Quelles capacités de production pour l’éolien en mer en Europe du Nord ?
L’Europe du Nord est une zone favorable pour l’implantation de parcs éoliens en mer posés, en raison des vitesses importantes du vent et de la faible profondeur des mers. Le Royaume-Uni, le Danemark, l’Allemagne, la Belgique et les Pays-Bas sont les pays les plus avancés dans ce domaine.
À ce jour, la France a installé un seul démonstrateur d’éolienne flottante au large de Saint-Nazaire mais plusieurs projets de parcs commerciaux éoliens posés sont en cours en Manche et en Atlantique. Des fermes pilotes éoliennes flottantes sont également prévues en Atlantique et en mer Méditerranée afin de préparer le déploiement commercial de cette filière.
Une connaissance précise de la ressource en vent sur plusieurs années et à l’échelle de différents pays peut permettre de mieux caractériser les capacités de production de l’éolien en mer et ainsi de planifier le développement de cette technologie.
Mieux connaître les variations du vent au niveau local
Dans le cadre de travaux sur la connaissance du potentiel éolien en mer, le Commissariat Général au Développement Durable du Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire a demandé au Cerema d’effectuer une analyse de données de vent existantes en mer, au large de pays européens qui développent ces technologies. Cette étude a été présentée lors des XVe journées du génie côtier – génie civile, qui se sont tenues à La Rochelle du 29 au 31 mai.
Des données issues de modèles météorologiques fournies par différents organismes spécialisés et de mesures in situ dans la partie nord-ouest de l’Europe ont ainsi été collectées puis analysées pour :
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Identifier les écarts entre modèles et mesures ;
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Caractériser des variations spatiales et temporelles du vent ;
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Identifier et comparer des formules pour l’extrapolation verticale du vent ;
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Déterminer un facteur de charge théorique pour les éoliennes en mer.
Les jeux de données issus des différents fournisseurs sont globalement cohérents. Les écarts les plus importants se situent à proximité des côtes et diminuent au large, là où les vitesses augmentent.
Grâce notamment à des données horaires sur plusieurs dizaines d’années, les moyennes mensuelles et horaires du vent ont été représentées sur des cycles annuels et journaliers de manière à identifier les périodes de vents forts et faibles bien que le régime de vent présente également des variations interannuelles. Les variations du vent, qui devraient évoluer avec le changement climatique, peuvent impacter fortement la production éolienne en mer en Europe et doivent donc être prises en considération dans le développement des projets.
Plusieurs formules tenant compte des caractéristiques de la surface de la mer ont été testées pour extrapoler verticalement la vitesse du vent. Les vitesses de vent du modèle CFSR (Climate Forecast System Reanalysis) à 10 mètres ont été estimées aux hauteurs balayées par les pâles des éoliennes.
A partir de la vitesse moyennée sur l’ensemble de la surface balayée par les pâles de l’éolienne et d’une courbe de production éolienne déduite des caractéristiques des technologies actuelles, le facteur de charge théorique moyenné sur 31 ans a ensuite été calculé et représenté sur l’ensemble de la zone d’étude.
Les résultats obtenus pourraient être améliorés en utilisant des données entrantes plus précises et en ayant une meilleure connaissance des courbes de production des technologies éoliennes actuelles.
Par ailleurs, des travaux sur l’évaluation du potentiel éolien ont été menés dans le cadre des projets CMIP (« Coupled Model Intercomparison Project », projet d'intercomparaison de modèles couplés) de la communauté scientifique internationale, afin d’ identifier les évolutions du potentiel éolien au cours des prochaines décennies. Ces travaux produisent des simulations climatiques à partir de différents modèles qui servent notamment à établir les conclusions des rapports du Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’évolution du Climat.