Éolienne en mer

Une éolienne en mer ou éolienne offshore est une éolienne implantée au large des côtes plutôt que dans les terres, pour mieux utiliser l'énergie du vent et produire de l'électricité grâce à une turbine et à un générateur électrique.

Éoliennes sur le parc éolien de Thorntonbank (28 km des côtes belges en Mer du Nord) ; la partie émergée mesure 157 m de haut, soit 184 m au-dessus du fond marin ; le diamètre balayé est de 126 m, chaque pale mesurant 61,5 m ; puissance de cinq MW par turbine « REpower ».
Les vents marins sont plus forts et plus réguliers que sur terre (ici en janvier et en juillet, en vitesse moyenne ; la couleur claire indique les zones les plus ventées).
Trépied d'éolienne en mer (Cuxhaven).

Il existe deux principaux types d'éoliennes en mer : les éoliennes fixes, qui sont implantées sur des hauts-fonds, et les éoliennes flottantes qui offrent l'avantage de pouvoir être construites sur terre et implantées dans des zones où la profondeur des fonds marins ne permet pas la construction de fondations.

En 2019, Plus de 5 000 éoliennes sont connectées, en Europe, dont 502 ont été installées dans l'année. La puissance crête cumulée représente 22,1 GW, répartis sur 110 parcs dans douze pays européens, Royaume-Uni (44 %) et Allemagne (34 %) en tête. Ces deux pays, ainsi que le Danemark, les Pays-Bas et la Belgique, abritent en 2017 98 % du parc européen, favorisé par une mer du Nord peu profonde et régulièrement bien ventée.

Histoire

En Europe, l'éolien en mer a expérimentalement débuté au Danemark dans les années 1990. Deux entreprises, Vestas et Alstom, ont été les premiers constructeurs, ensuite rejoints par Siemens et Areva. Une seconde vague de développement arrive à partir de 2010. En 2016, environ 11 GW sont déployés en Europe (à 50 % au Royaume-Uni), 30 % devant le littoral allemand et pour le reste en mer du Nord (Belgique, Pays-Bas, Danemark). La tendance est aux machines moins nombreuses et plus puissantes (5 à 6 MW vers 2015 puis 8 à 10 MW vers 2020) pour diminuer les coûts de maintenance et afin de diminuer le coût de production (l'objectif est de -20 %, soit passer de 200 à 140−150 €/MWh puis 100 €/MWh en 2020) selon Antoine Decout.

Surfaces et répartition nécessaires

Le plus grand parc éolien du Royaume-Uni, pays en pointe sur l'éolien en mer, est le London Array ; les 175 éoliennes de sa phase 1, réparties sur une surface de 100 km2, fournissent une puissance de 630 MW[1]. Après sa mise en service complète en , le parc a produit en six mois d'hiver ( - ) 1,5 TWh[2] ; extrapolée sur un an, cette production peut être estimée à 3 TWh, représentant environ 0,8 % de la production brute du Royaume-Uni (363,8 TWh en 2012)[3], alors que la surface de 100 km2 de ce parc représente 0,04 % de la superficie du pays (242 900 km2).

Selon une modélisation publiée en 2017 dans les Actes de l’Académie nationale des sciences par Anna Possner et par le climatologue Ken Caldier, l'extraction d'énergie à partir du vent à l'échelle de grandes fermes éoliennes est limitée par le rythme auquel l'énergie descend des vents élevés, plus rapides, et est transmise aux vents proches du sol[4]. Or ce transfert se fait bien mieux en mer que sur terre ; une éolienne offshore bénéficie ainsi au moins de trois fois plus d'énergie que sur terre et les vents océaniques sont par exemple en Atlantique nord 70 % plus forts et plus réguliers qu'à terre en raison de systèmes de basse-pressions hivernales nettement plus fréquents en mer qu'à terre[5]. Cette simulation conclut qu'en Atlantique-Nord des turbines pourraient récupérer nettement plus de puissance à partir du vent (jusqu’à plus de 6 W/m2 en Atlantique-nord, en tenant compte des fluctuations saisonnières du vent) qu’une ferme éolienne de taille similaire au Kansas car les vents marins plus puissants et réguliers reconstituent également plus facilement leur énergie au-dessus de l’océan après avoir été perturbés par les pales d’une éoliennes[4]. Les simulations en tenant compte suggèrent que localement, les modèles de circulation atmosphérique océanique permettraient à des fermes d’éoliennes flottantes de profiter du réservoir d'énergie cinétique de toute la troposphère sus-jacente, permettant une production encore plus importante, si importante même qu’en admettant que l’on puisse produire de manière rentable de vastes parcs éoliens marins (sur environ trois millions de kilomètres carrés), l’électricité produite en été serait l’équivalent de la consommation mondiale actuelle, et en été ces parcs éoliens pourraient produire assez d'électricité pour couvrir la demande d'électricité de l'Europe, voire des États-Unis[4]. Un commentateur (Charlie Zender, physicien à l'Université de Californie) admire ces résultats mais note que les grands parcs éoliens marins sont encore rares et loin d’atteindre la densité envisagée dans les auteurs de l’étude, qui nécessiterait des décennies au rythme actuel de construction. De leur côté les auteurs invitent les entreprises à chercher à surmonter les obstacles liés au caractère offshore des installations[4].

