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Les énergies marines aux portes de l’industrialisation

[Article du 03/04/2017]

 Florent Detroy

Les énergies marines continuent de se développer en France. Si le secteur de l’éolien offshore accumule les retards et les incertitudes, l’éolien offshore flottant se développe, lui, à grande vitesse. Derrière, ce sont l’énergie hydrolienne et l’énergie thermique qui se rapprochent du stade industriel grâce à des politiques d’innovation de plus en plus structurées.

Légende : Projet NEMO de DCNS à la Martinique, vue en mer © DCNS

DCNS a donné un tour plus officiel à ses ambitions dans les énergies marines (EMR) en créant début 2017 une nouvelle filiale dédiée aux énergies marines, DCNS Energies. « Nous voulions passer un cap », explique Frédéric Le Lidec, directeur Energies marines renouvelables de DCNS. Le géant du secteur naval DCNS est impliqué de longue date dans les EMR. Après avoir longtemps testé de front plusieurs technologies d’énergie marine, le groupe a décidé d’apporter un peu de rationalité dans son organisation. L’énergie hydrolienne reste au cœur de son activité EMR, contrairement à GE, qui a décidé d’abandonner purement et simplement cette activité. Exit en revanche l’énergie des vagues, l’énergie houlomotrice, pour laquelle le groupe avait effectué des études de site. Par contre, il est prêt à prendre des risques sur une autre énergie encore en gestation, l’énergie thermique des mers (ETM). L’ETM consiste à tirer parti de la différence de température entre les mers chaudes de surface et les profondeurs plus froides pour produire de l’énergie. Son avantage, c’est de produire une énergie continue, qui peut se révéler compétitive dans des îles, où le MWh peut atteindre les 250-300€.
Après avoir mené des tests au large de la Réunion avec son partenaire Akuo Energy, le groupe veut installer un projet de 16 MW au large de la Martinique. Mais plusieurs obstacles se posent encore au développement de cette technologie. A la différence du secteur pétrolier offshore, DCNS doit développer des installations capables de résister plus de trente ans tout en affrontant des cyclones. Le groupe travaille ainsi sur la capacité de ses tuyaux à résister au biofouling. « Nous avons mis au point un banc d’essai pour gérer l’encrassement des tuyaux. Nous testons plusieurs technologies, comme l’électro-chloration, l’ozonation et l’utilisation de bactéries, que nous mettons au point avec l’Ifremer et une start-up », explique Frédéric Le Lidec. Afin de surmonter les obstacles posés par cette nouvelle énergie, le groupe s’est tourné vers d’autres secteurs habitués aux installations en mer. « Un des défis posés par l’ETM est d’être capable de pomper 25 000 m3 d’eau par heure. Aucune industrie n’a résolu pour l’instant cette difficulté, même dans le pétrole offshore. Dans ce secteur, il y a des raisers, mais ils sont plus petits. C’est pour cette raison que nous travaillons avec le parapétrolier TechnipFMC », poursuit Frédéric Le Lidec.

L’éolien offshore vers l’industrialisation
Malgré les retards accumulés sur le plan initial d’installer 6 GW en 2020 au large des côtes françaises, le marché est bien engagé sur la voie de l’industrialisation en France. Pour preuve, la décision récente de Louis Dreyfus Armateur de fournir au danois Dong Energy des navires de soutien à l’éolien offshore, ou encore la décision du danois LD Wind Power d’installer à Cherbourg une usine de pales d’éoliennes. Mais l’énergie éolienne offshore en France reste chère, et les acteurs du secteur continuent d’innover pour faire baisser les coûts. A titre d’exemple, EDF EN a mis au point avec la société Seatower une technologie de fondations flottantes que l’on ne remplit d’eau et de béton qu’une fois arrivées sur le site offshore de l’éolienne. Cette technologie permet d’économiser l’utilisation coûteuse de bateaux dédiés à l’installation d’éoliennes. Les acteurs de l’éolien offshore ont également puisé dans les technologies d’autres secteurs pour améliorer la compétitivité de leurs installations. Au sein du pôle Mer Bretagne Atlantique, par exemple, un projet emprunte une technologie développée par les spécialistes de la course au large, le penon connecté de la société Mer Agitée créé par Michel Desjoyaux. Le penon est un petit ruban sur les voiles qui indique selon sa position les forces du vent. Connecté, il est capable de transmettre l’information directement à l’ordinateur de bord des navires et d’avertir ainsi le skipper. Le projet vise à adapter ce penon aux pales d’éoliennes afin de mieux mesurer la direction du vent, ou son intensité.
Les acteurs de l’éolien offshore et de l’énergie hydrolienne se sont également tournés vers le spécialiste des composites CDK Composites, partenaire de l’industrie du nautisme, mais aussi de l’industrie navale ou spatiale, pour construire des pales plus grande et plus légères. Le constructeur d’hydroliennes Sabella s’est ainsi tourné vers CDK Technologies pour développer ses pales en carbone et ses bulbes de protection sur la nacelle de l’hydrolienne Sabella D10 développée à Brest.
Les industriels de l’éolien offshore doivent également être capables d’améliorer désormais leur méthode de production. « Aujourd’hui, le secteur doit être en mesure de passer du prototypage à l’industrialisation, et il y encore un gros travail », souligne Patrick Poupon, directeur du pôle de compétitivité Mer Bretagne Atlantique. Les industriels profitent pour cela de la proximité d’écosystèmes innovants formés autour de l’industrie aéronautique et automobile, notamment à Nantes, pour s’inspirer de ces méthodes. C’est l’une des raisons pour lesquelles DCNS s’est rapprochée de la PME Coriolis Composite. La société, basée près de Lorient, est spécialiste de la production de pièces composites. Elle est surtout rompue au niveau d’exigence et de rapidité du secteur automobile et aéronautique depuis qu’elle collabore avec PSA et Airbus.

