Les câbles dynamiques ouvrent de nouveaux horizons pour le développement de l’éolien en mer

Saviez-vous que 80 % des fonds marins de la planète sont situés à des profondeurs inexploitables pour l’éolien offshore conventionnel ?

À mesure que l’énergie éolienne prend une importance croissante dans la production d’une électricité durable pour des millions d’utilisateurs, la maîtrise des vents puissants et réguliers qui soufflent loin du littoral devient également un enjeu majeur. Or les progrès réalisés dans la conception des câbles dynamiques haute tension (HT), essentiels à l’exportation de l’énergie des parcs en mer vers les équipements à terre, ouvrent depuis peu des possibilités inédites pour l’exploitation commerciale de l’éolien en mer.

Maîtriser la puissance du vent dans des zones précédemment inatteignables

L’éolien offshore recèle un potentiel immense et jusqu’ici inexploité. En effet, si la production actuelle d’électricité offshore est dominée par les parcs dits « posés », près de 80 % du potentiel mondial de production se situe dans des eaux de plus de 60 mètres de profondeur, ce qui présente des défis considérables pour l’ensemble du secteur du transport électrique.

Néanmoins, depuis trente ans l’éolien en mer joue un rôle de premier plan dans la décarbonation de notre énergie. Et d’après les prévisions du cabinet de conseil McKinsey, la capacité totale de production offshore, qui s’élevait à 40 gigawatts (GW) en 2020, devrait atteindre 630 GW en 2050.

Les eaux profondes étant présentes au large de la plupart des littoraux de la planète, la technologie des turbines flottantes est primordiale afin d’élargir l’accès à l’énergie éolienne dans les régions côtières, et de tracer ainsi pour de nombreux pays et zones géographiques une trajectoire viable vers la décarbonation de l’électricité. Cependant, le transport de cette énergie vers la terre ferme requiert des câbles HT dynamiques particulièrement robustes, capables de résister à l’environnement hostile de la mer.

Depuis la mer jusqu’à la terre : les percées technologiques qui conditionnent l’avenir des parcs éoliens flottants

L’un des principaux avantages d’une implantation plus éloignée des côtes tient tout simplement à la puissance des vents au large. Des vents plus forts et plus constants constituent une source d’énergie plus fiable.

Grâce aux dernières avancées dans la conception des câbles dynamiques HT, des turbines flottantes et des sous-stations électriques, la transformation de ces vents soutenus en énergie durable est désormais à notre portée.

Et c’est en s’appuyant sur ces innovations que des parcs éoliens flottants à grande échelle seront mis en service avant la fin de cette décennie au large de la côte ouest des États-Unis, comme des littoraux français et sud-coréen.

Cette révolution est d’ores et déjà en marche. Le premier projet attribué d’éolien flottant est situé en France, au large du sud de la Bretagne. Une fois achevé, ce projet colossal constituera le plus grand parc éolien offshore du monde : d’une capacité de 250 MW, ce site doublera à lui seul la capacité d’énergie éolienne actuellement installée en mer sur le continent européen.

Mais pour que ce projet soit couronné de succès, l’énergie produite devra encore être acheminée à terre, où elle sera ensuite transportée et consommée. Et c’est ici que les câbles d’exportation HT dynamiques jouent un rôle déterminant : la mise au point de câbles capables de résister aux contraintes des eaux profondes aura constitué un véritable tour de force, qui a nécessité de longues années de développement !

Relever les défis de l’avenir

Le secteur du oil & gas a accumulé une longue expérience dans la mise en œuvre d’équipements électriques sous-marins moyenne tension (MT), dont tous les enseignements sont mobilisés aujourd’hui pour concevoir les sous-stations des infrastructures éoliennes en mer. Cependant, les systèmes HT sont tout autre chose !

Les tensions plus élevées et les dimensions plus vastes des équipements sous-marins HT s’accompagnent de nombreuses difficultés supplémentaires en matière de conception et de manutention à terre, ainsi que d’exigences encore plus rigoureuses pour les plages de tolérance et l’étanchéité.

Tous les systèmes HT sous-marins, y compris les câbles, les éventuelles sous-stations et leurs connecteurs, doivent subir des essais méticuleux et suivre de longs processus de qualification. Il est fréquent que de nouveaux modes de défaillance apparaissent à mesure que nous approfondissons notre compréhension des équipements sous-marins à haute tension.

Lorsqu’elle sera devenue réalité, l’installation de sous-stations ou de convertisseurs sous-marins sur les planchers océaniques changera radicalement la donne. Elle ouvrira l’accès à de vastes gisements d’énergie inexploités à ce jour, tout en améliorant l’efficacité des infrastructures existantes. Cette percée marquera une étape majeure dans la transition vers l’énergie durable du futur, notamment en améliorant de manière significative la rentabilité de l’exportation de l’électricité offshore, ce qui diminuera les coûts de production et facilitera l’optimisation des ressources.

L’essor à venir des parcs éoliens flottants

Le grand large recèle des ressources abondantes, et d’une incontestable utilité dans la transition mondiale vers une électricité décarbonée. L’implantation de parcs éoliens flottants dans des eaux toujours plus lointaines et plus profondes est appelée à jouer un rôle de premier plan dans la lutte contre le changement climatique.

L’amélioration significative des performances des câbles dynamiques HT sera déterminante pour la viabilité commerciale des parcs éoliens flottants. À ce titre, le câble Nexans de 145 kV qualifié pour une profondeur de 1300 m constitue une avancée technologique majeure, qui ouvre des possibilités nouvelles pour des projets en eaux profondes et dans des environnements marins hostiles. Cette innovation sera décisive pour l’avenir commercial de l’éolien flottant.

Dans un rapport publié en août 2023, le Global Wind Energy Council (GWEC) anticipe une forte croissance du secteur de l’éolien flottant avant la fin de la décennie, avec une capacité installée estimée à 11 gigawatts (GW) en 2030 et à 26 GW en 2032.

Dès 2031, l’éolien flottant représentera chaque année plus de 10 % des nouvelles installations éoliennes en mer. Ce poids relatif est d’autant plus remarquable lorsqu’il est rapporté à l’expansion rapide de l’éolien offshore dans son ensemble.

Cet essor contribuera fortement à l’intégration de l’électricité décarbonée dans nos infrastructures, accompagnant ainsi la réduction mondiale des émissions de CO2 et la transition vers une énergie plus propre.