Puissance et facteur de charge

Les coûts de production et d'installation sont supérieurs à ceux des éoliennes terrestres classiques, mais leur facteur de charge est plus élevé car elles bénéficient d'un vent plus fort et plus régulier.

En 2014, le groupe Areva (qui se développe aussi en Écosse[6]) a confirmé, à l'occasion de la création d'une coentreprise avec le producteur espagnol de turbines éoliennes Gamesa (via sa filiale Areva Wind)[7],[8], vouloir rapidement développer une éolienne de 8 MW qui se contenterait d'un vent moyen de 12 m/s[9]. Areva entrerait alors dans le marché restreint des éoliennes de très grande puissance, qui intéresse de nombreux pays disposant d'un espace maritime. Areva a aussi postulé fin 2013 au second appel d'offres français pour l'éolien en mer avec GDF Suez, pour lequel il a prévu de produire cette nouvelle turbine de 8 MW[10]. Celle-ci comptera parmi les plus puissantes au monde, égale à celle du modèle V164 de Vestas, lancé en 2014[11].

En 2019, le facteur de charge moyen de l'éolien en mer européen est de 38 %, selon WindEurope, pour une puissance unitaire moyenne installée de 7,8 MW, en progression de 1 MW par rapport à 2018. À titre de comparaison, le facteur de charge moyen de l'éolien terrestre en France métropolitaine était de 24,7 % en 2019. La puissance moyenne des nouveaux parcs en construction « a quasiment doublé en une décennie », pour atteindre 621 MW en moyenne en 2019 contre 313 MW en 2010[11].

Le modèle Haliade-X de GE Wind Energy, d'une puissance de 12 MW, est en phase de tests en [12]. Durant cette phase d'essais, elle établit le record de production journalière[13],[14].

En , Siemens Gamesa annonce la mise sur le marché d'un nouveau modèle d'éolienne offshore de 14 MW, baptisé « SG 14 - 222 DD », doté de pales de 108 mètres de long et d'un rotor de 222 mètres de diamètre ; les premiers exemplaires devraient équiper en 2024 le parc Hai Long au large de Taïwan[15].

Coût

Une dizaine des principaux acteurs du secteur, dont Siemens, Iberdrola, GE, EDP Renewables, MHI Vestas, RWE et E.ON, ont déclaré en qu'ils estimaient pouvoir atteindre un coût de production de 80 €/MWh d'ici à 2025, coûts de raccordement inclus. Le Suédois Vattenfall a remporté en 2015 un appel d'offres au Danemark pour la construction du parc Horns Rev3 au prix de 103 €/MWh, hors raccordement (le prix raccordement varie en fonction des conditions, mais il s'établit en moyenne à 20 €/MWh). Au printemps 2016, les Pays-Bas viennent de clore un appel d'offres pour la construction de 350 MW au large de Borssele, avec un prix plafond assez bas, à 139 €/MWh, raccordement inclus ; or il y a eu 38 offres. En France, sur les six champs déjà attribués, les prix sont de l'ordre de 180 à 200 €/MWh. Mais la baisse des coûts dépend surtout de l'effet de série et suppose donc un flux constant et important d'appel d'offres : selon WindEurope, l'association professionnelle européenne, pour atteindre un coût de 80 €/MWh en 2025, il faudrait installer 4 000 MW par an après 2020[16].

Le Danois DONG Energy a emporté en l'appel d'offres sur les champs de Borssele 1 et 2 (700 MW) aux Pays-Bas en proposant un prix de 72,70 €/MWh produit (hors raccordement) ; compte tenu du coût du raccordement au réseau à terre (câbles et sous-stations électriques), évalué entre 15 et 20 €/MWh, l'appel d'offres néerlandais passe très significativement sous la barre des 100 €/MWh qui constituait l'objectif que s'était fixé la profession pour 2020. En France, les premiers appels d'offres d'éoliennes en mer (six champs d'environ 500 MW chacun) ont été attribués autour de 200 €/MWh. Le prix très bas atteint aux Pays-Bas s'explique par la politique de programmation adoptée : un gisement de 3 500 MW a été identifié et des trains d'appels d'offres de 700 MW sont organisés chaque année, avec un prix plafond qui baisse à chaque fois ; de plus, les champs néerlandais bénéficient déjà des autorisations environnementales, obtenues en amont par le réseau de transport d'électricité, ce qui permet d'accélérer la mise en œuvre du projet et de réduire les risques[17].

