Les éoliennes de grande puissance
(plus de 2000 kW )
L’éolienne Haliade-X construite en France par la société
américaine General Electric en collaboration avec la société française Alsthom qui
devait fournir une énergie annuelle proche de 67 GWh
(67 millions de kWh) ne sera pas la plus grosse. Les chinois vont mettre en
place en haute mer une éolienne répondant au doux nom de MySE16-260 capable de
résister d’après son fabricant à des vents de 280 Km/h et ayant un diamètre de
rotor de 260 m presque deux fois plus important que les 150 m de la « grosse »
hydrolienne française (voir figure ci-dessous)
La puissance produite par une éolienne est intermittente et très dépendante
de la vitesse du vent. La Danish wind industry association apporte des
précisions intéressantes lorsqu’elle explique que cette puissance varie avec le
cube de la vitesse du vent. (Une éolienne dans un vent 2 fois plus élevé
produira donc 8 fois plus de puissance). Le fait que la vitesse du vent
augmente avec l’altitude en raison des effets de
parois explique l’orientation vers le gros éolien marin afin d’augmenter la
puissance. Le Syndicat des Energies Renouvelables français évalue les
capacités des parcs en puissance plutôt que de parler en termes d'énergie fournie
annuellement par le parc éolien. Dans la pratique, du fait de sa production
intermittente une notion de facteur de charge est à considérer.
|
Il était temps, en France le projet d’implanter en Bretagne des éoliennes offshore
dans une zone ventée idéalement et non cyclonique a pris du retard. Ceci
alors que l’éolien terrestre français en 2017 est lui en bonne progression. La figure ci-contre montre ce que va être en définitive
le 1er parc éolien français en termes d'importance. Celui-ci composé de 71
fondations gravitaires de 5 000 tonnes supportant chacun une turbine de 7 MW
sera de 498 MW installés. Il y a tout lieu de penser que cette puissance est
dans la pratique la puissance maximum qu'il est envisageable de produire avec
ce parc éolien. |
|
La puissance moyenne produite de telle sorte que l'on soit
parfaitement à l'abri de la casse sera naturellement plus faible. Dans la
pratique l’électricité produite en kWh par l'éolien en France sera probablement
calculée à partir d'un fonctionnement à pleine charge pendant seulement 2 440
heures par an (sur 8 760 heures). Ceci correspondant à un facteur de
charge d’à peine 30%. A noter que le facteur de charge de très grosses
éoliennes comme la Haliade-X serait notablement amélioré.
Situé à 89 km des côtes du Yorkshire le plus grand parc
éolien offshore au monde d’une puissance de 1 218 MW nommé Hornsea est entré en service régulier en 2022.
Un 2eme parc d'une puissance équivalente est prévu sur le même site
Contrairement aux capteurs solaires voltaïques qui délivrent du courant
continu et qui nécessitent un onduleur, les éoliennes produisent directement du
courant alternatif. Bien que la régulation de ces grosses machines soit
complexe ces machines sont parfaitement au point. Il est vraisemblable que l'on
fait varier l'incidence des pales lorsque la vitesse du vent change pour faire
tourner les pales à vitesse constante afin de respecter la fréquence du réseau
de 50hz.(60 hz aux USA). L’incroyable dynamisme du Danemark dans les
énergies du vent ne se limite pas aux éoliennes fortes puissances mais au fait
que ces éoliennes sont du type offshore et disposés en mer. Il est aussi dans
le fait que ce pays fabrique des petites éoliennes à l’échelle d’une maison
individuelles sous la marque Windspot.
Certifiées par un organisme réputé comme la SEPEN, elles peuvent assurer le
besoin en énergie d’un foyer logeant dans une maison individuelle bien isolée
(4000 à 6000 kWh annuel) dans les zones où le vent souffle à une vitesse
moyenne supérieure à 5 m/s.
Différentes
techniques en offshore
|
Fondation gravitaire
|
Fondation métalllique type Jacket
|
Fondation monopieu
|
|
Flottantes
|
||
Liste des principaux constructeurs d'éoliennes dans le
monde.
