Les éoliennes offshore sont le plus souvent rassemblées dans un « parc éolien » ou « ferme éolienne » comportant généralement entre 20 et 50 éoliennes de plusieurs mégawatts (MW) de puissance unitaire. Les parcs offshore traditionnels ne sont généralement pas installés dans des zones où la profondeur dépasse 40 mètres.

Certaines installations « farshore » c'est-à-dire au large (plus de 30 kilomètres des côtes), dotées de bases flottantes, sont aujourd’hui en phase de conception.

Des caractéristiques propres au contexte marin

Les éoliennes offshore possèdent également des capteurs spécifiques pour un contrôle accru. La nacelle et la tour sont équipées de systèmes de contrôle et de régulation de l’humidité et de la température pour éviter tout risque de corrosion interne. La nacelle est équipée de deux grues hydrauliques permettant la manutention d’outils et de pièces de rechange en tout point de l’éolienne

Les éoliennes offshore se différencient également de plus en plus des éoliennes terrestres par leur conception technique adaptée au milieu marin. Si elles ont le même aspect, leur conditions de fonctionnement sont différentes. Les fondations marines sont l’aspect le plus notable de leurs particularités puisqu’elles doivent être ancrées ou enfoncées dans le fond marin. Elles doivent également résister à la corrosion, aux tempêtes et aux efforts créés par les masses d’eau alentour.

Types de structures et de fondations

Les structures supports des éoliennes offshore et des ouvrages connexes se déclinent suivant plusieurs types génériques qui sont essentiellement (Figure 2) :

• les structures sur pieux (de type monopode ou multipodes) ;
• les structures sur embase-poids ;
• les structures sur fondations semi-profondes ou sur caisson ;
• les structures flottantes avec

Des structures supports qualifiées d’hybrides peuvent être utilisées en combinant les différentes configurations précédentes. La hauteur d’eau intervient comme un facteur de choix entre différentes configurations structurales et peut constituer un facteur limitatif.

Les concepts de fondations les plus utilisés par l’indsutrie du vent peuvent être classés en fonction de leurs dimensions et configurations, leur méthode d’installation, leurs matériaux de construction ou encore leur mode de fonctionnement. Les principaux types de fondations sont les suivants :

• Monopieux : les monopieux peuvent être vus comme des extensions du fût de l’éolienne dans le sol de fondation. Il s’agit de tubes de grand diamètre (typiquement 4 à 7m) avec des élancements D/B faibles (typiquement 2 à 4). Ils se comportent comme des caissons essentiellement rigides. Leur mise en place est le plus souvent effectuée par battage mais le recours au forage peut être nécessaire dans des matériaux compétents. Ce type de fondation est très répandu.
• Fondations gravitaires : il s’agit de fondations superficielles, posées sur une couche de forme ou très légèrement enterrées, pour lesquelles la stabilité est assurée par le poids propre de la structure. Ce type de fondations, de type radier, ont des diamètres importants (souvent de l’ordre d’une trentaine de mètres). Les embases gravitaires peuvent être munies de jupes dont le ratio hauteur de jupe sur diamètre est très faible (<0.1) et dont la contribution à la stabilité et au glissement est négligeable.
• Fondations sur pieux : les pieux sont des tubes métalliques de diamètres typiquement compris entre 1.5 et 3m et présentant des élancements supérieurs à 10, de sorte que leur comportement est de type flexible. Les pieux sont utilisés pour fixer des tripodes ou mini-jackets supports d’éoliennes ou comme fondations de jackets supports d’équipements lourds (e.g. sous-stations). Les pieux sont traditionnellement battus. Le recours au forage peut être nécessaire dans les sols très raides ou les roches
• Ancrages pour structures flottantes : Différent types d’ancrages sont utilisés (pieux d’ancrage, ancres dragues de forte capacité, ancres-caissons mises en place par succion,…) selon la nature du sol et du type de système d’ancrage. Le développement des éoliennes flottantes est encore au stade expérimental. Les ancrages ne seront pas explicitement couverts par la première édition des Recommandations. Certaines parties du document pourront cependant s’appliquer (études de terrain ; dimensionnement des pieux)

Avantages et inconvénients de la technologie éolienne offshore 

Un nouveau potentiel éolien

• La technologie de l’éolien offshore a bénéficié d’une grande partie des avancées technologiques récentes de l’éolien terrestre, une des énergies renouvelables les plus matures.

• La mer étant plane, les vents rencontrent moins d’obstacles et sont par conséquent plus soutenus, plus réguliers et moins turbulents que sur terre. A puissance égale, une éolienne offshore peut produire jusqu’à 2 fois plus d’électricité qu’une éolienne terrestre.
• La mer offre de grands espaces libres d’obstacles, où l’implantation des machines est possible, sous réserve de concertation avec les autres usagers de la mer.

Limites rencontrées pour leur exploitation

• Les investissements initiaux dans des projets éoliens offshore sont très sensiblement plus élevés à ceux dans des projets à terre, notamment en raison des coûts additionnels liés aux fondations et au raccordement.
• Bien que les vents soient plus constants en mer que sur terre, l’énergie éolienne offshore est également intermittente.
• L’éolienne est soumise mécaniquement non seulement aux efforts du vent sur les pales et la structure, mais aussi aux efforts créés par les courants.
• L’installation des éoliennes en mer est plus compliquée que sur terre. Des bateaux adaptés doivent être employés. La maintenance des éoliennes est également plus compliquée et plus coûteuse qu’à terre. Si une panne survient, il peut se passer plusieurs jours avant la réparation, ce qui entraîne une perte de production.
• Le raccordement électrique nécessite l’installation de câbles sous-marins jusqu’à la côte qui peut être distante de plusieurs kilomètres. Pour les grandes distances, il faut recourir à un acheminement en courant continu et associer des convertisseurs électroniques de puissance afin d’atténuer les pertes d’électricité.

• Cette gaine peut être fournie jusqu'à des diamètres de 500mm et des épaisseurs de 5mmet accepter des taux de restreint de 3:1
• Disponible sous forme de "sleeves" cette gaine thermo rétractable peut être fournie sous forme de bobines de grande longueur (10m) facilitant le transport
• Mise en oeuvre facile, manuelle ou automatique, elles nécessitent des températures de restreint peu élevée de l'ordre de 120° facilement appliquée par des solutions air chaud ou par des automates de chauffe adaptés à l'application. Elle peut convenir pour des surprotection d'objets que quelques dizaines de cm à plusieurs mètres.
• Les propriétés de ces surprotections sont apportées par la qualité du matériau PVC partiellement bi orienté par le processus d'étirage.