En France, les appels d'offre pour les parcs de Dunkerque et d'Oléron seront lancés selon la nouvelle procédure de « dialogue concurrentiel » qui prévoit des itérations entre les candidats et les services de l'État afin de préciser progressivement le cahier des charges ; l'administration réalisera des études techniques: vent, géophysique (configuration du sous-sol), état du patrimoine naturel ; ces modalités permettront de « dérisquer » le projet, donc d'abaisser son coût ; les prix pourraient ainsi tomber en France sous la barre des 150 €/MWh, au lieu des 180 à 200 €/MWh proposés lors des premiers appels d'offres[18].

Le suédois Vattenfall a remporté en l'appel d'offres pour le permis de construire et d'exploiter deux nouveaux champs éoliens en mer, baptisés Hollandse Kust et totalisant 700 MW de puissance ; cet appel d'offres exigeait que les candidats intéressés présentent leur offre sans demander de soutien financier public. Au printemps 2017, trois candidats d'un appel d'offres en Allemagne avaient déjà proposé de construire un parc en ne se rémunérant qu'au prix de marché (40 à 45 €/MWh), soit quatre à cinq fois moins que le prix des premiers parcs éoliens en mer français. Cet écart considérable s'explique par de multiples facteurs : le raccordement des éoliennes au réseau électrique terrestre, n'est pas pris en charge par les développeurs, ce qui réduit le coût de quelques dizaines d'euros par mégawattheure (MWh) ; la taille des turbines, leur productivité croissante, les fonds marins, les synergies de maintenance avec d'autres parcs à proximité et des autorisations déjà défrichées sont autant d'autres facteurs de réduction des coûts[19].

Entre 2010 et 2019, aux Pays-Bas les coûts ont chuté d'environ 70% [20]

Impacts sur l'environnement

Impacts négatifs

Les installations en mer peuvent faire courir un risque aux oiseaux migrateurs si elles sont situées sur un axe de migration, ainsi qu'un risque pour la navigation si la signalisation tout-temps n'est pas mise en place. Les éoliennes devant être solidement ancrées sur le fond marin, des impacts environnementaux momentanés sont prévisibles au moment de la construction (perturbation de la faune aquatique par les bruits et vibrations, par le brassage des sédiments, par d'éventuelles émissions accidentelles de polluants)[21].

Impacts positifs

En contrepartie, la partie immergée crée un îlot propice aux espèces fixées (qui ont besoin d'un récif ou d'un substrat dur pour se développer), par exemple, les huîtres ou les moules)[22].

Cet effet de récif artificiel peut être mis à profit pour ajouter une vocation aquacole, éventuellement multitrophique, aux éoliennes (ancrées au fond ou flottantes)[23],[24],[25],[26],[27]. Même sans gestion aquacole, le bio-encrassement croissant naturellement sur les parties immergées de l'éolienne sera rapidement une source d'habitats et de nourriture pour de nombreuses autres espèces[28], dont par exemple pour le homard en Mer du Nord selon Krone et al. (2013) [29] ou pour l'huître européenne[30].

Acteurs

Fabricants d'éoliennes en mer

Selon Wind Europe, en 2018 le germano-espagnol Siemens Gamesa est de loin le numéro un des fournisseurs en Europe, avec plus de 3 000 turbines installées (12,8 GW), soit 69 % du marché européen, suivi par MHI Vestas qui a installé plus de 1 000 turbines (3,8 GW). Siemens Gamesa affirme avoir aussi une part de marché de 50 % en Chine. L'Américain General Electric, très implanté dans l'éolien terrestre aux États-Unis, n'a installé que 28 turbines en mer ; il a annoncé l'installation d'un prototype géant de 12 MW[31].

Après la fusion des activités éoliennes de Gamesa et Siemens au sein d'une entité commune, détenue à 59 % par Siemens, puis la cession à Gamesa des parts d'Areva dans la coentreprise Adwen créée avec Gamesa en 2014, Siemens va détenir une part dominante : il était déjà de loin le premier fournisseur européen, avec 63,5 % des 11 gigawatts installés d'éoliennes en mer fin 2015, soit plus de 2 000 turbines connectées. Adwen (127 turbines installées) lui ajoute 5,7 points de parts de marché[32].

