l'éolien en mer par maxisciences.com

* en rouge mes remarques

Si en France cette technologie n’a pas encore vu le jour, elle fait l’objet de nombreux projets concrets pour les années à venir. Par ailleurs, d’autres pays (Royaume Uni, Pays-Bas, Danemark...) ont déjà installé plusieurs fermes au large de leurs côtes et ne comptent pas s’arrêter en si bon chemin.

Présenté comme source d’énergie propre, durable, et comme un des moyens à mettre en œuvre pour atteindre les objectifs de l’Union européenne en terme de réduction des émissions de dioxyde de carbone, l’éolien offshore semble désormais incontournable.
Différent de l’éolien terrestre sur plusieurs aspects, l’éolien en mer attire ainsi de plus en plus les entreprises et investisseurs. C'est le cas au Royaume Uni par exemple.
Maxisciences s’est donc intéressé de près à cette technologie.
Comment fonctionne une éolienne offshore ?
Quelle est la différence entre une éolienne en mer et une éolienne terrestre ?
Comment sélectionner les zones qui vont les accueillir ?
Où en est la France ?
Qui est leader dans le monde ?
Quelless sont les critiques formulées par les opposants à cette technologie ?

Le terme "éolienne" vient du grec Eole (Dieu du vent). Cette machine est tout d'abord un aérogénérateur. Elle permet aujourd’hui de transformer l’énergie cinétique du vent en énergie électrique.

Comment fonctionne cette machine, surtout lorsqu’elle se trouve en mer ?
L’éolienne en mer, dite "offshore" (terme ango-saxon), fonctionne sur le même principe qu’une éolienne terrestre. Elle se compose ainsi des mêmes éléments principaux : 

- une tour cylindrique appelée mât : elle va soutenir la nacelle et les pales, et doit donc être à une hauteur suffisante pour permettre leur mouvement et les soumettre à des vents forts et réguliers. Les câbles électriques de raccordement au réseau et l'échelle d'accès sont situés à l'intérieur ;

- une nacelle, située en haut du mât, abritant plusieurs composants nécessaires au fonctionnement de l’éolienne, notamment le générateur qui produit de l'électricité grâce à la rotation des pales, le multiplicateur qui transforme la force de rotation (au lieu d'une rotation à faible vitesse avec une grande force, on obtient une rotation avec une vitesse importante et une petite force) et les équipements qui servent à freiner les éoliennes et les orienter dans le sens du vent ;

- un rotor, fixé à la nacelle, qui est composé de trois pales de manière générale et du nez de l’éolienne. Il sera entraîné par l’énergie du vent.
- Un élément diffère cependant par rapport aux éoliennes terrestres. Il s’agit des fondations. Ce sont elles qui vont accueillir les mâts. Celles-ci sont réalisées en fonction de la profondeur et des caractéristiques du fond marin ainsi que des courants. Généralement, elles sont en béton ou en métal, et enfoncées dans le sol, sous l’eau, à l’aide d’une grue transportée sur les flots. 

- L’éolienne est ensuite reliée au réseau électrique par l’intermédiaire de câbles sous-marins.
- Afin de minimiser les pertes en ligne et le nombre de câbles rejoignant la terre, l’installation d’une ou plusieurs stations de transformation en mer est indispensable.
Chaque éolienne du parc est donc reliée à ce poste de transformation, qui va ensuite monter en tension l’électricité, pour au final n’avoir qu’un seul câble qui injecte l’électricité ainsi fournie dans le réseau électrique terrestre.


Pour donner une idée des ordres de grandeur, l’exemple des éoliennes de London Array, le plus grand parc en construction outre-Manche, qui vise à terme à fournir 1 GW d’électricité : les fondations d'une éolienne peuvent aller jusqu’à 52 mètres de haut et faire 5,7 mètres de diamètre, pour un poids de 450 tonnes.

