Contexte
Le concept breveté d’éolienne flottante Eolink est une véritable rupture technologique. Le mât classique supportant la turbine est remplacé par quatre bras. Cela permet de mieux distribuer les contraintes structurelles, et donc d’améliorer la résistance à la fatigue. Grâce à sa rigidité, l’architecture supprime également les problèmes de vibrations inhérents au mât. La structure est compatible de turbines jusque 20 MW.
LE CONCEPT EOLINK
Le concept EOLINK promet une réduction du coût de production de l’électricité supérieure à 20%, grâce à :
- Une structure 30% plus légère grâce à une meilleure répartition des efforts,
- 10% d’énergie supplémentaire grâce à une plus grande distance entre pales et mats,
- Un déploiement sur site facilité par une vitesse de remorquage inédite et un système de connexion rapide,
- Une industrialisation aisée et automatisable semblable à la construction modulaire des navires marchands,
D’autre part, l’éolienne est ancrée en un point unique. Pour s’orienter face au vent, c’est l’ensemble de la structure flottante qui tourne autour de son point d’ancrage, à l’instar de ce qui est utilisé dans le domaine pétrolier pour l’ancrage des barges de stockage.
« Les opérations d’installation et de maintenance sont donc réduites » précise Marc Guyot, l’inventeur de cette structure. A la différence des autres concepts d’éoliennes flottantes, la mise en place des lignes d’ancrages est réalisée indépendamment de l’installation des éoliennes.
L’éolienne commerciale actuellement développée a les caractéristiques suivantes :
- Puissance : 12 MW
- Diamètre du rotor : 200 m
- Nacelle : hauteur 120 m au-dessus de la mer ; masse inférieure à 700 tonnes
- Flotteur semi-submersible en acier et/ou en béton : longueur 66 m ; largeur 58 m
Chronologie
2013 : dépôt du brevet Eolink
2015 : création société Eolink
2016 : test de l’éolienne en bassin d’essai à l’échelle 1:50. Les résultats montrent que cette structure d’éolienne devrait permettre une réduction du coût actualisé de l’énergie de 25%. Le prototype testé a supporté des conditions environnementales sévères avec un vent allant jusqu’à 9 m/s et un décalage maximum des directions du vent et des vagues de 90°.
2018 : Eolink reçoit un million d’euros d’investissement pour son prototype à l’échelle 1 :10. Il est installé en Avril sur le site de test de l’IFREMER à Sainte-Anne-du-Portzic. L’instrumentation marine et météorologique est complétée par des capteurs de contrainte et de déformation et des capteurs de mouvements implantés par EOLINK sur la structure de l’éolienne.
Grâce à ce prototype Eolink a obtenu de nombreuses informations prometteuses sur son comportement général, dont:
- La mesure de la puissance fournie en fonction du vent, et de l’inclinaison du flotteur associée.
- L’enregistrement des mouvements en conditions de tempête et des tensions d’ancrages avec des vagues et des vents équivalents à échelle 1 de respectivement 15 m (hauteur max) et 250 km/h.
- La démonstration de la capacité de l’éolienne à s’orienter face au vent en tournant autour de son unique point d’ancrage.
2020 : La startup espère arriver à un coût actualisé de l’énergie de 35€/MWh d’ici à 2030 et poursuit son développement avec la conception d’un démonstrateur d’une puissance de 5 MW.
Le prototype de 5 MW est représentatif d’une éolienne flottante de 12 MW à l’échelle 3/4. Le flotteur en acier fait 50 mètres de côté. Il utilise une turbine classique dont le rotor a simplement été ouvert sur sa face libre pour insérer un lien mécanique entre le moyeu et deux des mâts de la structure. Cela prouve la capacité du concept à combiner des technologies disponibles sur le marché et à s’insérer facilement dans son environnement industriel.
Perspectives et plan de développement
2021 : La première phase du projet consiste à tester la bouée d’ancrage autour de laquelle tourne l’éolienne. Les ancrages et la bouée seront installés pour effectuer des tests mécaniques et électriques en environnement réel sur le site du SEM-REV, le site d’essais en mer de Centrale Nantes. Dans le même temps, le flotteur de l’éolienne sera fabriqué dans un chantier naval.
2022 : l’éolienne de 5 MW sera remorquée sur le site d’essai du SEM-REV pour une phase de test de puissance. En augmentant progressivement sa production, elle atteindra la puissance nominale de 5 MW, produisant de l’ordre de 14 GWh par an à l’horizon 2023. Pendant au moins 3 ans, l’éolienne devra produire de l’électricité dans toutes les conditions pour permettre de mesurer les efforts dans la structure.
Cette production électrique remboursera en partie les investissements consentis pour sa fabrication, tandis que le monitoring des efforts structurels permettra de valider la conception de machines de 12, 15 et 20 MW qui seront disponibles pour les parcs commerciaux français en 2028.
2024 : Création d’une ferme pilote de 40 MW. S’appuyant sur le travail réalisé pour l’éolienne flottante pré-commerciale de 5 MW, Eolink vise des puissances supérieures, de 10 à 13 MW. Son expérience dans la fabrication et l’exploitation de l’éolienne de 5 MW sera suffisante pour lancer ces nouvelles machines en 2023. Les deux options sont adaptées aux conditions extrêmes de vent et de mer et donc compatibles avec la plupart des localisations. Cette ferme pilote pourrait alimenter un petit réseau électrique comme celui d’une île isolée (ZNI). Elle correspond aussi aux façades de pays industriels comme la France, le Royaume-Uni ou le Japon.
2026 : La nouvelle éolienne d’Eolink sera disponible à un LCoE de 50 à 70 €/MWh.
2027 : Projet de ferme de 250 MW comprenant 17 turbines de 15 MW utilisent une génératrice spécialement développée et ont un rotor d’un diamètre de 260 mètres. L’utilisation de pales plus longues est réaliste grâce à la grande distance entre les pales et les mâts dans le concept Eolink. La génératrice située à 160 mètres au-dessus de l’eau pèse de l’ordre de 1 000 tonnes.
2030 : Objectif de production industrielle avec une production totale de 1GW/an avec 67 éoliennes de 15MW et un LCOE cible de 35€/MWh.