La construction des parcs éoliens met à contribution de nombreux intervenants, en particulier pour leur raccordement au réseau. Ainsi, l'entreprise française Chantiers de l'Atlantique construit des sous-stations électriques qui collectent l'électricité produite par les éoliennes avant de l'envoyer à terre par l'intermédiaire de câbles sous-marins. Elle a obtenu les commandes des sous-stations pour les futurs parcs de Saint-Nazaire, Courseulles-sur-Mer (Calvados) et Fécamp (Seine-Maritime), après avoir vendu trois sous-stations à l'export[33].

Énergéticiens

Parmi les énergéticiens qui s'équipent de parcs éoliens en mer, le leader est le danois Ørsted avec environ 7 GW de capacité en production et plus de 25 GW en construction dans le monde pour les cinq années à venir, suivi par l'allemand RWE, le suédois Vattenfall et le pétrolier norvégien Equinor. En , Total annonce l'une de ses premières opérations dans l'éolien en mer : l'acquisition de 51 % du plus grand parc en développement en mer d'Écosse, auprès de l'énergéticien SSE. En , BP achète la moitié de la participation du norvégien Equinor dans deux projets éoliens au large de New York et du Massachusetts. Les pétroliers ont des atouts indéniables dans l'éolien en mer : outre leurs larges capacités financières pour investir ou racheter des acteurs établis, ils savent mener des projets compliqués en mer où les questions de transport logistique, de construction et d'opération sont complexes. L'Agence internationale de l'énergie estime que les synergies de coûts entre les activités offshore dans le pétrole et celles dans l'éolien s'élèveraient à près de 40 %[34].

Géographie de l'éolien en mer

Alors que l'Europe a été pionnière de l'éolien en mer, le Royaume-Uni comptant en 2018 un tiers des mâts construits dans le monde, suivi de l'Allemagne, la Chine a installé 1,9 GW en mer en 2018, se rapprochant des rythmes européens : 2,6 GW de nouvelles capacités en 2018, soit 15 nouveaux parcs, selon la fédération professionnelle WindEurope. Le marché américain se prépare à démarrer : en , EDF allié à Shell a annoncé le développement de 2,5 GW au large d'Atlantic City dans le New Jersey, et des développeurs comme l'espagnol Iberdrola ou le danois Ørsted ont commencé à acheter le droit à construire, d'ici à 2025, les premiers grands champs d'éoliennes en mer dans le New Jersey, l'État de New York, le Massachusetts et le Rhode Island. Une étude d'HSBC prévoit que la Chine prendra la première place en termes de capacités installées d'ici à 2027 et que sur la prochaine décennie, davantage de volumes seront installés hors d'Europe que dans ses frontières, avec l'émergence de la Corée du Sud, du Japon et de l'Inde. Alors que les capacités en mer ne représentaient que 4 % du parc éolien mondial en 2018, leur croissance atteignait la même année 10 % des nouvelles installations, et HSBC prévoit que cette part doublera à 20 % en 2025 ; cette évaluation rejoint celle du cabinet Wood Mackenzie, qui table sur une multiplication par 5 à 6 des installations d'éoliennes en mer à l'horizon 2025, à 12 GW par an, soit 20 % des nouvelles capacités éoliennes totales[31].

Statistiques mondiales

En 2015, le plus grand parc éolien en mer au monde est celui de London Array au Royaume-Uni, avec une puissance installée de 630 MW.

La puissance installée totale des parcs éoliens en mer atteignait 18 814 MW fin 2017, soit 3,5 % de la puissance installée éolienne mondiale[35] :

Puissance installée des parcs éoliens offshore dans le monde (MW)[36],[35].
Pays 2014 2015 2016 2017
Royaume-Uni4 5005 0615 1566 836
Allemagne1 0123 2954 1085 355
Chine6581 0181 6272 788
Danemark1 2711 2711 2711 271
Pays-Bas2474271 1181 118
Belgique712712712877
Suède212212202202
Viêt Nam009999
Finlande26263292
Japon50536065
Corée du Sud553538
États-Unis0,020,023030
Irlande25252525
Taïwan0008
Espagne5555
Norvège2222
France0002
Portugal22
Monde8 72812 10514 48318 814
% accroissement+24 %+39 %+19,6 %+29,9 %

L'évolution de ce total est très rapide :

  • 2011 : 4,117 GW
  • 2012 : 5,415 GW (+32 %)
  • 2013 : 7,046 GW (+30 %)
  • 2017 : 15,8 GW (+25 %)[37]
  • 2019 : 22,1 GW (+16 %)[11].

Europe
Champ d'éoliennes au large entre l'Allemagne et le Danemark.

La puissance éolienne installée en mer de l'Union européenne atteignait 15 198 MW fin 2017, soit 84 % du total mondial[38].

