L’énergie du vent marin se présente aujourd’hui comme l’alternative propre aux hydrocarbures : pas encore… Bon pour le climat, l’est-il pour la biodiversité ? Zoom sur l’éolienne offshore.
Contenu
- 1 Définition de l’éolienne offshore
- 1.1 L’éolien, l’énergie cinétique des masses d’air
- 1.2 Avantage de l’éolienne offshore
- 1.3 Comment fonctionne une éolienne offshore ?
- 1.4 Quelle est la particularité des éoliennes offshore ?
- 1.5 A quelle distance de la côte ?
- 1.6 Éolienne offshore et puissance électrique
- 1.7 Le facteur de charge
- 1.8 Quel est le prix de l’électricité produite par une éolienne offshore ?
- 2 Éoliennes, elles ont le vent en poupe
- 3 Éolien offshore et environnement
- 4 L’effet récif
- 5 Pour en savoir plus
Définition de l’éolienne offshore
L’éolien, l’énergie cinétique des masses d’air
L’éolien convertit l’énergie du vent en électricité : selon le principe d’une dynamo, les pales de l’éolienne mettent en mouvement un rotor, dont l’énergie mécanique est transmise à un générateur électrique, celui-ci étant relié à un réseau électrique ou bien alimentant une installation autonome.
L’éolien est de l’énergie solaire indirecte : l’absorption du rayonnement solaire par l’atmosphère crée des différences de température et de pression, à l’origine du mouvement des masses d’air.
Avantage de l’éolienne offshore
En haute mer, le vent est plus soutenu et plus régulier qu’à terre : à puissance équivalente, une éolienne offshore produit 75% de plus d’électricité qu’une éolienne terrestre.
Ainsi l’éolien offshore représente un véritable potentiel d’énergie décarbonée, renouvelable et dont la ressource est inépuisable.
Comment fonctionne une éolienne offshore ?
Il existe deux types d’éoliennes offshore :
- les éoliennes fixes, implantées dans les hauts-fonds
- et les éoliennes flottantes (ancrées sur les hauts-fonds via des câbles). Elles sont implantées dans des zones où la profondeur des fonds marins ne permet pas la construction de fondations (plus de 50 mètre de profondeur).
Enfin, les éoliennes « farshore » sont encore au stade de la conception.
Quelle est la particularité des éoliennes offshore ?
D’abord conçues sur le modèle des éoliennes terrestres, les éoliennes offshore sont désormais adaptées aux conditions maritimes : corrosion, tempêtes, forces des vents.
Ainsi elles représentent une technologie encore coûteuse (conception, mais aussi entretien et réparation, raccord à la terre).
Enfin, s’il y a des éoliennes terrestres domestiques, ce n’est pas le cas pour les éoliennes marines.
A quelle distance de la côte ?
En Europe, la majorité des parcs éoliens offshores sont implantés dans des eaux de 27,5 mètres de profondeur, soit à 41 kilomètres des côtes.
En France, les fonds tombent rapidement à plus de 40 mètres de profondeur.
Éolienne offshore et puissance électrique
Un éolienne offshore se met en mouvement à partir d’un vent de force 2 sur l’échelle de Beaufort (environ 10 km/h). Et elle atteint sa vitesse de croisière par vent de force 6 (environ 45 km/h).
Lorsque le vent est de force 11, les éoliennes offshores sont arrêtées.
Le facteur de charge
On appelle « facteur de charge » le rapport entre le nombre d’heures de fonctionnement théorique d’une éolienne en une année (8760 heures) et le nombre d’heures où elle a fonctionné à pleine puissance.
En Europe, le facteur de charge des éoliennes offshore est compris entre 29% et 48% (source : WindEurope). En comparaison, il est de 21% pour les éoliennes terrestres.
Quel est le prix de l’électricité produite par une éolienne offshore ?
En France notamment, le coût de rachat de l’électricité aux fournisseurs de l’éolien offshore est en partie pris en charge par l’État.
EDF a fixé le prix de rachat de l’éolien offshore à 130 € par mégawattheure (MWh) pendant 10 ans, puis entre 30 et 130€ par MWh selon les sites pendant encore 10 ans. Celui de l’éolien terrestre est de 82€ par MWh pendant 10 ans puis de 28 à 82€ par MWh pendant encore 5 ans.
Éoliennes, elles ont le vent en poupe
Les pionniers
Le Danemark fait figure de précurseur, avec le premier parc éolien offshore du site de Vindy 1991 : 450 kW fournis par onze éoliennes installées à 2, 5 kms des côtes.
