le risque de l'installation de la turbine. Les opérations de démantèlement seront également moins coûteuses et moins risquées. De plus, à la fin de la durée de vie opérationnelle, certains systèmes d'ancrage peuvent être retirés (caissons d'aspiration, amarrages) afin de minimiser l’impact sur le fond marin.

En revanche, la phase d’exploitation est plus délicate que pour l’éolien posé. Effectivement, les éoliennes flottant étant plus loin des côtes, les durées d’interventions pour maintenance seront rallongées. De plus, les conditions climatiques plus difficiles au large pourraient diminuer le nombre de jours où les éoliennes sont accessibles par mois. Enfin, il faut noter que le raccordement à la côte nécessitera des câbles sous-marins plus longs, ce qui représente un coût supplémentaire.

Une technologie qui a besoin de faire ses preuves concernant son impact environnemental.

Elle possède des qualités intrinsèques évidentes et des points d’obscurité encore à étudier. C’est pourquoi l’enthousiasme de certains élus locaux concernant l’immense potentiel de l’éolien en mer flottant n’est pas toujours partagé par les associations environnementales [9].

Par exemple, un des avantages de cette technologie concerne l’éloignement des éoliennes de la côte, qui permet de ne pas « gêner » la vue des gens habitant près des côtes et de ne pas altérer l’esthétisme des paysages. De plus, et comme l’éolien en mer posé, elle ne génère pas de nuisances sonores pour les habitants. Enfin, grâce au système d’ancre et de flotteur, cette technologie laisserait moins de traces dans l’océan.

Les enjeux se concentrent plus autour des « utilisateurs » (ou « résidents ») de l’espace marin qu’une ferme éolienne flottante pourrait occuper : la faune (oiseaux, animaux marins) et la flore locales, les pécheurs, les touristes. Ainsi, de nombreuses études d’impacts sont en cours de réalisation afin d’apporter des précisions nécessaires quant à la vie sous-marine, et les effets sur la pêche et l’utilisation de l’espace marin. En Occitanie, les deux projets de fermes-pilotes au large de Gruissan (projet EolMed, porté par Quadran Énergies Marines) et de Leucate (projet Éoliennes flottantes du Golfe du Lion-EFGL porté par Engie Green) sont d’ailleurs en phase de consultation du public [10]. Le CEREMA (Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement, un établissement public) a récemment réalisé un état des lieux de la spatialisation de l’activité de pêche professionnelle au nord du golfe de Gascogne afin de donner au public l’ensemble des éléments objectifs d’information quant à l’incidence que les projets éoliens pourraient avoir sur l’activité de pêche [11].

En conclusion, il faut rappeler que l’Europe a pour ambition que l’éolien offshore représente 25% de sa production électricité d’ici 2050. Afin d’évaluer la faisabilité de cette volonté, WindEurope a analysé le potentiel des sites éoliens flottants dans la Mer du Nord, l’Atlantique et la Méditerranée et selon ses estimations, 330 MW pourraient être installés d’ici 2022 et jusqu’à 7 GW en 2030 [7]. Ces études sont encourageantes et il reste désormais à convaincre une partie de l’opinion publique et d’établir une politique d’investissement cohérente.



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