L’Allemagne et le Danemark construisent
les plus puissantes éoliennes au monde (6 MW à Druiberg)
|
Constructeur |
Modèle |
Puissance
(kW) |
Diamètre
rotor (m) |
Hauteur
tour (m) |
|
General
Electric |
Haliade-X |
12 000 |
220 |
? |
|
Alsthom |
|
8000 |
? |
? |
|
Vestas |
V164 |
7000 |
164 |
140 |
|
Allemand? |
Implantation
à Druiberg |
6000 |
|
|
|
5000 |
122 |
90 |
||
|
2300 |
82 |
ND |
||
|
2500 |
100 |
ND |
||
|
2500 |
89 |
ND |
||
|
2500 |
93 |
ND |
||
|
2500 |
96 |
ND |
||
|
5000 |
115 |
100 |
||
|
3000 |
100 |
70
- 100 |
||
|
6000 |
114 |
124 |
||
|
6000 |
126 |
ND |
||
|
2300 |
71 |
64
- 113 |
||
|
2500 |
100 |
65
- 160 |
||
|
2500 |
80 |
65
- 160 |
||
|
2500 |
90 |
85
- 160 |
||
|
2300 |
94 |
100
- 120 |
||
|
2500 |
100 |
100 |
||
|
3000 |
90 |
70 |
||
|
3000 |
94 |
85 |
||
|
3600 |
111 |
ND |
||
|
3000 |
104 |
ND |
||
|
2500 |
100 |
85
- 100 |
||
|
5000 |
116 |
ND |
||
|
2300 |
82 |
ND |
||
|
2750 |
92 |
ND |
||
|
2500 |
100 |
100 |
||
|
2400 |
80 |
ND |
||
|
2500 |
80 |
60
- 105 |
||
|
2300 |
90 |
80
- 105 |
||
|
2500 |
90 |
70
- 120 |
||
|
2500 |
80 |
60
- 80 |
||
|
2500 |
90 |
80 |
||
|
2500 |
90 |
80
- 100 |
||
|
2500 |
100 |
80
- 100 |
||
|
5000 |
129 |
80
- 120 |
||
|
3500 |
100 |
ND |
||
|
3500 |
91 |
ND |
||
|
2300 |
82 |
60
- 80 |
||
|
2300 |
82 |
58.5
- 100 |
||
|
2300 |
93 |
88
- 103 |
||
|
3600 |
107 |
80
- 96 |
||
|
2100 |
88 |
80
- 100 |
||
|
2750 |
100 |
100 |
||
|
3000 |
112 |
84
- 119 |
||
|
3000 |
90 |
80
- 105 |
||
|
3000 |
100 |
90
- 100 |
||
|
3000 |
90 |
80
- 100 |
Reste à savoir pour quelle vitesse de vent ces grosses
éoliennes produisent une telle puissance.
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La figure
ci-dessus représentant une des 3 pales constituant le rotor d’une des plus
grosses éoliennes au monde construite par les danois (La Vestas
V164 de 7000 kW) La longueur de
cette pale 80m donne une idée du gigantisme de ce genre de réalisation. Vu les
contraintes en cas de cyclones et les risques de casse ou d’incendie qui en
résultent, il faut beaucoup de courage pour persévérer dans cette voie. On
est en droit de se demander s’il ne serait pas plutôt préférable de se
préoccuper de la façon dont on consomme avec l’effet joule pour assurer le chauffage de l’habitat. |
Pour éviter la casse de ces grosses éoliennes dans les zones
cycloniques ou pour les faire disparaître du paysage dans les zones sensibles
les constructeurs commencent à prévoir un dispositif d'effacement par vérins
hydrauliques ce qui vient encore aggraver le coût du kWh produit (Le surcoût
par rapport au mat fixe est de l'ordre de 35%). Il ne semble pas que les
réalisations offshores comme celles du Danemark puissent être équipées d’un dispositif de basculement
comme celui évoqué ci-dessous en cas de tempête. On imagine la somme
d'expérience et de compétences qu'il faut acquérir pour basculer un tel
ensemble dont la hauteur est voisine d'une 1/2 tour Eiffel. Peu de société
dans le monde sont capables de relever un tel défi. |
.