Qu’est-ce qui différencie l’éolien terrestre de l’éolien offshore et pourquoi va-t-on jusqu’à construire en mer ?
Si le principe de fonctionnement d’une éolienne offshore est le même que pour une éolienne terrestre (onshore), en revanche, les conditions en mer impliquent la construction d’engins plus robustes : les mâts doivent résister à la force des vagues et du courant, il faut penser à la protection contre la corrosion et au raccordement électrique via des câbles sous-marins. Le raccordement des parcs éoliens en mer est spécifique en raison de l’éloignement du réseau électrique. Face à ces contraintes, l’installation est beaucoup plus coûteuse que pour les éoliennes terrestres.
Mais bien que les coûts de construction, d’installation et de maintenance soient plus élevés en mer que sur terre, l’éolien offshore permet d’obtenir une production plus régulière et plus importante. Les vents sont beaucoup plus puissants au large des côtes, ce qui rend le dispositif séduisant pour nombre d’entreprises.
Selon France Energie Eolienne, "un site à quelques kilomètres en mer peut produire 50% d’énergie en plus qu’un site voisin sur la côte". De plus, une éolienne en mer peut fournir jusqu’à 5 mégawatts en moyenne (MW), soit 15 GWh d’électricité par an, alors que les éoliennes terrestres sont limitées à 3 MW.
Beaucoup de riverains s’élèvent contre l’éolien terrestre à cause de la "pollution visuelle". L’impact visuel moins important des éoliennes offshores (à condition qu’elles soient installées suffisamment loin des côtes) fait donc également pencher la balance pour la construction en mer. Malheureusement, plusieurs turbines restent visibles depuis le rivage sur certains sites, comme par exemple au large de Great Yarmouth, à l’est du Royaume Uni, où les 30 éoliennes du parc de Scroby Sands s’élèvent au-dessus des flots à seulement 2,5 kilomètres de la terre ferme.

Si le principe de l’éolien offshore paraît séduisant à de nombreux égards, les critiques quant à son utilisation se multiplient.


Quels sont les avantages et inconvénients de l’éolien offshore aujourd’hui ?
Avantages
Parmi les points forts attribués aux éoliennes offshore, l’argument écologique arrive largement en tête : il s’agit d’une forme d’énergie infinie, donc durable, et propre. Les éoliennes en mer ne nécessitent aucun carburant et ne créent pas de gaz à effet de serre. Elles ne produisent aucun rejet nocif pour la santé et l’environnement, ni pour les riverains, ni pour les générations futures.

Il y a également un avantage économique, largement mis en avant au Royaume Uni, leader dans ce domaine depuis quelques années : ces fermes éoliennes permettent de créer de l’emploi et de redynamiser une zone. L’entretien d’un parc éolien crée peu d’emplois en soi, mais l’étude, la fabrication, le montage et la maintenance d’un parc éolien peuvent en générer des centaines, voire des milliers, assurent les promoteurs. Avec les fermes qui vont être créées dans les années à venir au large de ses côtes, le Royaume Uni espère ainsi créer un peu plus de 70.000 emplois.

Inconvénients
L’impact visuel reste une donnée importante pour les riverains et amoureux de la nature. Si certains exploitants assurent trouver cela "beau" à l’horizon, *je trouve qu'elles sont fines et gracieuses quand elles dansent dans le vent, elles bien plus jolies que nos zones industrielles qu'on n'habille même pas de verdure pour masquer leur laideur. De nombreuses voix s’élèvent pour dénoncer le côté anti-esthétique des installations dans le paysage. Les éoliennes doivent être construites à plusieurs dizaines de kilomètres des côtes pour contrer ce problème. Mais la profondeur de certaines zones fait que cela n’est pas toujours possible. Par ailleurs, si l’éolienne en fin de vie est démantelée et ne laisse aucune trace dans le paysage, le socle en béton destiné à la stabiliser dans l’eau ne bougera plus. Difficiles à extraire de la terre, les fondations restent donc enfouies à l’emplacement de l’éolienne. * oui et alors ? les algues viendront tapisser le socle qui ne sera qu'un rocher de plus !!!

