WindFloat Atlantic se compose de trois éoliennes de 8,4 MW installées à environ 20 kilomètres de la côte de Viana do Castelo, au Portugal. Bien que sa taille soit modeste par rapport aux autres parcs éoliens offshore en exploitation, la particularité du projet réside dans ses plateformes flottantes. Cette conception permet de construire des éoliennes dans des eaux auparavant inaccessibles, avec des profondeurs de plus de 100 mètres.
Les parcs éoliens offshore ne sont pas une nouveauté. Le premier parc éolien offshore, connu sous le nom de Vindeby, a été construit en 1991 dans le sud-est du Danemark, près de Lolland. Il s’agissait d’un projet de démonstration visant à prouver s’il était possible de produire de l’énergie éolienne en mer. Alerte spoiler : c’est possible.
Le parc Vindeby comptait 11 éoliennes d’une capacité totale de 5 MW et a été construit dans une eau de 2 mètres (m) à 5 m de profondeur. Vindeby a fonctionné avec succès pendant plus de 25 ans avant d’être complètement démantelé en 2017. Malgré sa petite taille, le parc éolien de Vindeby a ouvert la voie au développement de l’énergie éolienne en mer. Fin 2019, 29,1 GW de capacité éolienne offshore ont été installés dans le monde, selon le Global Wind Energy Council. L’Agence internationale pour les énergies renouvelables a prévu que la capacité éolienne en mer atteindrait 228 GW d’ici 2030, et serait proche de 1 000 GW d’ici 2050.
Les éoliennes ont parcouru un long chemin depuis la mise en service de Vindeby. Le 19 mai, Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) a lancé une turbine offshore à entraînement direct de 14 MW avec un rotor de 222 mètres. L’entreprise affirme que la puissance de cette turbine pourrait atteindre 15 MW, grâce à la fonction Power Boost de SGRE. D’autres fournisseurs d’éoliennes ne sont pas loin derrière. GE Renewable Energy a commencé à produire de l’électricité à partir d’un prototype Haliade-X de 12 MW sur un site à Rotterdam, aux Pays-Bas, en novembre dernier. MHI Vestas Offshore Wind, une coentreprise entre Vestas Wind Systems A/S (50%) et Mitsubishi Heavy Industries (50%), affirme que son unité V164-10,0 MW a été la première éolienne offshore commerciale à deux chiffres au monde.
L’éolien offshore offre plusieurs avantages par rapport aux conceptions terrestres. Le plus important d’entre eux est que les ressources éoliennes offshore sont plus abondantes, plus fortes et soufflent de manière plus constante que les ressources éoliennes terrestres. De nombreuses éoliennes en mer ne sont pas visibles depuis la terre ferme, de sorte que les personnes qui considèrent que les éoliennes sont une horreur pour les yeux sont moins enclines à s’opposer à leur installation. En outre, les éoliennes offshore n’occupent pas des terres qui pourraient être utilisées à des fins agricoles ou autres. Les écosystèmes marins peuvent même bénéficier de ces structures, car elles protègent la vie marine en limitant l’accès à certaines eaux et en augmentant les habitats artificiels.
Les éoliennes offshore à fondation fixe ne sont pas couramment installées dans des eaux plus profondes qu’environ 50 m, mais ce n’est plus un obstacle majeur au développement futur. De nouvelles conceptions flottantes ont changé le paysage (ou peut-être que paysage marin est un meilleur terme) et ouvert un tout nouveau monde d’opportunités pour l’industrie.
WindFloat Atlantic mise en service
Le 27 juillet, Windplus-un consortium d’EDP Renewables (54,4%), Engie (25%), Repsol (19,4%), et Principle Power Inc. (1,2 %), a annoncé que WindFloat Atlantic était pleinement opérationnel et fournissait de l’énergie propre au réseau électrique du Portugal. WindFloat Atlantic se compose de trois éoliennes MHI Vestas de 8,4 MW, pour une capacité totale d’environ 25 MW. Ces éoliennes sont les plus grandes jamais installées sur une plateforme flottante. Pour reconnaître cette réalisation révolutionnaire (ou peut-être que brise-glace est un meilleur terme), POWER a décerné au projet un prix Top Plant dans la catégorie des énergies renouvelables et félicite toutes les parties impliquées dans sa réalisation pour un travail bien fait.
EDP Renewables a déclaré que le projet WindFloat Atlantic s’appuyait sur le succès du prototype WindFloat1, qui a été exploité entre 2011 et 2016. Le prototype de 2 MW a réussi à produire de l’énergie sans interruption pendant cinq ans, selon l’entreprise, survivant complètement indemne à des conditions météorologiques extrêmes, y compris des vagues allant jusqu’à 17 m et des vents atteignant 60 nœuds.
L’une des trois plateformes WindFloat Atlantic a été construite sur les chantiers navals d’Avilés et de Ferrol en Espagne (figure 1), tandis que les deux autres ont été fabriquées sur les chantiers navals de Setúbal au Portugal. Les plateformes ont une hauteur de 30 m et une distance entre les colonnes de 50 m. L’assemblage en cale sèche a permis de réaliser d’importantes économies logistiques et financières, selon EDP Renewables. Une fois assemblées, les plateformes ont été remorquées vers leurs sites d’amarrage permanents à l’aide de remorqueurs standard.
1. La première plateforme WindFloat Atlantic a été chargée dans les installations de Navantia à Fene, en Espagne. La plateforme flottante, conçue par l’équipe d’ingénieurs de Principle Power, est une réalisation majeure pour l’industrie éolienne offshore. Avec l’aimable autorisation de : Principle Power Inc.