L'Union européenne (où le cap des 2 000 éoliennes en mer installées et des 6 500 mégawatts en fonctionnement a été franchi fin 2013)[39], a décidé de produire 23 % de son électricité en énergie renouvelable, propre et sûre d’ici 2020, ce qui ne peut se faire sans éoliennes en mer, et donc sans établir un réseau électrique interconnecté capable de livrer l’électricité produite avec irrégularité en mer Baltique ou en mer du Nord au reste de l’Europe, ce qui est une des deux priorités annoncées par le commissaire européen à l’énergie Andris Peibalgs fin . Celui-ci a confié une mission de coordination à l’Allemand Goerg Wilhmelm Adamowitsh[40][réf. incomplète].

Selon l'association européenne des professionnels de l'éolien WindEurope[41] (anciennement European Wind Energy Association, EWEA),

  • en 2010 308 nouvelles éoliennes ont été construites en mer en Europe, soit une capacité supplémentaire de 883 MW), pour 2,6 milliards d’euros investis.
  • en 2013, 418 nouvelles éoliennes ont été raccordées (dans douze parcs marins), pour une capacité totale de 1 567 mégawatts, soit 34 % de plus qu'en 2012. 47 % des capacités nouvellement installées en 2013 l'ont été dans les eaux anglaises puis dans les eaux danoises (22 %), allemandes (15 %), belges (12 %), suédoises (3 %) et espagnoles (1 %). 2 080 éoliennes en mer produisaient fin 2013 6 562 mégawatts dans 69 parcs (onze pays), mais c'est le Royaume-Uni qui domine ce secteur (56 %) devant le Danemark (19 %), l'Allemagne (8 %), les Pays-Bas (4 %) et la Suède (3 %). Deux groupes dominent ce marché en Europe : Siemens pour 60 % et Vestas pour 23 % des installations offshore européennes[42]
  • 2014 : en janvier onze chantiers sont en cours (3 000 mégawatts prévus)[42].
  • en 2017, la capacité raccordée de l'éolien marin a augmenté de +25 % (soit +3,1 GW pour atteindre 15,8 GW) ; les nouveaux raccordements ont essentiellement été réalisés au large du Royaume-Uni (+1,7 GW) et de l'Allemagne(+1,3 GW ; ces deux pays, ainsi que le Danemark, les Pays-Bas et la Belgique abritent 98 % du parc européen qui est favorisé par une Mer du nord peu profonde et régulièrement et bien ventée. En 2017, ce marché a représenté 7,5 Mrds € d'investissements, et près de 9 Mrds € sont attendus en 2018[43]. Les 94 parcs en mer européens connectés au réseau totalisent 4 149 turbines ; leur taille moyenne augmente : 5,9 MW pour celles mises en service en 2017, soit +23 % par rapport à celles de 2016[37]

Au , le parc éolien en mer de l'Europe dépasse le cap des 3 000 turbines et 10 000 MW de puissance installée ; le premier semestre 2015 a connu une forte accélération des installations : 584 turbines ont été connectées au réseau, soit 2 350 MW, mais 2016 va être une année creuse, aucune connexion n'étant prévue au Royaume-Uni. Six projets sont en cours de finalisation pour 2 200 MW[44].

En 2018, selon Giles Dickson de WindEurope « Investir dans l'éolien offshore aujourd'hui ne coûte pas plus cher que d'investir dans les systèmes les plus conventionnels de production d'électricité ». En 2018, onze utres fermes sont en construction (+2,9 GW) et à ce rythme les 25 GW devraient être atteint dès 2020[43].

En 2019, le cap des 5 000 éoliennes connectées est franchi, selon WindEurope, dont 502 ont été installées durant l'année pasée. La puissance crête cumulée représente 22,1 GW, répartis sur 110 parcs dans douze pays européens, Royaume-Uni (44 %) et Allemagne (34 %) en tête[11].

France

Le potentiel éolien en mer de la France est évalué par l'ADEME à 30 000 MW[45].

Après l'abandon de projets situés au large de Dunkerque dans les années 1990, puis dans le sud de la Bretagne, ou dans la Manche avec le Parc éolien en mer des Deux-Côtes[46] freiné notamment en raison de la présence d'un dépôt de munitions immergées, ce pays n'avait en 2019 aucun projet en mer mis en œuvre ou en construction.

En 2009-2010, un dispositif de concertation sur a défini, sous l'autorité des préfets et pour chaque façade maritime (Bretagne, Pays de la Loire, Normandie, Aquitaine et Provence-Alpes-Côte d'Azur), des zones propices[47]. Dans la cartographie qui prend en compte la profondeur et la vitesse du vent, mais aussi la sensibilité ou la proximité de zones naturelles protégées, de zones de pêche, de couloir de transport maritime, de zones d'extraction marines, etc. :

  • des zones rouges à forts enjeux désignent les zones marines où l'éolien serait a priori exclu ;
  • Les zones orange à enjeux modérés sont des zones de tolérance
  • les zones vertes à enjeux faibles sont celles qui ne poseraient aucune contrainte majeure à l'implantation d'éoliennes.