Autre pomme de discorde : comment concilier activité de pêche et développement de ferme éolienne en mer ? Il est très difficile de demander aux pêcheurs de laisser les exploitants grignoter de l’espace sur leur zone d’activité. C’est un problème majeur qui n’est pas encore réglé en France pour les projets à venir et qui demande un véritable dialogue entre chaque partie. Ces dernières années, alors même qu'aucun appel d'offres n'a encore été lancé dans l'Hexagone, plusieurs associations ont été créées pour dénoncer ce problème et empêcher l'aboutissement de plusieurs projets prévus au large de la Bretagne. C'est notamment le cas de Sans Offshore à l'Horizon (SOS à l'horizon).
L’impact sur les écosystèmes marins fait aussi partie des inquiétudes. Une étude intitulée "Greening blue energy" a été réalisée par l’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) et rendue publique le 27 juin 2010, démontrant que la construction et l’exploitation de parcs éoliens offshore auraient des impacts négatifs sur la faune marine et les oiseaux migrateurs, aussi bien temporaires que durables. Selon cette étude, le bruit des travaux de construction représente le plus grand danger pour l’environnement marin, faisant fuir certaines espèces de poissons. Les ondes sonores influenceraient également le comportement des dauphins et des phoques dans un rayon de 20 kilomètres. Mais d'autres études poussées sur ces conséquences manquent encore aujourd’hui. Par ailleurs, certains animaux doivent êtres "chassés" des endroits convoités par les promoteurs. "Il n’est pas rare que l’on doive effrayer des baleines pour qu’elles quittent une zone où l’on doit opérer", a confié à Maxisciences Richard Rigg, chef de projet sur la ferme éolienne London Array outre-Manche, le projet le plus ambitieux du monde pour le moment qui vise à générer 25 GW à terme.
oui c'est un inconvénient pour les animaux marins mais ils sont assez intelligents pour déserter la région pendant les travaux, de plus au regard de l'accident de la plate forme pétrolière au Mexique qui a provoqué un désastre écologique gigantesque affectant des milliers de Km de zone de pèches et de littoral, je crois que l'inconvénient est moindre que les constructions de puits de pétroles envisagés à 3000m de profondeur!

Autre question que l’on est en droit de se poser : avec l’installation de ces fondations dans l’eau, qu’en est-il de la corrosion et comment la contenir durablement ? En outre, l’énergie éolienne est toujours considérée comme une énergie d’appoint, de par la difficulté aujourd’hui de pouvoir stocker l’électricité. Et lorsque les vents sont trop forts (25 m/s environ), il est nécessaire d’arrêter les turbines à distance, depuis une salle de contrôle, sur le port.

On ne peut pas installer des éoliennes n’importe où au large. Alors quels sont les critères retenus pour choisir les zones en mer adéquates pour accueillir les turbines ?
Il faut savoir que les fonds marins regorgent de "surprises" : épaves ou encore bombes oubliées de la Seconde guerre mondiale. Il convient donc dans un premier temps d’examiner en détails chaque zone sous-marine. Ensuite, il faut penser à pouvoir, dans la mesure du possible, concilier ces constructions en mer avec l’activité des pêcheurs, les couloirs de transport maritime et les zones d'extraction marines. Sans oublier l’impact environnemental : des études doivent être menées sur la faune et la flore sous-marine. En effet, implanter des éoliennes n'importe où peut poser certains problèmes pour l'écosystème si, par exemple, elles sont installées dans des zones de reproduction ou de migration de certaines espèces.

Autre critère pour sélectionner l’endroit où seront implantées les fermes éoliennes : les zones propices sont celles où la profondeur d’eau est faible, typiquement moins de 50 mètres, selon le Syndicat des énergies renouvelables (SER). Enfin, pour réduire le coût de l’installation, l’éolienne ne doit pas être située trop loin du réseau électrique. Les coûts de raccordement peuvent être élevés car toute l’installation électrique est enfouie sous les fonds marins.


En Europe, les premières éoliennes en mer ont été implantées en 1993, au Danemark et aux Pays-Bas. Depuis, les parcs se multiplient face à l’urgence écologique. L'année 2010 a enregistré une augmentation record de la capacité éolienne et de nouveaux projets de grande ampleur doivent voir le jour.
Selon l’EWEA, Association européenne de l’énergie éolienne, l’Europe comptait en janvier 2011 1.136 éoliennes offshore, pouvant produire 2.964 mégawatt (MW), soit l’équivalent des besoins en électricité de 2,9 millions de foyers européens.
Le Royaume Uni est le leader, non seulement en Europe mais au niveau mondial, avec une capacité installée de 1.341 MW.
Le Danemark (854 MW) arrive en deuxième position,
suivi des Pays-Bas (249 MW),
de la Belgique (195 MW)
et de la Suède (164 MW).
Viennent ensuite l'Allemagne (92MW),
l'Irlande (25 MW),
la Finlande (26 MW)
et la Norvège (2,3 MW).
La France, toujours absente de ce marché, vise quant à elle une capacité de 6 GW d'ici à 2020.

En 2010 en Europe, 308 nouvelles éoliennes en mer installées dans cinq pays ont apporté 883 MW supplémentaires, soit une hausse de 51% par rapport à 2009. Ces équipements représentent un investissement de 2,6 milliards d'euros et concernent 9 parcs.