Exemple de motorisation comparable réalisée pour un pont
levis de 50 m de long
Historique des projets de mise en œuvre des éoliennes
offshores françaises
La ministre de l'Ecologie a tranché : les deux projets de
parcs éoliens offshores du second appel d'offres français ont été attribués au
consortium GDF Suez- Areva. Ségolène
Royal a rendu public les résultats du second appel d'offres éolien maritime :
les deux futurs parcs du Tréport (Seine-Maritime) et de Noirmoutier
(Loire-Atlantique) seront construits et gérés par le consortium GDF Suez-Areva. En tout, 1.000 MW de
puissance à installer (soit de quoi alimenter en électricité plus de 1 million
de personnes), qui viendront s'ajouter aux 2.000 MW déjà attribués lors du
premier appel d'offres, dont GDF-Suez avait été le grand oublié au profit d'EDF
et Alstom. Lors de son intervention, la ministre de l'Ecologie a parlé de
"saine compétition, tirant collectivement vers le haut" entre les
deux groupements industriels. "Il s'agit d'une répartition équitable entre
les opérateurs, deux consortiums, champions des EnR",
a affirmé Ségolène Royal qui déclare avoir suivi l'avis de la Commission de
Régulation de l'Energie qui lui avait été remis voilà quelques semaines.
"Globalement, ce sont les entreprises françaises, ainsi que leurs
partenaires européens, qui gagnent", a déclaré la ministre de l'Ecologie
Elle a précisé que le choix avait été très serré et que les critères des cahiers
des charges étaient particulièrement proches sur le projet de Noirmoutier. Car
sur le projet du Tréport, GDF Suez partait avec une longueur d'avance,
puisqu'il avait déjà déposé le seul dossier de candidature pour ce parc lors du
premier appel d'offres. Le dossier avait été écarté, entraînant la "remise
en jeu" de la zone lors du second round. Gérard Mestrallet, le président-directeur
général de GDF Suez s'est déclaré "heureux de cette décision" qui
faisait de ce jour, "un jour de grande fierté". Il a annoncé que le
travail entamé avec les élus des régions concernées allait se poursuivre afin
de rentrer dans une phase plus concrète rappelant qu'au Tréport, les premières
discussions dataient de près de 10 ans. Le dirigeant a notamment salué son
partenaire industriel, Areva, pour
avoir mis à disposition une nouvelle éolienne géante de 8 MW de puissance,
"un vrai bijou de technologie". Gérard Mestrallet
a également tenu à souligner que si son consortium se trouvait en concurrence
avec un autre groupement comprenant Alstom, les deux entités étaient néanmoins
partenaires sur d'autres projets d'énergies marines, en particulier dans l'hydrolien. Ce haut responsable d’Areva
s'est félicité de la reconnaissance de la stratégie de répartition entre
l'énergie nucléaire et les renouvelables". La construction et
l'exploitation-maintenance de ces deux parcs entraîneront la création d’environ
500 postes de personnel qualifié pour chacune des deux zones, principalement
dans les ports.
Se porter vers l’international ?