Puis les Pays-Bas, la Suède, le Royaume-Uni et l’Allemagne se lancent dans l’éolien offshore. En 2001, le Danemark inaugure alors le plus grand parc éolien offshore de l’époque, avec le parc de Middelgrunden : 20 éoliennes de 2 MW, distantes de 180 m et disposées en un arc de cercle de 3,4 km de long.
Il est vrai que l’Europe du nord bénéficie d’un plateau continental étendu et d’une manne de vent.
Éoliennes offshore dans le monde
Selon le denier dernier rapport du Conseil mondial de l’énergie éolienne (Global Wind Energy Council, 5 août 2020), la capacité mondiale de parcs éoliens en mer pourrait être multipliée par huit d’ici 2030, pour atteindre les 21 GW.
Pionnière, l’Europe dispose à ce jour du premier parc éolien offshore : 75% de la puissance installée, 4000 éoliennes au large d’une dizaine de pays et un objectif de 450 GW d’ici à 2050. Néanmoins, la Chine est en tête des installations pour la deuxième année consécutive et se place désormais au troisième rang mondial en termes de capacité installée (6,8 GW).
La Chine qui bénéficiera des progrès de l’éolien offshore flottant, les eaux de la mer de Chine étant profondes.
Les éoliennes offshore en France
La France dispose d’une façade maritime de 3500 kms. Pourtant, à ce jour, aucune installation offshore n’est en activité, retard pour partie dû aux recours déposés contre cette énergie (à Saint-Nazaire, Fécamp et Courseulles).
La Programmation pluriannuelle de l’énergie à horizon 2028 (adoptée en avril 2020) prévoit une augmentation de la capacité de production de l’éolien offshore de 1 GW par an d’ici à 2023. Les ambitions pour la période 2023- 2028 « devant être précisées ».
Le premier parc éolien offshore à entrer en activité sera celui de Saint-Nazaire en 2022. Il comptera 80 éoliennes pour une puissance totale de 480 MW. Ceci couvrira la consommation de 400 000 ménages, soit 20% de la consommation électrique de la Loire-Atlantique.
Par ailleurs, le marché public pour la construction et l’exploitation du parc éolien offshore au large de Dunkerque a été attribué en 2019 à EDF Renouvelables. Ce parc devrait entrer en activité d’ici à 2026. Il comptera 75 éoliennes pour une puissance totale de 600 MW au total. Et il couvrira la consommation électrique de 500 000 ménages.
Outre le parc de Dunkerque, l’éolien offshore métropolitaine comprendra les six parcs :
- de Saint-Nazaire,
- Fécamp (Seine Maritime, prévu pour 2022),
- Courseulles-sur-Mer (Calvados),
- Saint-Brieuc (équivalente à celle de Saint-Nazaire, un peu moins de 500 MW)
- et le Tréport, prévus pour 2023,
- Yeu/ Noirmoutier (2024).
Côté éoliennes flottantes, la seule existante au large du Croisic (2 MW), installée en 2018, est en phase d’expérimentation.
Éolien offshore et environnement
L’effet récif
Le projet Trophik a étudié l’impact de l’éolien offshore sur l’environnement, en particulier sur le site de Courseulles-sur-Mer. L’effet le notable est l’effet récif : dès lors qu’une prise est immergée, certaines espèces (moules) viennent s’y fixer. Les socles des éoliennes font office de bouchots ! Avec les moules, certaines espèces de poissons et les étoiles de mer rappliquent.
Ainsi, les éoliennes ne détruisent-elles pas en tant que tel la biodiversité. Mais elles créent un changement d’écosystème, avec les inconnues que cela comporte : développement d’espèces invasives ?
L’effet réserve
Les parcs éoliens cessant d’être des zones de pêche, se crée en effet de réserve. En soi, ces réserves épargnent la biodiversité. Mais il est difficile de savoir quel équilibre se crée dans ces zones.
Les oiseaux
Le projet FAME (Futur de l’Environnement Marin Atlantique) de la Ligue pour la Protection des Oiseaux (LPO) s’était intéressé à l’impact de l’éolien offshore sur les oiseaux, en particulier le Puffin des Baléares (en danger critique d’extinction) et le Fou de Bassan.
L’éolien offshore était alors trop balbutiant pour en tirer des conclusions définitives. Cependant, il semble que les oiseaux migrateurs sont les plus exposés, faute de pouvoir s’adapter à ces installations dans le paysage, comme peuvent le faire les oiseaux sédentaires.
Pour en savoir plus
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