Éolien flottant : mutualiser les ancres pour réduire les coûts ?

En France, le potentiel de l’éolien flottant est évalué par l’Ademe à 155 GW (voir Énergie Plus n°665). Mais pour l’instant, une seule machine est installée en France au large du Croisic : Floatgen est un démonstrateur de 2 MW lancé par l’entreprise Ideol qui produit de l’électricité depuis septembre 2018. Quatre parcs (dont trois en mer Méditerranée) devraient être inaugurés en 2023, totalisant une capacité de 115 MW. L’essor de la filière reste donc modéré, en particulier pour des questions de coût. Actuellement, il serait d’environ 150 €/MWh. Selon l’Ademe, il devrait rapidement baisser. Il pourrait osciller entre 77 et 97 €/MWh en 2030 et entre 58 et 71 €/MWh en 2050. Pour faire décroitre les coûts, une des solutions envisagées par les industriels est de mutualiser les ancrages. Au lieu de fixer chaque flotteur sur le fond marin grâce à une ancre individuelle, cette technique permettrait d’en fixer plusieurs avec la même ancre. Le projet de R&D collaboratif Mutanc (1), piloté par France énergies marines (FEM) à la demande des industriels de la filière, rassemble dix partenaires (2) pour étudier la la faisabilité de l’ancrage mutualisé. Sur un parc éolien de 100 turbines, les ancres mutualisées permettraient de réduire jusqu’à 16% le coût du système d’ancrage. Mais ce chiffre reste à confirmer.

Modélisations numériques

L’objectif premier du projet Mutanc est de déterminer si l’ancrage mutualisé est possible techniquement. « Si elle est mutualisée, l’ancre est attachée à plusieurs lignes (entre deux et quatre suivant les configurations). Elle est donc sollicitée dans plusieurs directions ce qui pourrait dégrader le système ancre/sol et détacher l’ancre », explique Neil Luxcey, responsable du programme de recherche chez FEM. « L’idée est d’étudier ces effets-là. S’ils sont importants, il faudra déterminer comment dimensionner une ancre qui résiste mieux à de telles sollicitations ». Mutanc est divisé en quatre phases. La première a permis de mettre en place des scénarios dépendants des conditions de vent, de vagues et de courant représentatifs de différents sites d’intérêt pour la filière. La deuxième phase toujours en cours consiste à modéliser numériquement une éolienne type avec des ancrages classiques et mutualisés. Les scientifiques estiment à partir de ces résultats si le système peut fonctionner et à quel prix. Cette phase se termine en août. « La troisième phase durera jusqu’en février 2024. Elle modélisera l’ancre dans le sol à l’aide d’outils de géotechnique. Elle sera menée par l’Université de Nantes et permettra de définir la dégradation dans le temps de l’ancrage dans le sol », précise Neil Luxcey.

Des tests en centrifugeuse

Enfin, la quatrième et dernière phase portera sur des essais en laboratoire qui devront confirmer ou non les résultats des modèles numériques. « Nous allons construire une ancre miniature qui sera installée dans un caisson. Celui-ci sera monté sur un bras de centrifugeuse dont le laboratoire de l’Université Gustave Eiffel est équipé. Ce bras fera tourner le caisson très rapidement pour le faire monter en gravité et simuler un équipement à taille réelle », détaille le responsable du programme de recherche. Pendant qu’elle tournera, des vérins tireront sur l’ancre dans toutes les directions pour appliquer les tensions et les forces calculées au préalable. Ces tests dureront jusqu’à la fin du projet en août 2024. Mutanc est doté d’une enveloppe d’1,3 million d’euros. Il est financé par Weamec, la région Pays de la Loire, Nantes Métropole et le Pôle Mer Bretagne Atlantique. Il bénéficie également d’une aide de l’État gérée par l’Agence nationale de la recherche au titre du Programme des investissements d’avenir.

(1) MUTualization of ANChors for fl oating wind turbine farms
(2) Université Gustave Eiffel, Université de Nantes, Université Grenoble Alpes, EDF, Eolfi , Innosea, Saipem, Technip Energies, TotalEnergies et wpd off shore France