La percée de l’éolien offshore flottant
Empêtré dans ses problèmes de retard et le virage d’Areva Wind, l’éolien offshore posé s’est fait récemment voler la vedette par l’éolien offshore flottant, avec l’annonce de l’installation d’une première éolienne offshore d’ici la fin de l’année. Elle sera installée sur le site expérimental Sem-Rev, au large du Croisic, par la société Ideol, qui a développé une base de béton en forme d’anneau carré flottant. La technologie est prometteuse pour des régions qui veulent repousser les éoliennes au large ou dont le plateau continental plonge rapidement. Mais elle reste moins mature que l’éolien offshore, et est encore le terrain d’innovations multiples, autour notamment des technologies de flotteurs. Ainsi, le vainqueur de l’appel d’offre sur l’éolien flottant au large de l’île de Groix, le consortium mené par la PME Eolfi avec Vinci et DCNS notamment, se distingue d’Ideol grâce à sa technologie de flotteurs semi-submersibles. Eolfi travaille également sur un projet plus prospectif d’éolienne à axe vertical, baptisé Spinfloat, qui permettrait à l’éolienne, grâce à un centre de gravité plus bas, d’être équipée d’un flotteur plus léger et d’atteindre un rendement plus élevé.
DCNS mène également ses propres recherches sur des technologies de flotteurs. « Pour améliorer les capacités des éoliennes offshore, nous avons suivi une approche système en prenant en compte l’ancrage, les flotteurs ou les turbines. L’objectif est de libérer des contraintes. Nous avons développé un logiciel de modélisation baptisé Genesa qui va nous permettre d’améliorer la flottabilité de ces éoliennes. L’objectif est de mettre au point des flotteurs qui puissent supporter des éoliennes plus lourdes », explique Frédéric Le Lidec.
Malgré ces avancées, le secteur des EMR reste un secteur relativement jeune, où les industriels connaissent mal les environnements dans lesquels ils travaillent. Ces acteurs collaborent ainsi avec les principaux pôles de recherches basés principalement en Bretagne et en Pays de la Loire. « Ne serait-ce que sur la zone du Raz Blanchard, qui a pourtant un trafic maritime important, nous nous sommes rendu compte que nous ne connaissions pas bien les courants, par exemple. Personne ne s’était intéressé à l’hydrodynamisme de ces zones, explique Patrick Poupon. Un des atouts de la région est d’être capable de mener des recherches à la fois sur des problématiques technologiques, avec les écoles d’ingénieurs principalement, et sur des problématiques environnementales, notamment avec les universités. Nous avons ainsi un projet de modélisation des états de la mer en conditions extrêmes baptisé DiMe, mené avec EDF, DCNS, Ocean Data Lab et France Energies Marines. L’atout de la France sur le marché des EMR réside dans cette capacité à mener des recherches sur l’ensemble de facteurs en jeu dans ce domaine. »

 

 3 questions à…Marc Lafosse, Président de BlueSign, organisateur du salon Seanergy 

• Comment expliquer la bonne forme de l’éolien offshore flottant ?
Il y a d’abord de bons signaux, avec l’appel à projets de ferme pilote de 2016, pas moins de 10 projets déposés aux Investissements d’avenir, montrant la grande diversité des acteurs. Il y a également une grande diversité technologique de turbines et de flotteurs. Enfin, un autre signe de la maturité de cette technologie, c’est le nombre important de développeurs de projets d’énergies renouvelables qui s’y intéressent, à l’image de Valorem, Quadran ou Eolfi, qui se « maritimisent ».

• Où en est l’éolien offshore posé, qui a accumulé les retards ces dernières années ?
Il y a un changement important dans la façon d’attribuer ces parcs, avec l’instauration d’un dialogue concurrentiel entre les consortiums et les gouvernements en amont. Il permet de « dérisquer » les zones. L’innovation se poursuit, également. Le secteur continue de se diriger vers le gigantisme. Alors que les premières éoliennes installées en Europe étaient de 3 MW, elles sont actuellement remplacées par des éoliennes de 6 MW. Adwen prépare une éolienne 8 MW, et Vestas ou  Siemens visent un modèle à 10 GW prochainement. Les acteurs vont également chercher plus de vent, avec des pales qui atteignent 80 mètres désormais, LM Wind power détenant le record
à 88,4 mètres.

• Existe-t-il désormais une filière des EMR ?
Oui, on voit émerger une filière des EMR. Nous avons d’abord la chance d’avoir réussi la mise place de méthodes de financement de la recherche grâce à des appels à projets de l’ANR, coordonnées par l’ITE France Energies Marines. Et ça fonctionne ; cela permet d’engager une vingtaine de projet par an, sur les matériaux, le biofouling, les connexions sous-marines…
Nous avons au total 24 laboratoires qui travaillent sur les énergies marines, aussi bien en Bretagne qu’à Nantes, à Bordeaux, à Marseille… Le défi est de transformer ce terreau académique en champions industriels qui sauront conquérir des marchés internationaux. Car ne nous voilons pas la face, le marché est mondial. Pour exemple, lors du récent appel d’offres de RTE pour la fourniture de l’interconnexion des trois premiers parcs français d’éoliennes, c’est un groupe italien, Prysmian, qui a remporté l’appel. Il s’agissait d’un contrat de 350 millions d’euros. Il va falloir être capables de gagner des appels d’offres de ce type en Europe. 

 

Florent Detroy

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