« L’éolien flottant doit prouver qu’il peut changer d’échelle »

Les éoliennes flot­tantes offrent un poten­tiel consi­dé­rable de pro­duc­tion d’énergie dans le monde : 330 000 TWh par an, soit 79 % du poten­tiel théo­rique total de l’éolien en mer¹. Les dis­po­si­tifs flot­tants sont employés au-delà d’une pro­fon­deur de 50 mètres, limite à par­tir de laquelle le déploie­ment d’éoliennes posées (type d’éoliennes en mer, fixées au fond marin) devient trop coû­teux. De pre­miers sites semi-com­mer­ciaux ont com­men­cé leur pro­duc­tion. Le site d’essai en mer SEM-REV², por­té par l’École cen­trale de Nantes, est le seul à pro­duire de l’électricité en France, au large du Croi­sic, grâce à une éolienne flot­tante dans le cadre du pro­jet Float­gen. L’éolienne déployée par la socié­té Ideol y génère plus de 6 GWh d’électricité par an depuis 2018. Yves Per­ignon, ingé­nieur de recherche en hydro­dy­na­mique, est res­pon­sable du site d’essai.

Alors que de nom­breux parcs éoliens posés sont en acti­vi­té depuis les années 90, l’éolien flot­tant émerge seule­ment. Com­ment l’expliquez-vous ?

L’éolien flot­tant est effec­ti­ve­ment moins mature. Le pre­mier pro­to­type a été déployé en Nor­vège par le pétro­lier Equi­nor en 2009. Le Por­tu­gal a sui­vi avec un autre pro­to­type du flot­teu­riste Prin­ciple Power en 2011. Les déve­lop­pe­ments se sont par la suite accé­lé­rés, et il existe aujourd’hui une dizaine de pro­to­types dans le monde. Plu­sieurs pays débutent la phase com­mer­ciale : par exemple en Écosse, deux parcs éoliens de 30 et 50 MW de capa­ci­té ins­tal­lée sont en ser­vice. En France, quatre fermes pilotes vont être construites ces pro­chaines années.

Ce retard s’explique par un fais­ceau de rai­sons. Les pays du Nord de l’Europe ont été les pion­niers concer­nant l’éolien : après avoir tes­té l’éolien ter­restre sur des îles, nombre d’entre eux ont inves­ti dans l’éolien en mer posé. Ce sont l’Allemagne, le Royaume-Uni, les Pays-Bas, le Dane­mark, la Nor­vège ou encore la Bel­gique. Leur retour d’expérience a per­mis de résoudre de nom­breuses ques­tions : réduc­tion des coûts, capa­ci­té de pro­duc­tion, rac­cor­de­ment aux réseaux élec­triques… L’éolien posé a per­mis de démon­trer l’intérêt de l’éolien en mer pour l’équilibre éner­gé­tique d’un pays. L’éolien flot­tant, moins mature tech­no­lo­gi­que­ment, repré­sente natu­rel­le­ment l’étape sui­vante. Les pro­jets et déve­lop­pe­ments sont por­tés par des consor­tiums inter­na­tio­naux com­pre­nant sou­vent des acteurs de l’off­shore pétro­lier, qui détiennent déjà de nom­breuses com­pé­tences utiles à l’éolien flottant.

Quels obs­tacles tech­no­lo­giques entravent le déve­lop­pe­ment com­mer­cial de l’éolien flottant ?

L’enjeu prin­ci­pal concerne la struc­ture por­tant l’éolienne, com­po­sée d’un flot­teur et d’un sys­tème d’ancrage. Une varié­té de tech­no­lo­gies matures existe, mais dif­fé­rents ver­rous res­tent à lever. Par exemple, concer­nant leur fia­bi­li­té : la fatigue des maté­riaux et la résis­tance aux condi­tions extrêmes lors des tem­pêtes doivent être éprou­vées sur toute la durée de vie d’un parc. Autre enjeu : le chan­ge­ment d’échelle, depuis le pro­to­type jusqu’au parc éolien. On peut par exemple se deman­der si nous dis­po­se­rons de suf­fi­sam­ment de fenêtres météo pour rem­pla­cer des lignes d’ancrage dété­rio­rées de plu­sieurs flot­teurs. L’adéquation des choix tech­no­lo­giques aux contraintes de main­te­nance condi­tion­ne­ra la via­bi­li­té éco­no­mique d’un parc.

