Au sein de l’Institut Carnot MERS (Marine Engineering Research for Smart, Sustainable and Safe Seas), les scientifiques de l’Ifremer ont les moyens de tester des solutions technologiques innovantes en matière de transition énergétique. Deux expérimentations sont en cours de réalisation dans la station d’essais de Sainte-Anne du Portzic, située en rade de Brest. La première vise à réduire les coûts de l’éolien en mer grâce à une rotation des pales autour d’un axe vertical. En effet, il faut savoir que l’éolien en mer s'appuie aujourd’hui principalement sur les technologies développées pour l’éolien terrestre, c’est-à-dire sur des modèles faisant tourner 3 pales autour d’un axe horizontal. Seule différence : le mât est posé en fond de mer à une profondeur maximale de 30 à 40 m.
Ainsi, les parcs d’éoliennes en mer sont donc le plus souvent installés dans des zones à faible fond, comme cela est notamment le cas en mer du Nord. A l'heure actuelle, la France dispose du deuxième gisement éolien en mer en Europe, après la Grande-Bretagne. Pour poursuivre son développement, les pouvoirs publics compte aussi sur l’éolien flottant car bon nombre de côtes françaises affichent des profondeurs trop importantes pour envisager de l’éolien posé. Pour l’heure, une seule éolienne flottante est en service en France, au large du Croisic, avec une production de 2 MW. Mais d’autres projets sont déjà validés pour des mises en service qui vont s’échelonner entre 2022 et 2030.
Axe vertical : une économie de l'ordre de 40%
« Mais tout cela repose sur la technologie à axe horizontal, or nous pouvons aussi envisager de l’éolien flottant à axe vertical », explique Michel Répécaud, ingénieur et chef de projets à l’Ifremer, « ce principe permet d’abaisser le centre de gravité des éoliennes, de diminuer leur taille, ainsi que celle des flotteurs ». Au total, les coûts pourraient être réduits de près de 40%. L’expérimentation qui va débuter sur la digue de Sainte-Anne, réalisée en partenariat avec les sociétés Hydroquest et GEPS Techno, concerne un prototype d’éolienne de 11 m de hauteur doté de pales de 4 m. Elle permettra de caractériser la performance de la structure dans des conditions réelles de vent, mais aussi de réaliser des enregistrements sonores pour mesurer la gêne induite.
« Ce type d’essais est très important car les principaux freins à l’éolien en mer reposent non seulement sur des aspects budgétaires, mais aussi sur des critères d’acceptabilité sociétale », souligne Michel Répécaud. Pour finaliser le projet, l’éolienne sera ensuite testée sur le site SEM-REV de Centrale Nantes (premier site européen d’essais en mer multi-technologies et connecté au réseau). In fine, si toutes les étapes sont validées, elle devrait être mise en service sur ce même site pour produire de l’hydrogène offshore dans le cadre du projet Lhyfe.
Un système houlomoteur
La deuxième expérimentation en cours à Sainte-Anne du Portzic concerne un prototype de digue produisant de l’énergie à partir des vagues. Nommée Dikwe, cette digue à énergie positive a été conçue par le groupe Legendre en partenariat avec la société GEPS Techno. « Avec ce type de systèmes, l’objectif à terme est de pouvoir profiter de la construction ou de la prolongation d’une digue pour mettre en place des dispositifs permettant de récupérer l’énergie des vagues », explique Michel Répécaud.
Le prototype installé par l’Ifremer aura la forme d’un canal de 4 m de haut, 4 m de large et 6 m de profondeur (il s'agit de l’échelle ⅕ du projet final). Il sera équipé d’un système houlomoteur et amortisseur pour que les vagues viennent actionner un volet oscillant situé sur la paroi du fond. Ce volet activera ensuite des vérins permettant de transformer l’énergie de la houle en énergie électrique. Le test débutera en décembre. S’il se révèle concluant, le dispositif sera installé en baie d’Audierne à l’échelle 1 dans le courant de l'année prochaine.