Plus les enjeux environnementaux mis en valeur par ces cartes sont importants, plus les études d'impact devront les étudier et les prendre en compte[48].

Éolienne Haliade au Carnet, test pour le futur parc en mer.

En , avec quatre mois de retard, un appel à projets de dix milliards d'euros a été annoncé, pour environ 600 éoliennes (soit environ 3 000 MW de puissance maximale) à installer de 2010 à 2020 sur cinq sites, dits[49] :

Ceci reste loin des objectifs éoliens du Grenelle de l'environnement (23 % d'énergie renouvelable en 2020 et 25 000 MW de puissance éolienne installée à cette date, dont au moins 6 000 MW offshore avant 2020) qui selon un rapport de 2010, à ce rythme ne pourront pas être tenus[56].

Le projet global est de construire en cinq ans, de 2015 à 2020, 1 200 éoliennes en mer assurant 6 000 MW en 2020, ce qui devrait nécessiter vingt milliards d’euros[50], mais aussi permettre la création de 50 000 emplois supplémentaires et fournir 10 % de l'électricité du pays, selon Jean-Louis Bal, président du Syndicat des énergies renouvelables[57].

Le tarif d'achat de l'électricité produite par les éoliennes est fixé par un appel d'offres. Le surcoût de cette électricité par rapport au prix du marché est financé par une écotaxe sur l'électricité, sous la forme de la Contribution au service public de l'électricité (CSPE), taxe qui selon le ministère du Développement durable devait, pour financer l'éolien en mer, être relevée entre 2015 et 2020 pour un montant représentant 4 % de la facture des ménages en 2020, soit environ 25 euros par ménage et par an[50]. La CSPE a augmenté de 2006 à 2016 de 4,5 € par MWh à 22,5 € par MWh avant de se stabiliser à ce niveau[58]. Le gouvernement a réformé ce dispositif en 2015, puis en 2017 : le développement des énergies renouvelables, jusqu’ici seulement financé par les consommateurs d’électricité, est désormais aussi supporté par les consommateurs d’énergie fossile (gaz, carburants...), au travers de la contribution climat énergie (CCE)[59].

Un premier appel d'offres est annoncé pour mai 2011, pour un lancement des chantiers en 2015 et mise en service échelonnée[50]. En avril 2012, le gouvernement a rendu ses conclusions en choisissant EDF/Alstom pour trois sites, AREVA pour le site de Saint-Brieuc et en reportant son choix pour le site du Tréport. Plusieurs groupes européens dont EON et Vattenfall, ou français (EDF énergies nouvelles et Alstom ou GDF Suez via sa filiale La compagnie du vent) se montrent intéressés[60] et quatre zones sont retenues, au large de Courseulles (Calvados), Fécamp (Seine-Maritime), Saint-Nazaire (Loire-Atlantique) et Saint-Brieuc (Côtes d'Armor), pour un total de 2 000 MW.[Passage à actualiser]

Début 2013, un deuxième appel d'offres a été publié[61] pour deux parcs éoliens (de 80 à 100 machines chaque et 480 à 500 MW par projet, pour un total de 1 000 MW au maximum), au large du Tréport (Seine-Maritime) et de l'île de Noirmoutier et d'Yeu (Vendée), dont le premier était inclus dans le premier appel d'offres mais finalement non-attribué[57] par la CRE qui sélectionnera les projets. 20 % des critères de choix porteront sur « le respect de la mer et de ses usages » (20 %) [57]. Quatre mois après réception des dossiers, la CRE transmettra à la ministre de l’énergie une synthèse du projet qui servira au choix des opérateurs retenus, qui auront ensuite 7 ans et 3 mois pour mettre en service au moins 40 % des installations (90 % après huit ans trois mois et la totalité après neuf ans trois mois).

En 2017 (le ), la première pierre de l'usine de pales d'éoliennes offshore LM Wind Power a été posée à Cherbourg-en-Cotentin avec 550 personnes prévues au printemps 2018. C'est la seconde usine d'éoliennes offshore après celle d'Alstom inaugurée en 2014 près de Saint-Nazaire[62].

En 2018, la France a accumulé des retards liés à des recours ou à un processus administratif long, faisant qu'une seule machine a été remorquée en mer fin 2017 (éolienne flottante Ideol Floatgen ID1, de 2 MW) et que seuls 9 GW sont prévus pour 2023 par la Programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE)[43].