D’autres enjeux portent sur le rac­cor­de­ment élec­trique : les indus­triels tra­vaillent à amé­lio­rer la résis­tance et la fia­bi­li­té des câbles et du rac­cor­de­ment. De plus, le rac­cor­de­ment intra-parc aujourd’hui uti­li­sé est en série, ce qui implique la mise à l’arrêt de plu­sieurs éoliennes lors d’une panne. D’autres solu­tions pour­raient être per­ti­nentes pour limi­ter les temps d’indisponibilité.

Le pas­sage à l’échelle indus­trielle pose-t-il d’autres défis ?

Oui. De façon plus géné­rale, il implique de mener une réflexion sur la main­te­nance de ces parcs situés loin des côtes. L’obstacle n’est pas que tech­nique, mais éga­le­ment éco­no­mique : ces parcs néces­si­te­ront plus d’inspections sous-marines autour des câbles, des ancrages ou du flot­teur. La main­te­nance doit être ren­due plus rou­ti­nière et ver­sa­tile pour y faire face. L’optimisation des moyens d’inspections pour­ra par exemple avoir d’importantes impli­ca­tions éco­no­miques. Enfin, l’infrastructure por­tuaire sera « dimen­sion­nante » : l’adéquation des zones de construc­tion ou de sto­ckage des flot­teurs et des autres com­po­sants sera un enjeu majeur.

Les indus­triels sont aujourd’hui capables de construire des éoliennes flot­tantes, mais le défi consiste à chan­ger d’échelle et tendre vers une pro­duc­tion élec­trique à bas coût et faible empreinte carbone.

Pour­quoi l’équation éco­no­mique est-elle un problème ?

À ce jour, seul un appel d’offres a été lan­cé en France pour la créa­tion d’un parc éolien flot­tant en Bre­tagne Sud d’ici 2029. Les coûts de l’éolien flot­tant sont 1,5 à 4 fois supé­rieurs à ceux de l’éolien posé³, cela s’explique par le plus faible niveau de matu­ri­té de la filière. Des études pros­pec­tives⁴ montrent en outre que l’éolien flot­tant va suivre une tra­jec­toire de réduc­tion des coûts com­pa­tible avec un prix de mar­ché d’ici moins de 15 ans.

Le modèle éco­no­mique de l’éolien flot­tant repose sur des choix tech­niques et opé­ra­tion­nels inno­vants, mais éga­le­ment sur une meilleure exploi­ta­tion des capa­ci­tés éoliennes. Comme pour le posé, l’augmentation de la puis­sance uni­taire des éoliennes per­met­tra d’améliorer le ren­de­ment des parcs.

Quels inté­rêts existe-t-il à déve­lop­per l’éolien flottant ?

L’éolien flot­tant repré­sente un gise­ment très impor­tant de pro­duc­tion d’énergie que l’éolien posé ne peut cou­vrir. Mais il offre d’autres avan­tages : les éoliennes flot­tantes dis­posent de fac­teurs de charge supé­rieurs à celles du posé, et offrent ain­si une moindre inter­mit­tence de la pro­duc­tion d’énergie. Déployées plus loin des côtes, les éoliennes flot­tantes béné­fi­cient de vents plus forts et donc d’une capa­ci­té de pro­duc­tion plus impor­tante, à moindre impact visuel pour les popu­la­tions du littoral.

Plus lar­ge­ment, la carac­té­ri­sa­tion des retom­bées socio-éco­no­miques ou sur la bio­di­ver­si­té béné­fi­cie actuel­le­ment des pre­miers retours d’expérience d’implantations en mer. Les atouts et les contraintes de l’éolien flot­tant pour­ront donc être éva­lués dans l’orientation des poli­tiques éner­gé­tiques et la pla­ni­fi­ca­tion des futures implantations.