La production d’électricité grâce aux éoliennes offshore devrait encore augmenter en 2011 avec le lancement de l’appel d’offres pour une ferme de 600 turbines en France et le début des travaux de construction d’une gigantesque ferme au large de l’Angleterre, London Array, qui à terme vise à produire 1 GW d’électricité. Selon les projections de l'EWEA, entre 1.000 et 1.500 MW supplémentaires devraient être raccordés aux réseaux cette année.
Dix parcs éoliens en mer sont actuellement en construction, représentant une capacité de 3.000 MW. 
Au total, les États européens ont donné leur aval pour la construction de 19 GW, ce qui suffirait à fournir en électricité les 14 plus grandes capitales européennes, rapporte La Tribune, et cela sans compter l'importante capacité visée par le Royaume Uni (25 GW), qui n'a pas encore été entièrement validée. D’ailleurs, le Royaume Uni dépasse déjà depuis 2008 le Danemark dans ce domaine, alors que ce dernier était pionnier.
Toujours d’après l’EWEA, la puissance installée en 2020 en Europe pourrait atteindre 40.000 MW, soit l’équivalent de l’ensemble de la consommation domestique française.


En scrutant l’horizon, toujours aucune turbine au large de l’Hexagone. Mais plusieurs projets sont en lice pour pouvoir installer les premières éoliennes en mer à partir de 2015. *on sait pas pourquoi on attend autant on préfère s'accrocher au nucléaire...
La France dispose du deuxième espace maritime mondial après les États-Unis, avec ses quatre façades maritimes et ses territoires d’Outre-Mer. Pourtant, il n’y a pour l’instant pas de fermes éoliennes au large de ses côtes. Nombreux sont ceux qui pensent que la France est encore trop attachée au nucléaire, d’où ce retard par rapport aux autres pays européens. *Les accidents nucléaires de Tchernobyl ceux aux USA et au Japon ne sont pas des leçons suffisantes pour l'état français changer petit à petit son parc énergétique!

Cependant, le site Meretmarine.com, du groupe Le Telegramme, évoque également les raisons suivantes pour expliquer ce retard : "Ces dernières années, de nombreux projets ont été présentés mais ils faisaient face à des problèmes de règlementation et à la volonté de l'Etat de ne pas démultiplier les parcs en mer et donc le nombre de plateformes de raccordement au réseau électrique (structures très onéreuses prises en charge par RTE) C'est pas plus onéreux que le nucléaire et c'est plus écologique. Il a donc été décidé, en 2009, d'encadrer le développement de l'éolien offshore devant le littoral hexagonal et de prendre en compte ses spécificités".
Le journaliste poursuit : "En juillet 2010, dans le cadre de la loi Grenelle 2, les procédures administratives ont été simplifiées, avec la suppression des zones de développement éolien, ainsi que l'application à ces parcs du droit de l'urbanisme et du permis de construire. Les parcs éoliens sont, désormais, soumis à une procédure unique d'autorisation domaniale (autorisation d'occupation du domaine public maritime), qui prévoit une étude d'impact et une enquête publique. La loi a aussi initié l'optimisation et la mutualisation du raccordement électrique".
La situation devrait donc changer dans les années à venir. Le Grenelle de l’environnement prévoit d’ailleurs l’installation d’un parc éolien de 6.000 MW (soit 1.200 turbines) en mer d’ici 2020. Selon France Energie Eolienne, "cela représenterait plus de 1,5 milliard d’euros d’investissement chaque année. La réalisation de cet objectif implique la mise en place des infrastructures électriques et des fondations associées. Tout ce matériel devra en outre être assemblé, transporté, stocké puis installé sur les sites. Au total, en 2020, ce sont un peu plus de 1.000 éoliennes qui seront installées en mer (...). Elles produiront 18 TWh, soit l’équivalent de la consommation domestique (chauffage compris) de 8 millions de personnes".

Le 25 janvier dernier, le président de la République Nicolas Sarkozy a confirmé l'implantation au large des côtes françaises de cinq zones pouvant accueillir des éoliennes offshore.
Les sites retenus sont : Dieppe-Le Tréport et Fécamp en Seine-Maritime, Courseulles-sur-Mer dans le Calvados, Saint-Brieuc dans les Côtes-d’Armor et Saint-Nazaire en Loire-Atlantique. Elles couvrent, au total, une surface de 533 kilomètres carrés.