La technologie d’amarrage de WindFloat permet d’installer les plateformes dans des eaux de plus de 100 m de profondeur, et sa conception offre une stabilité dans des conditions météorologiques et maritimes défavorables, comme l’a prouvé le prototype. Cette conception révolutionnaire permettra une utilisation beaucoup plus importante des vastes ressources éoliennes en mer. Le consortium s’attend à ce que l’installation et la mise en service réussies du WindFloat Atlantic servent de tremplin au développement futur de l’éolien en mer. Le groupe estime que le modèle peut être reproduit dans d’autres zones où des conditions défavorables du fond marin ou une profondeur d’eau importante signifient que la technologie éolienne offshore traditionnelle fixée au fond n’est pas une option.
EDP Renewables a déclaré que le projet bénéficiait d’un soutien abondant de la part des institutions publiques et privées, ce qui est une grande raison pour laquelle plusieurs entreprises de premier plan ont décidé de prendre part à l’initiative. Le gouvernement portugais, la Commission européenne et la Banque européenne d’investissement ont tous contribué en apportant un soutien financier à ce projet unique en son genre. Parmi les autres entreprises impliquées dans l’entreprise figurent la coentreprise entre Navantia/Windar, le groupe A. Silva Matos, Vryhof, Bourbon Subsea Services, MHI Vestas et le fournisseur de câbles dynamiques JDR Cables.
La construction a débuté en octobre 2018. L’une des principales étapes du projet a été le départ de la première structure flottante de son point d’assemblage à Ferrol à la fin de l’été 2019. La deuxième plateforme a quitté le port en décembre 2019. En mai 2020, la dernière des trois plateformes d’éoliennes préassemblées qui composent le projet a quitté le port de Ferrol en direction de sa destination finale, à 20 km au large des côtes portugaises. WindFloat Atlantic est devenu pleinement opérationnel en juillet 2020.
Installer WindFloat Atlantic
Vryhof était chargé de livrer l’ensemble complet d’amarrage. « Cela comprend les services de gestion de projet, le contrôle de la chaîne d’approvisionnement et l’interface entre les autorités de certification », explique Senol Ozmutlu, directeur de projets chez Vryhof, dans la première vidéo d’une série en quatre parties sur l’installation.
« C’est un projet difficile car il n’y a pas d’autre projet en tant que tel auquel nous pourrions nous référer », dit-il. « Mais l’équipe derrière ce projet est très orientée vers les solutions et également extrêmement compétente. »
Bourbon était chargé de l’approvisionnement et de l’installation de l’équipement d’amarrage, ainsi que de l’installation du câble électrique sur l’éolienne flottante. Dans la deuxième partie de la série de vidéos, Hélène Butat, responsable des opérations de Bourbon, a déclaré : « C’est mon travail de mettre le nez de tout le monde dans la même direction. »
Butat a expliqué que, comme le projet était une première du genre, de nouvelles procédures ont dû être créées pour le travail. « C’est un réel avantage d’avoir une bonne équipe. Des gens en qui vous pouvez avoir confiance. Des gens dont vous connaissez les compétences. Vous savez en quoi ils sont bons. C’est essentiel. »
En plus de fournir sa solution technologique brevetée WindFloat, Principle Power était responsable de l’ingénierie complète et de la certification de la plateforme. Elle a activement soutenu la fabrication, l’installation et la mise en service des trois unités, et sera responsable de l’exploitation et de la maintenance du parc éolien.
« Le grand avantage de notre technologie flottante est que nous pouvons utiliser des techniques terrestres pour installer des éoliennes, puis, plus tard, nous pouvons installer l’ensemble en mer avec le flotteur et la turbine prête à tourner », a déclaré Tiago Godinho, directeur des opérations chez Principle Power, dans la troisième vidéo.
La pandémie COVID-19 a causé quelques défis lors des phases finales de l’installation, mais l’équipe a surmonté l’obstacle. Dans le quatrième épisode de la série vidéo, Butat a déclaré : « Tout le personnel a dû rester en quarantaine pendant sept jours avant que tout le monde puisse rejoindre le navire. » Une fois à bord, des mesures de sécurité supplémentaires auraient été mises en place pour protéger le personnel.
Butat a déclaré qu’il y avait beaucoup de réunions d’interface entre Bourbon, Principle Power et Vryhof pour développer le meilleur processus pour installer l’équipement. « C’est un peu complexe, parce qu’il s’agit de la synchronisation de plusieurs navires, ainsi que des opérations sous-marines », a-t-elle déclaré.
« En étant les premiers arrivés, il y a bien sûr un risque », a déclaré Jose Pinheiro, directeur du projet WindFloat Atlantic pour EDP Renewables. « Il s’agit d’un projet innovant, donc en ce sens, il y avait toujours des risques inhérents au déploiement de ce parc éolien. »
Mais tout s’est réuni à la fin. « Voir les pièces jaunes, les colonnes, les poutres, puis la tour éolienne qui tourne – c’est magnifique », a déclaré Godinho.
» L’avantage clé était la technologie d’assemblage utilisée : l’assemblage en cale sèche a permis de réaliser d’importantes économies logistiques et financières, et les plateformes ont été remorquées à l’aide de remorqueurs standard « , a déclaré Pinheiro à POWER. « Le potentiel futur de cette technologie pour de nombreux endroits dans le monde – à commencer par la quasi-totalité de la péninsule ibérique – est énorme. »
« À partir de trois plateformes flottantes, nous avons 25 MW. Il y a dix ans, personne n’aurait cru que cela puisse arriver », a déclaré Ozmutlu. « Ce projet change définitivement la donne ». ■
-Aaron Larson est le rédacteur en chef de POWER.