ÉOLIEN OFFSHORE

Une technologie qui repousse les limites de l’éolien

Comparées aux centrales éoliennes terrestres, les centrales offshore permettent d’installer des puissances élevées, de 500 à plus de 1 000 MW, un niveau de puissance comparable aux centrales conventionnelles. La taille n’est plus une limite comme à terre où les contraintes techniques (transport et levage, gêne pour la circulation aérienne…) et les impacts paysagers sont des freins au développement de l’éolien de grande puissance. Le transport sur mer est bien plus facile notamment pour l’acheminement de certains éléments qui sont à ce jour les plus grandes pièces fabriquées par l’homme, très difficiles à transporter sur terre (par exemple, les pales de 110 mètres de longueur).

Une autre grande différence avec les centrales terrestres est la moindre part relative des éoliennes dans le coût global d’une centrale offshore : 30 à 40 p. 100 en offshore contre environ 80 p. 100 pour l’éolien terrestre.

Selon les sites, le montant de l’investissement installé en mer est de deux à quatre fois plus élevé que celui de l’éolien terrestre, mais la production est de deux à trois fois plus importante. Ces coûts sont très dépendants de l’emplacement du site.

Les États sont souverains sur la mer territoriale, jusqu’à 12 milles marins (22,2 km) des côtes et exercent des droits sur la zone économique exclusive (ZEE), jusqu’à 200 milles marins (370 km). Dans la plupart des pays, l’État définit des zones susceptibles d’accueillir des éoliennes sur la base d’une analyse technique et environnementale et lance ensuite un appel d’offres, sur un modèle voisin de celui de l’offshore pétrolier, dans lequel les promoteurs privés sont invités à proposer leur prix pour l’électricité produite. Les prix demandés dépendent du contexte national, de la géographie du site et de la rentabilité recherchée par les investisseurs. En France, les promoteurs des six premiers projets attribués en 2011 et 2013 ont finalement obtenu 0,15 € du kilowattheure (kWh) après renégociation avec l’État en 2018. Pour le projet accordé en 2019 au large de Dunkerque, l’investisseur n’a demandé que 0,044 € par kWh, un prix du même ordre que le prix de l’électricité issue des filières conventionnelles. On note aussi l’émergence de projets financés par des contrats de fourniture d’entreprises privées.

Sur les sites favorables, les coûts de production du kWh par l’éolien offshore se situent désormais au même niveau que ceux de l’éolien terrestre et du solaire de grande puissance.

Des éoliennes offshore de grande dimension

Les éoliennes utilisées en mer sont de même technologie que les éoliennes terrestres : rotor tripale au sommet d’un mât entraînant une génératrice à vitesse variable raccordée au réseau électrique. Mais, compte tenu des coûts fixes pour les fondations et l’installation, les industriels ont accru la taille des éoliennes qui atteint désormais 220 mètres de diamètre avec Haliade X (12 MW de puissance), un prototype installé à Rotterdam en 2019 et développé par General Electric. Les coûts de développement de telles machines sont très élevés (44 millions d’euros pour Haliade X), ce qui limite le nombre d’industriels présents sur ce marché. On s’attend à des puissances unitaires de 15 à 20 MW en 2030, voire 50 MW à plus long terme, avec des diamètres de l’ordre de 230 à 250 mètres. Il ne semble pas exister de mur technologique infranchissable en termes de dimensions, si ce n’est les questions de logistique, mais aussi d’aérologie car, au-delà d’une certaine hauteur, variable suivant les sites, la vitesse du vent n’augmente plus aussi vite.

Les voies d’amélioration concernent les différents éléments constitutifs de l’éolienne (pales, génératrice électrique…), mais aussi le système complet (fondations, moyens de transport[...]