La ministre de l'Ecologie a insisté sur le soutien
qu'elle entendait apporter aux énergies renouvelables, "un axe essentiel
pour la transition énergétique", et sur l'ambition de faire de la France
une puissance écologique européenne. Ségolène Royal a rappelé que 6.000 MW de
puissance éolienne offshore devaient être opérationnels d'ici à 2020, afin de
couvrir 3,5 % de la consommation électrique nationale. Afin d'y parvenir, un
troisième appel d'offres, comportant potentiellement de l'éolien flottant,
devrait donc être lancé. "Pour renforcer la filière, et poursuivre le
développement de l'éolien en mer, nous allons identifier de nouvelles zones
d'implantation", a déclaré la ministre, qui a demandé que les résultats
des études lui soient remis cet été et qu'ils servent de base à des
concertations locales. Au-delà du territoire français, Ségolène Royal vise
l'international, précisant que le potentiel éolien offshore en Europe
atteignait les 30 GW. La décision d'attribution des parcs constitue donc un
véritable tremplin pour les industriels concernés afin de porter à l'étranger
les couleurs françaises
Contre toute attente
le programme d’éoliennes offshores françaises prend malgré tout corps
La ministre de
l'Ecologie a tranché : les deux projets de parcs éoliens offshore du second
appel d'offres français ont été attribués au consortium GDF Suez-EDPR-Neoen Marine-Areva. Une annonce qui fait un malheureux, le
groupement formé par EDF et Alstom.
Ségolène Royal a
rendu public les résultats du second appel d'offres éolien maritime : les deux
futurs parcs du Tréport (Seine-Maritime) et de Noirmoutier (Loire-Atlantique)
seront construits et gérés par le consortium GDF Suez-Areva. En tout, 1.000 MW
de puissance à installer (soit de quoi alimenter en électricité plus de 1
million de personnes), qui viendront s'ajouter aux 2.000 MW déjà attribués lors
du premier appel d'offres, dont GDF-Suez avait été le grand oublié au profit
d'EDF et Alstom… Lors de son intervention, la ministre de l'Ecologie a parlé de
"saine compétition, tirant collectivement vers le haut" entre les
deux groupements industriels. "Il s'agit d'une répartition équitable entre
les opérateurs, deux consortiums, champions des EnR",
a affirmé Ségolène Royal qui déclare avoir suivi l'avis de la Commission de
Régulation de l'Energie qui lui avait été remis voilà quelques semaines.
"Globalement, ce sont les entreprises françaises, ainsi que leurs
partenaires européens, qui gagnent", a déclaré la ministre de l'Ecologie
Elle a précisé que le choix avait été très serré et que les critères des
cahiers des charges étaient particulièrement proches sur le projet de Noirmoutier.
Car sur le projet du Tréport, GDF Suez partait avec une longueur d'avance,
puisqu'il avait déjà déposé le seul dossier de candidature pour ce parc lors du
premier appel d'offres. Le dossier avait été écarté, entraînant la "remise
en jeu" de la zone lors du second round. Gérard Mestrallet,
le président-directeur général de GDF Suez s'est déclaré "heureux de cette
décision" qui faisait de ce jour, "un jour de grande fierté". Il
a annoncé que le travail entamé avec les élus des régions concernées allait se
poursuivre afin de rentrer dans une phase plus concrète rappelant qu'au
Tréport, les premières discussions dataient de près de 10 ans. Le dirigeant a
notamment salué son partenaire industriel, Areva, pour avoir mis à disposition
une nouvelle éolienne géante de 8 MW de puissance, "un vrai bijou de
technologie". Gérard Mestrallet a également tenu
à souligner que si son consortium se trouvait en concurrence avec un autre
groupement comprenant Alstom, les deux entités étaient néanmoins partenaires
sur d'autres projets d'énergies marines, en particulier dans l'hydrolien. Le pdg a également annoncé le lancement prochain d'une
émission obligataire verte de très grande ampleur, afin de financer ses projets
offshores et de renouvelables en général Luc Oursel,
président du directoire d'Areva, s'est également félicité de l'attribution des
deux parcs, en plus de celui qu'il avait décroché avec Iberdrola lors du
premier appel d'offres. "Pour Areva c'est la reconnaissance de la
stratégie de répartition entre l'énergie nucléaire et les renouvelables",
déclare-t-il. L'industriel insiste sur la création d'emplois qualifiés
qu'entraîneront la construction et l'exploitation-maintenance des deux parcs.
Environ 500 postes seront créés pour chacune des deux zones, principalement dans
les ports