Le , un accord a été conclu sur la renégociation des contrats des parcs éoliens attribués en 2012 et 2014 à EDF, Engie et Iberdrola. Cet accord permet « une baisse de 40 % de la subvention publique et un ajustement de 30 % des tarifs » d'achat de l'électricité. Le coût pour l'État de ces projets sur 20 ans est désormais prévu à 25 milliards d'euros contre 40 milliards initialement[63].

En , une éolienne flottante de 2 MW installée au large du Croisic est mise en activité[64]. C'est encore, début , la seule éolienne en mer en fonctionnement en France[11].

Le , le Conseil d'État rejette les recours déposés contre le projet d’EDF Renouvelables d’installer 80 éoliennes au large de Saint-Nazaire[65].

Après les deux appels d'offres lancés en 2011 et 2013 en Normandie, en Bretagne et en Loire Atlantique, l’État lance en 2016 une troisième procédure de mise en concurrence pour l'installation d'un septième parc éolien dans une zone au large de Dunkerque. En , la société de projet Éoliennes en Mer de Dunkerque (EMD) est désignée lauréate du dialogue concurrentiel. Elle assure la maîtrise d'ouvrage pour les installations d'éoliennes en mer, avec RTE pour le raccordement électrique en mer et à terre. Le projet prévoit sur une zone de 50 km2, un nombre maximal de 46 éoliennes, installées sur des fondations de type monopieu, et dont la capacité unitaire est comprise entre 10 et 16 MW, avec une capacité totale maximum de 600 MW. En , la Commission nationale du débat public a été saisie pour organiser un débat public sur le projet de parc éolien en mer au large de Dunkerque prévu au printemps 2020[66]. Au printemps 2021, des marins-pécheurs perturbent le début des travaux prévus en baie de Saint-Brieuc, en encerclant l'Aeolus, un navire de 138 mètres de long sur 38 de large, qui doit poser les fondations des futures installations[67].

D'ici 2021, l’État prévoit également de lancer un nouvel appel d’offres pour réaliser un projet de parc éolien en mer au large de la Normandie, d'une puissance de 1 GW. La zone d'implantation du parc, qui devrait faire 300 km2, n'est pas encore définie. Un débat public est ouvert le , pour discuter de l’opportunité du projet, de ses caractéristiques et impacts, et de définir une ou plusieurs zones d'implantation pour les éoliennes[68]. Alors que des associations de défense de l'environnement comme France Nature Environnement (FNE) soutiennent le développement de l'éolien en mer, l'association Robin des Bois publie en un communiqué pour dénoncer « la découpe » et « l'industrialisation » de la mer, et les associations locales Gardez les caps et Pour un littoral sans éolienne (Pulse) dénoncent au contraire « la destruction du patrimoine maritime et de la pêche artisanale »[69].

En mai 2021, le ministère de la Transition écologique lance un site Internet qui recense l’ensemble des informations relatives aux projets éoliens en mer, sur chaque façade maritime de la France métropolitaine[70].

Le premier ministre Jean Castex déclare le 28 août 2021 : « Plus que l’éolien terrestre, c’est le développement des parcs éoliens en mer qui doit constituer, après le solaire, le deuxième axe prioritaire de notre stratégie en matière d’énergie renouvelable »[71].

Asie

La Chine vise un taux de 15 % d'électricité « verte » avant 2020, notamment via un grand programme éolien, terrestre, et maintenant au large[72]. Après les 34 éoliennes offshore de Shanghai (capacité de 100 MW), on évoque quatre parcs devant le littoral de la province orientale du Jiangsu (investissement de 2,4 milliards d'euros pour une capacité d'environ 1 000 MW). Les constructeurs pourraient être Sinovel, Goldwind ou Dongfang Electric[73].

Amérique

Le tout premier parc d'éoliennes offshore des États-Unis, le Parc éolien de Block Island, a été mis en service en à 5 km au large de l'île de Block Island, près de New York ; ses cinq éoliennes couvriront près de 90 % des besoins de l'île en électricité, économisant aux habitants le carburant du groupe électrogène à moteur Diesel qui alimente l'île. Le potentiel de développement de l'éolien offshore semble plein de promesses. Le département de l'énergie estime qu'il pourrait représenter près de 54 GW sur les 300 GW nécessaires pour atteindre 20 % d'énergie éolienne en 2030. Plus de la moitié de la population américaine vit près des côtes, c'est là que sont la consommation et les bassins d'emploi ; mais les éoliennes en mer suscitent la résistance des ONG de défense de l'environnement ainsi que des résidents, tandis que le cadre réglementaire, éclaté entre les États, ouvre la voie aux litiges. Si une vingtaine de projets sont à l'étude, plusieurs semblent enlisés depuis des années, comme l'emblématique projet Cape Wind, lancé au début des années 2000, qui prévoyait l'installation de 130 éoliennes au large du cap Cod, dans le Massachusetts[74].

