Faut-il construire des éoliennes en mer ?

Bernard Tardieu, Président de la Commission Énergie et changement climatique de l’Académie des Technologies

Président de la commission Énergie et changement climatique de l’Académie des technologies

Les éoliennes en mer sont conçues sur les mêmes principes que les éoliennes à terre. Elles bénéficient de plusieurs avantages : le vent est plus régulier en mer et plus fort, ce qui permet de réaliser des turbines de plus grande puissance fonctionnant plus souvent et plus régulièrement. La durée de fonctionnement est généralement comprise entre 3 000 et 3 500 heures selon les sites en Europe alors qu’elle est de nettement moins de 2 000 heures à terre (il existe sous d’autres climats des bons vents à terre, par exemple dans les zones d’alizés). La vitesse du vent est en moyenne de l’ordre de 10 à 11 m/s en mer du Nord, un peu moins en Atlantique (9 m/s) alors qu’à terre, les vitesses sont, en Europe, de l’ordre de 4 à 7 m/s. Plus la vitesse du vent est grande et plus la puissance produite pour une certaine longueur de pales est grande.

La construction des éoliennes en zone portuaire et leur transport maritime permet de construire des éoliennes de grandes dimensions. La nouvelle génération de turbines propose des puissances unitaires entre 5 et 7 MW (Alstom, Areva, Vestas, Siemens). La durée de vie est estimée à au moins 60 000 heures, soit environ 20 ans. La partie fixe a une durée de vie d’environ 50 ans. La turbine d’Alstom a une puissance de 6 MW et un diamètre de 150 mètres. Son générateur est à aimant permanent, ce qui évite les balais qu’il faut changer périodiquement, et tourne à la même vitesse lente que les pales. D’autres solutions techniques sont possibles. La technologie des turbines à axe vertical est développée par le projet « nénuphar » de 2 MW destiné à terme à équiper des fermes en eau profonde, ancré dans le fond par des tirants. L’avantage de ces turbines est leur centre de poussée situé assez bas, limitant l’effet de basculement de la plateforme flottante. Toutes ces éoliennes sont des machines de haute technologie aussi bien pour les pales que pour la partie génération électrique et le génie civil. La nacelle et le rotor pèsent entre 350 et 500 tonnes.

Ces avantages sont contrebalancés par des coûts d’installation et de fonctionnement nettement plus élevés que ceux des éoliennes à terre. Les éoliennes offshore actuelles sont posées et ancrées dans des fonds situés à quelques dizaines de mètres de profondeur et à une dizaine de kilomètres des côtes. Elles sont groupées pour faciliter la gestion de l’énergie, son transport à terre et la maintenance. L’entretien en mer est très coûteux car la location des bateaux d’intervention est de l’ordre de 200 000 € par jour. Il faut donc mettre au point une stratégie de maintenance préventive et corrective avec un contrôle à distance, une forte redondance de la partie électrique et des inspections préventives et correctives grâce à de petits bateaux. 

Plusieurs champs ont été attribués en 2012 à différents groupes d’industriels à Fécamp (500 MW), Saint-Nazaire (480 MW), Courseulles (450 MW), soit une centaine d’éoliennes pour chaque champ, dont la surface sera d’environ 2 000 à 3 000 ha. Le coût du MWh fourni varie entre 170 €/MWh et 200 €/MWh soit très nettement plus que l’éolien à terre.

Industriellement, c’est une bonne option pour la France de développer une filière dynamique dans le domaine des éoliennes en mer pour lesquelles il existe de nombreux sites favorables dans le monde. Du point de vue patrimonial, l’intérêt est très dépendant de la durée de vie des installations. Si cette durée de vie dépasse trente ans, au moins pour la partie fixe, alors la production d’électricité atteindra un coût acceptable.