Éoliennes en mer : un nouvel horizon

C’est l’année prochaine ! En 2022, le premier parc éolien en mer français, celui de Saint-Nazaire, sera raccordé au réseau. Au total, sept sites éoliens qui s’étendent de Dunkerque à Noirmoutier doivent entrer en service d’ici 2027. Depuis le lancement de ces projets, les chantiers ont tous avancé à des rythmes différents. Et pour cause, chacun doit composer avec les caractéristiques propres à chaque front de mer.

Fondations variées

Les éoliennes plantées à Saint-Nazaire possèdent une structure simple, dite en monopieu, avec un mât en acier directement enfoncé dans les fonds marins. Mais ce tuyau imposant, de 4 à 10 m de diamètre, nécessite un sol mou comme du sable pour y être introduit. De plus, ce modèle ne peut être utilisé que dans les eaux peu profondes, car son unique point d’attache ne peut pas faire face aux courants plus forts du large. L’éolienne produirait alors un effet levier et se décrocherait. « Ce sont les structures qui coûtent le moins cher, donc elles sont privilégiées si leur installation est possible », indique Philippe Thieffry, chef de mission pour l’association Bretagne Ocean Power. Environ 80 % des éoliennes en mer reposent sur ce type de fondation. C’est aussi le cas en mer du Nord. Mais au parc éolien de Fécamp, près du Havre, les ingénieurs ont été confrontés à un sol rocheux, trop dur pour y planter ce support. Ils ont opté pour des fondations gravitaires.

L’éolienne est alors attachée à une base de béton de 5 000 tonnes posée au fond de l’eau. « C’est idéal lorsque les fonds sont difficiles à forer. Néanmoins, cette structure nécessite un sol plat pour être stable », poursuit Philippe Thieffry. Certains fonds marins cumulent les obstacles : en plus d’être durs, ils sont accidentés et ne peuvent pas être aplanis. C’est le cas de la baie de Saint-Brieuc, où des éoliennes en jacket s’avèrent nécessaires. « C’est un treillis métallique d’environ 1 000 tonnes qui repose sur plusieurs pieds enfoncés dans le sol », détaille Philippe Thieffry.  Les opérations pour enfoncer les pieux dans le sol prennent également différentes formes en fonction du terrain. Les monopieux peuvent être introduits par battage. Une machine enfonce alors le mât dans le sol, à la manière d’un marteau qui tape sur un clou. « C’est une technique très bruyante, qui fonctionne seulement pour les fonds meubles », précise le spécialiste.

Aléas du forage

De leur côté, les structures en jacket nécessitent d’enlever la roche avant d’y insérer les pieux. Des opérations de forage sont alors nécessaires, comme à Saint-Brieuc où trois forages sont prévus pour chacune des 62 éoliennes. Soit au total 186 pieux d’ancrage ! Ce chantier a connu des incidents techniques cet été :  les foreuses sont tombées sur des roches plus dures que prévu. Cela a entraîné à deux reprises des fuites d’huile provenant des circuits hydrauliques des outils de forage. Le chantier a dû être arrêté temporairement. Deux campagnes géotechniques avaient pourtant été réalisées en amont. « Pour cela, des ultrasons ont été envoyés dans le sol. En fonction de leur propagation, il est possible de déterminer le type de roches présent en profondeur », explique Philippe Thieffry. Mais ces mesures s’effectuent en un point précis, et certaines roches n’avaient pas été détectées. « Parmi la très grande diversité du sous-sol du secteur de Saint-Brieuc, seuls les gneiss¹ sont potentiellement des roches difficiles à forer, détaille Bernard Le Gall, géologue à l’Université de Bretagne Occidentale. La plupart des zones littorales, comme la baie de Saint-Brieuc, sont couvertes par des cartes relativement anciennes et peu précises². Établir des cartes géologiques des fonds sous-marins nécessiterait un budget conséquent. »

Ligne à haute tension sous l'eau

Une fois les fondations posées, les éoliennes sont dressées. Mais pour qu’elles remplissent leur fonction, il faut les relier au réseau électrique. Dans un parc, tous les câbles passent par une sous-station, qui fait office de multiprise géante entre les éoliennes et la terre ferme… Soit une distance de 30 kilomètres à parcourir ! « Tous les câbles électriques perdent de l’énergie au fur et à mesure qu’ils s’étendent. Dans nos appareils électroniques quotidiens, les fils sont trop courts pour que nous ressentions ces pertes, mais sur une telle distance elles sont non négligeables », explique Philippe Thieffry. Pour atténuer ce phénomène, la sous-station agit comme une ligne à haute tension³. Cela limite les pertes électriques des câbles sans causer de dommages majeurs sur l’environnement.

Éoliennes flottantes

Les mâts sont soumis dans la durée à des conditions environnementales extrêmes : vent, fooling⁴, tempêtes… Peu importe le modèle choisi, leur durée de vie n’excède pas 20 à 30 ans. Une fois cette période passée, elles seront démontées, puis recyclées. Seront-elles alors remplacées ? Il est trop tôt pour le dire, surtout qu’un autre type de structures devrait bientôt être opérationnel : les éoliennes flottantes. Elles reposent sur des flotteurs, qui maintiennent le mât à flot, et restent raccordées au sol par des câbles souples pour éviter qu'elles dérivent. Par rapport aux éoliennes ancrées, elles peuvent être installées sans tenir compte des profondeurs, et donc plus loin du littoral. « Les négociations avec les pêcheurs sur l’emplacement des parcs seront facilitées. La Région Bretagne a une volonté claire de se tourner vers ces éoliennes », précise Philippe Thieffry. Ainsi, le premier parc éolien flottant en France est prévu… au large de l’île de Groix ! Il devrait voir le jour d’ici 2029.