Planète

Bientôt des éoliennes flottantes en plein océan ?

Le potentiel mondial de l'éolien offshore, de 18.450 TWh/an, pourrait subvenir en théorie aux besoins en électricité de la planète. Mais c'est au large, là où les eaux sont plus profondes, que soufflent les vents les plus forts et les plus constants. Une équipe d'ingénieurs américains tente donc d'identifier les défis techniques que suppose un parc d'éoliennes géantes flottant dans ces eaux profondes.

Les éoliennes offshores en eaux profondes (plus de 40 mètres) sont exposées à des vents plus puissants et plus constants que sur le littoral. Cependant, dans ces zones, les installations doivent résister à des conditions météorologiques plus extrêmes sans pouvoir être directement implantées dans les fonds océaniques. © Statkraft CC by-nc-nd 2.0

Alors que les Etats-Unis tentent de rattraper leur retard en lançant leur premier projet de parc éolien offshore, l'Institut Polytechnique de Worcester (WPI) réalise une étude sur la faisabilité technique des éoliennes offshores en eaux profondes. En effet, les éoliennes actuellement en mer sont toutes situées dans des eaux peu profondes (moins de 40 mètres). Or c'est plus au large, là où les eaux sont plus profondes, que les vents sont les plus forts et les plus constants.

Pour l'instant, une seule éolienne exploite les vents de cette zone : Hywind, l’éolienne flottante de 2,3 mégawatts (MW) de la compagnie norvégienne Statoil.

Pour subvenir aux besoins en électricité des Etats-Unis, ce type d'éolienne offshore est essentiel. En effet, les 28 Etats côtiers consomment à eux seuls 80% de l'électricité américaine. En exploitant au maximum l'éolien terrestre, seul 20% des besoins de six Etats seraient satisfaits, tandis qu'avec l'éolien en eaux peu profondes 20 à 100% de la consommation électrique de 26 Etats seraient assurées. Plus au large, les ressources sont encore plus importantes.

Cliquer pour agrandir. Hywind, l’éolienne flottante en eaux profondes de Statoil. © StatoilHydro

Des éoliennes plus productives, mais plus exposées aux éléments

Si à ce jour un seul projet d'éoliennes en mer a vu le jour aux Etats-Unis, c'est à cause des problèmes d'esthétique et de paysage qu'elles causent. Cette difficulté est levée dans le cas d'éoliennes en eaux profondes (plus de 40 mètres), plus au large et invisibles de la côte. En outre, ces éoliennes ont l'avantage d'exploiter des vents plus forts et plus constants, ce qui augmente leur production et leur fiabilité en tant que source d'énergie. Implantées dans un réseau intelligent, le problème de l'intermittence de la production peut même être en partie corrigé.

Pourtant, si l'éolien en eaux profondes présente ces avantages, il est soumis à de nombreuses contraintes techniques. David Olinger et Gretar Tryggvason de l'Institut Polytechnique de Worcester étudient donc la faisabilité technique d'un projet de 100 éoliennes flottantes de 5 MW, chacune pouvant peser jusqu'à 7.000 tonnes pour 90 mètres de hauteur...

Comment les transporter ? Quels types de flotteur, de plate-forme et de système d'ancrages résisteront aux violentes tempêtes et aux puissantes vagues ? Quelles sont les variations environnementales entre les sites ? Pour répondre à ces questions cruciales, l'équipe des deux chercheurs passera trois ans à réaliser des simulations informatiques et, dans le cas des phénomènes non-linéaires comme les tempêtes, à expérimenter sur des modèles physiques (maquettes) dans les bassins de l'Alden Research Laboratory.

« Notre travail est fondamental, affirme David Olinger. Si l'énergie éolienne en eaux profondes est appelée à jouer un rôle significatif pour aider les Etats-Unis à atteindre leur objectif de production de 20% de son énergie à partir de l'éolien, le savoir que nous créons sera essentiel. »

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