Des retombées économiques
Pour l’État, la construction et l'exploitation de fermes éoliennes offshore va permettre de développer de l'activité dans les zones portuaires et les chantiers navals. Ces derniers peuvent espérer des retombées en matière de logistique, de réalisation, d'assemblage, de construction de bateaux et de maintenance. A terme, le gouvernement estime que 10.000 emplois peuvent être créés dans cette nouvelle filière.


Quid du tarif d’achat de l’éolien offshore ?
En France, le tarif d’achat de l’électricité éolienne offshore est défini par l’arrêté du 17 novembre 2008 à 0,13 euro/KWh durant les dix premières années, puis entre 0,03 et 0,13 euro/ kWh, selon la vitesse moyenne du vent sur le site, les dix années suivantes.

"Bien que le vent en mer soit plus fort et plus constant que sur terre, ce prix est légèrement plus élevé que celui de l’éolien terrestre, en raison de coûts de raccordements et d’investissements supérieurs", rapporte l’EWEA, l’Association européenne de l’énergie éolienne. A noter que le tarif français est l’un des plus faibles d’Europe : il est fixé à 0,15/kWh en Allemagne et à 0,23 euros/kWh au Portugal.

Premier potentiel européen devant la France, le Royaume Uni est devenu le premier producteur d'électricité offshore au monde, avec en 2010 une capacité installée de 1.341 MW (soit 436 turbines opérationnelles).
Le chiffre de 1.341 MW devrait rapidement croître avec le parc de London Array, au large de la côte est du Royaume Uni, prévu avant les Jeux Olympiques de Londres. Un parc de 245 kilomètres carrés qui prévoit à terme 341 éoliennes capables de produire 1 GW d'électricité, soit l'équivalent de la consommation de 750.000 foyers en électricité (soit 350.000 de plus que le parc éolien danois d'Anholt prévu pour 2013).
En attendant, la plus grande ferme éolienne en mer outre-Manche est celle de Thanet, au large du Kent, qui comporte 100 turbines (pour un total de 300 MW) capables d’alimenter en électricité jusqu’à 200.000 foyers. Situées à 11 kilomètres des côtes du Kent, dans 20 à 25 mètres d'eau, les turbines atteignent 115 mètres au-dessus du niveau de la mer et se répartissent dans une zone de 35 kilomètres carrés. Cette ferme impressionnante, inaugurée en septembre 2010, a nécessité un investissement de près de 910 millions d’euros.

Pour le moment, les Britanniques possèdent 13 parcs offshore opérationnels, comptabilisant 436 turbines. Le pari est donc plutôt réussi pour les Britanniques, qui parviennent ainsi à s’imposer comme les leaders mondiaux dans ce domaine. Et alors que le Grenelle de l’environnement prévoit l’installation en France d’un parc éolien offshore de 6.000 MW en 2020, le Royaume Uni affiche clairement des objectifs plus ambitieux : le pays s’attend à générer au total 20.000 MW la même année.

Les Britanniques se sont en partie tournés vers ce domaine pour pouvoir augmenter la part d’électricité renouvelable dans leur mix énergétique (ils espèrent atteindre les 15% d’énergie renouvelable d’ici 2020 et réduire de 34% leurs émissions de gaz à effet de serre par rapport aux niveaux de 1990). Mais pour notre voisin, il s’agit aussi de stimuler le secteur de l’énergie des mers, alors que l’offshore pétrolier et gazier et ses 60.000 emplois sont en déclin. Le pays s’attend à ce que les entreprises investissent sur son territoire au moins 100 milliards de livres sterling d’ici 2020, selon UK Trade & Investment, l’agence gouvernementale britannique qui aide et conseille les entreprises étrangères à s'implanter au Royaume Uni.
C’est donc une véritable industrie qui s’est mise en place outre-Manche ces dernières années et qui fait tout son possible pour attirer les investisseurs d’où qu’ils viennent. Siemens (Allemagne), General Electric (Etats-Unis), Mitsubishi (Japon) et Clipper Windpower (Etats-Unis), par exemple, se sont lancés dans l’aventure chez nos voisins britanniques. Et selon les promoteurs, un peu plus de 70.000 emplois pourraient être créés. L’éolien en mer devrait ainsi dépasser l’éolien terrestre outre-Manche dans les années à venir.

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