La France s’est fixée en 2015 l’objectif ambitieux d’atteindre 32% d’énergie renouvelable dans son mix énergétique d’ici à 2030. Les développements rapides des filières éolienne, et solaire, seront nécessaires pour mener à bien cet objectif. Ainsi, de plus en plus de projets d’installations d’éoliennes off-shore se développent en France. Leur puissance totale cumulée devrait atteindre près de 2 GW d’ici à 2021. Le raccordement des parcs éoliens situés au large des côtes nécessite une intégration intelligente inédite de par leur éloignement, les caractéristiques imposées par le milieu marin et les fortes puissances généralement en jeu. Cet article vous propose une sélection de cinq innovations françaises permettant la bonne intégration de ces nouvelles éoliennes situées en mer.
Éoliennes offshores au large de Copenhague – Crédit photo : Mariusz Paździora en CC
De l’offshore au farshore grâce aux éoliennes flottantes
Les éoliennes offshores présentent un avantage par rapport aux éoliennes terrestres : les vents marins rencontrent moins d’obstacles, sont plus soutenus, plus réguliers et moins turbulents que sur terre. A puissance égale, une éolienne offshore peut produire jusqu’à deux fois plus d’électricité qu’une éolienne terrestre. Alors que les éoliennes offshores traditionnelles sont directement installées sur les fonds marins, les éoliennes flottantes, aussi appelées éoliennes farshore, offrent l’avantage de pouvoir être construites sur terre et implantées dans des zones où la profondeur dépasse 50 mètres. Ce qui est particulièrement adapté au territoire français, dont la profondeur des côtes dépasse souvent cette limite dès lors que l’on s’éloigne de plus de cent de mètres du littoral. Des sociétés françaises comme EDF, Engie ou DCNS disposent d’un très bon niveau d’expertise dans le domaine.
Limiter les pertes grâce au courant continu
Plus la distance entre le littoral et l’éolienne augmente, plus l’intégration au réseau électrique amène son lot de contraintes inédites. Le transport de l’électricité sur de longues distances induit des pertes non négligeables. En convertissant le courant alternatif produit par les éoliennes marines en courant continu, il est possible de limiter ces pertes. Des sociétés comme ABB, Engie, GE Grids Solutions et Siemens ont développé des compétences de pointes sur ce type d’installations. Elles souhaitent même aller plus loin puisque demain, les fermes éoliennes offshores substitueront leurs liaisons ne dites point-à-point par un véritable réseau maillé entre éoliennes. Les installations de ce genre permettraient de mutualiser l’ensemble de la production éolienne d’un site et de la distribuer comme une seule et même production. Le maillage permet également de se prémunir des défaillances de câbles puisque l’électricité produite pourra emprunter différentes voies de transport.
Les éoliennes verticales plus adaptées aux vents marins
La société Nénuphar a développé à Lille un prototype d’éolienne flottante à axe de rotation vertical. Cette innovation technologique devrait à terme permettre de surpasser les performances des éoliennes classiques grâce à un effet aérodynamique qui augmente la performance du rotor. D’après l’entreprise, cette solution augmenterait le rendement vent-électricité afin de dépasser les 50 % contre 43 à 45% pour des éoliennes classiques. Pour l’instant, seuls des prototypes sur terre ont été testés. Le premier prototype offshore d’une puissance de 2 MW devrait être installé près de Fos-sur-Mer au cours de l’année 2017.
Vers une maintenance prédictive des éoliennes offshores
Les parcs éoliens offshores soulèvent également le problème de la maintenance en mer. Des entreprises comme Engie, Schneider Electric ou EDF Énergie Services tissent des partenariats avec des PME françaises, comme Cornis et Acoem, pour mettre au point des solutions de maintenance prédictives. Basées sur de nouveaux capteurs embarqués aux éoliennes et des technologies Big Data, ces solutions permettant de diagnostiquer l’arrivée d’une panne et ainsi de limiter le recours aux couteuses interventions en mer. RTE a également développé SafeWind, une solution similaire spécialisée sur les situations extrêmes de vent.
Optimisation de l’orientation des pales grâce aux données météorologiques
La société Leosphere en partenariat avec l’IFP Energies Nouvelles a développé la solution Wise Control qui mesure en temps réel la vitesse du vent en amont des pales. Grâce à cette information, il est alors possible d’optimiser le système d’orientation des éoliennes pour améliorer leur alignement au vent et ainsi augmenter leurs performances. Wise Control permet également éviter les événements violents qui pourraient endommager le matériel. Ce qui se traduit par des coûts de maintenance maitrisés.
ITEMS International pour Think Smartgrids