Lorsqu'il a fallu exploiter à grande profondeur, l'industrie pétrolière a développé des plateformes flottantes. Aujourd'hui, l'industrie de l'éolien prend le même chemin. Plusieurs prototypes sont en cours de développement, voire en test en grandeur nature, et les premiers parcs industriels sont attendus avant 2020. La recette d'une telle technologie semble simple : il suffit d'une éolienne et d'un flotteur ! Mais la question du dimensionnement s'avère primordiale. Même si, dans la majorité des cas, les technologies des éoliennes sont identiques à celles ancrées au fond de l'eau, le choix du flotteur s'avère délicat, d'autant que les retours d'expérience sont limités. Celui-ci doit résister aux conditions marines locales sans être surdimensionné. C'est la raison pour laquelle l'éolien flottant n'en est encore qu'au stade des démonstrateurs. Pourquoi réinventer la poudre, alors que l'industrie pétrolière possède une expérience incomparable ? Clairement, les fabricants d'éoliennes s'en sont inspirés. Ainsi, Siemens, allié à Statoil, a développé dès 2009 en Norvège une éolienne flottante de 2,3 MW, baptisée Hywind et basée sur le procédé Spar (cf. schéma). Le flotteur est un grand tube qui s'enfonce jusqu'à 100 mètres de profondeur, fixé au sol par des filins. « Ce type de flotteurs est surtout intéressant à partir de 200 mètres de profondeur », souligne Frédéric Petit, directeur business development de la division Power Generation de Siemens France. De son côté, l'américain Principle Power utilise un flotteur à trois colonnes, lui aussi issu de l'industrie pétrolière, capable d'accueillir des machines de 10 MW. Les colonnes sont reliées par de gros tubes remplis d'eau, stabilisant l'ensemble par les mouvements de l'eau, qu'ils soient naturels ou générés par pompage. L'éolienne de 2 MW est posée sur l'une des colonnes, et le constructeur prévoit une commercialisation dès 2018. Quant à la société française Idéol, elle s'est alliée au japonais Hitachi Zosen pour construire une unité au large du Japon, là encore en s'inspirant de l'industrie pétrolière. « Notre flotteur, baptisé Damping pool, est le moins cher du marché, si bien que nous sommes compétitifs dès 35 mètres de profondeur, alors que tout le monde avance que l'éolien flottant n'est justifié qu'au-delà de 50 mètres, souligne Bruno Geschier. Son design est simple et compact : c'est un carré composé de cellules en béton, un matériau peu coûteux et produit localement. » L'eau de mer dans l'enceinte se déplace en sens inverse de l'eau à l'extérieur, ce qui contrebalance le mou vement, et donc stabilise la structure. Même si le design est globalement le même pour toutes les éoliennes, chaque projet est dimensionné sur mesure. La première éolienne flottante d'Idéol en France sera installée cet été au large du Croisic, en Loire-Atlantique. Bien dimensionner un projet implique de choisir entre une éolienne résistante aux mouvements fixée à un flotteur de taille moyenne, et une éolienne standard liée à un gros flotteur qui réduit les mouvements. « Il est trop tôt pour développer une turbine spécifique aux éoliennes flottantes : mieux vaut prendre une éolienne offshore standard pour démarrer, tranche Frédéric Petit. Hywind nous a permis de vérifier que la technologie fonctionnait. Nous devons maintenant passer à l'étape suivante : le développement de petites fermes pilotes, éventuellement avec des éoliennes plus puissantes. » Même raisonnement du côté de Principle Power : « Notre technologie WindFloat a été conçue pour accueillir toutes les éoliennes offshore », souligne Joshua Weinstein, responsable business development. Le français DCNS, avec Alstom, fait le pari inverse. Il développe actuellement une éolienne de 1 MW, pour installer ultérieurement celle de 6 MW d'Alstom sur un flotteur Haliade. « Nous so mme s p e r su ad é s que la solution passe par l'optimisation de l'ensemble flotteur et éolienne, indique Wilfried Bourdon, directeur du projet d'éolien flottant chez DCNS. Certains pensent qu'un flotteur peut accueillir n'importe quelle machine, mais il y a alors surdimensionnement. D'où la nécessité d'optimiser le comportement des deux. En modifiant 10 à 20 % des pièces de l'éolienne, afin qu'elle résiste aux mouvements de la mer, nous optimisons le flotteur pour cette éolienne. C'est la seule solution pour être compétitif. » Pour adapter une éolienne standard sur un flotteur, quelques aménagements sont indispensables. La tour doit être plus solide, pour résister aux efforts supplémentaires liés à la houle et aux vagues. Comme pour l'éolien offshore posé, les peintures et composants doivent supporter l'environnement marin, plus agressif. Mais surtout, il faut modifier le système de contrôle : « Les mouvements de l'éolienne dus à la houle ne doivent pas être interprétés par l'électronique comme un choc imposant une mise à l'arrêt », souligne Bruno Geschier, d'Idéol. D'autres initiatives plus exotiques voient le jour, comme Nenuphar, un projet d'éoliennes flottantes à axe vertical. Mais cette technologie n'ayant pas encore montré son intérêt à terre, il y a peu de chances qu'elle vienne concurrencer les installations en mer. À cause du coût du flotteur, une éolienne flottante est plus chère qu'une éolienne posée. En revanche, son installation est plus économique : l'ensemble est construit dans la zone portuaire, la structure est mise à l'eau, puis l'éolienne est assemblée à quai. Cela évite d'employer des bateaux de levage, très onéreux (lire EME n° 18). De même, en cas de grosse avarie, l'éolienne peut être remorquée jusqu'au port pour y subir les réparations. Les principaux marchés sont les zones maritimes ventées où les profondeurs s'avèrent élevées dès que l'on s'éloigne des côtes. Outre la France, il s'agit principalement de l'Écosse, des États-Unis, du Portugal, de Taïwan et du Japon. Ce dernier pays fait figure d'eldorado : traumatisé par l'accident nucléaire de Fukushima, avide d'énergie, avec peu d'emplacements favorables à l'éolien terrestre, il se tourne naturellement vers la mer. Et la profondeur de ses eaux rend l'éolien flottant particulièrement intéressant. En France, tous les acteurs se retrouveront à l'occasion du futur appel à manifestation d'intérêt prévu pour cette année.