Installations

Les techniques d'installations sont dérivées d'autres technologies en mer (pétrolières notamment) à faible profondeur.

  • Le TIV Resolution (navire-plate-forme) à Bangor, au nord de l'Irlande
  • TIV Resolution se positionnant en mer pour installer une éolienne.
  • 'Resolution' au port à Belfast
  • 'Resolution' à Belfast.

Début 2015, en préparation du projet de parc en mer de Fécamp, un démonstrateur de fondation gravitaire du Norvégien Seatower sera installé pour tester cette technologie qui doit réduire le temps et le coût de construction des parcs ; la fondation gravitaire consiste en une embase de béton surmontée d'un pied de mât en acier capable de flotter et pouvant ainsi être remorquée par des navires de remorquage classiques, évitant de recourir à des navires-grues sensibles aux conditions météo. Une fois positionnées au-dessus de leur emplacement, les fondations sont immergées par l'introduction progressive d'eau de mer. L'embase de béton est enfin remplie de sable et l'eau évacuée pour stabiliser la construction[75].

Plateformes de conversion

Notes et références
  1. (en)« The project - How it all began », site du London Array (consulté le 17 juin 2014).
  2. (en)« 3TWh generated by London Array », site du London Array (consulté le 17 juin 2014).
  3. (en) Department of Energy and Climate Change « DUKES 2013 Chapter 5 Electricity », Gouvernement du Royaume-Uni (consulté le 14 février 2014) [PDF], p. 139.
  4. (en) Anna Possner & Ken Caldeira, Open-ocean wind farms ; Article #17-05710: "Geophysical potential for wind energy over the open oceans", Proceedings of the National Academy of Science, 9 octobre 2017 ; étude soutenue par le Fonds pour la recherche innovante sur le climat et l'énergie et le Fonds de dotation de la Carnegie Institution for Science des scientifiques de la Carnegie Institution for Science de Palo Alto (Californie) (résumé et article).
  5. (en) Eli Kintisch, « Offshore wind farms have powerful advantage over land-based turbines, study finds », Science (revue),‎ (lire en ligne, consulté le ).
  6. Le groupe français Areva et le gouvernement écossais ont dévoilé, ce lundi 19 novembre un projet d'usine d'éoliennes maritimes en Écosse. Objectif : desservir le nord du marché britannique et compléter la future usine française du Havre et le site existant en Allemagne, Bati-actu, 20 novembre 2012.
  7. (en) Areva and Gamesa agree joint venture in offshore wind energy, Reuters, 20 janvier 2014
  8. Éolien offshore : Areva se rapproche de Gamesa, Batiactu, 21 janvier 2014 (consulté le 21 janvier 2014).
  9. (en) Powerful: the M5000 delivers up to 5 MW (for an average wind speed of around 12 m/s). The AREVA 8 MW wind turbine delivers up to 8 MW (for an average wind speed of around 12 m/s), AREVA (consulté 21 janvier 2014).
  10. Anne Feitz, Éolien en mer : EDF EN et GDF Suez face à face, Les échos, 28 novembre 2013.
  11. L’Europe a passé le cap des 5 000 éoliennes offshore connectées en 2019 sur connaissancedesenergies.org.
  12. L’Haliade-X, une éolienne géante de 12 MW, Connaissance des énergies, 2 octobre 2019.
  13. (en) GE's Haliade-X generates record-breaking 288 MWh in 24 hours, renewablesnow.com, 7 février 2020.
  14. (en) Haliade X-12 MW Offshore Wind Turbine Has Another Record-Breaking Day, offshorewind.biz, 7 février 2020.
  15. La course au gigantisme s'accélère dans l'éolien en mer, Les Échos, 26 mai 2020.
  16. Éolien en mer : la baisse des coûts progresse à grands pas, Les Échos, 8 juin 2016.
  17. Éolien en mer : l'objectif de baisse des coûts enfoncé aux Pays-Bas, Les Échos, 7 juillet 2016.
  18. La France veut abaisser les coûts de l’éolien en mer, Les Échos, 28 novembre 2016.
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  74. Les États-Unis installent leur première ferme en mer, Les Échos, 19 août 2016.
  75. Fondations offshore - Un démonstrateur à Fécamp, site du Journal des énergies renouvelables, consulté le 17 juin 2014.

Voir aussi

Bibliographie
  • Michel Paillard, Denis Lacroix et Véronique Lamblin, Énergies renouvelables marines, Éditions Quae, 2009.

Articles connexes
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