La R&D joue un rôle majeur dans les projets menés sur la technologie du flottant. Les équipes évaluent les différentes technologies de flotteurs. Elles travaillent notamment sur des modélisations de flotteurs pour les métiers du Groupe lorsqu'ils souhaitent se positionner sur des appels d'offres. La R&D collabore également dans des ITE ou des projets européens afin de contribuer à développer la filière de l'éolien offshore, en partenariat avec d'autres acteurs du secteur.

Le projet Provence Grand Large : un projet pilote décisif

Provence Grand Large (PGL) est un parc pilote qui sera composé de trois éoliennes flottantes de 8 MW. Un projet ambitieux dans lequel la R&D d'EDF joue un rôle important. Entretien avec, Grégoire de Roux, directeur technique offshore au sein de la direction industrie d'EDF Renouvelables.

En quoi consiste le projet Provence Grand Large ?

PGL est un projet pilote qui consiste à implanter trois éoliennes flottantes en Méditerranée. Il est innovant parce qu'il s'agit de flottant bien sûr, mais aussi par le type de flotteur retenu (Tension Leg Platform) et son système d'ancrage, offrant des mouvements sur site très réduits au bénéfice de la performance de la turbine comme de l'intégrité long terme de l'ensemble. La taille des turbines, la configuration dynamique des câbles, les outils numériques développés pour le projet ou encore l'articulation avec RTE pour la connexion du parc au réseau sont aussi des innovations portées par le projet.

Quels sont les principaux défis auxquels vous êtes confrontés ?

Ils sont multiples. Le design du flotteur lui-même a dû évoluer au cours du projet à mesure qu'on en comprenait plus finement le comportement. Et particulièrement son couplage avec la turbine, appréhendé à l'aide d'analyses numériques inédites et complexes qui ont été structurées et conduites par Christophe Peyrard et ses équipes. Les outils et les compétences de la R&D sont clés dans le bon déroulement du projet et le lien avec l'équipe EDF Renouvelables de PGL est fort. Le défi est aussi collaboratif : le couplage turbine/flotteur implique un partage d'information inhabituel entre les contracteurs, notamment quand il s'agit de détails de fonctionnement de la turbine.

À ce stade du projet le design est validé et les flotteurs en fabrication ; les défis à relever se concentrent sur les phases d'installation de la turbine bord à quai, de remorquage ou encore de connexion des ancrages sur site. Et la maintenance du parc qui est un sujet pour PGL et pour le flottant en général.

Quelles sont justement les solutions envisagées en termes de maintenance et pourquoi cette dernière a-t-elle tant d'importance ?

Il existe deux grandes familles de solutions en matière de maintenance pour l'éolien flottant. La première consiste à déconnecter le flotteur et le ramener au port. Comment dès lors faire en sorte que celui-ci puisse être déconnecté et reconnecté efficacement ? Comment la ferme continue-t-elle de fonctionner alors qu'on a enlevé une machine ? Dans quelles conditions de sécurité puis-je la ramener à terre ? Doit-on aussi construire des infrastructures portuaires capables de les accueillir en permanence ? L'autre solution revient à maximiser les réparations pouvant être effectuées en mer.

C'est la réflexion que nous nourrissons avec la R&D d'EDF, en essayant de déterminer les types de navires adéquats toute en gardant en tête la problématique de l'opérabilité. Serons-nous capables d'effectuer cette maintenance en plein mois de décembre en Bretagne ou en mer d'Irlande ? Ce n'est pas évident non plus… Ces questions sont fondamentales car en toile de fond, c'est la disponibilité de la machine dont il s'agit, et celle-ci impacte directement la pertinence économique des fermes flottantes. PGL a un rôle très important pour préparer au mieux le passage à l'échelle commerciale.

Quels sont vos besoins très concrets en matière de R&D ?

Nous avons besoin de continuer à développer la modélisation numérique pour analyser les es phases transitoires d'installation et éventuellement la maintenance. Dès lors, se pose la question de l'instrumentation du flotteur et de sa turbine pour profiter au mieux de l'expérience réelle que représente PGL. Il s'agit en effet de s'assurer que les modèles numériques développés par la R&D correspondent à ce qui se passe sur l'eau. L'un des grands intérêts d'un tel projet pilote est justement de pouvoir étrenner ce qu'on a imaginé sur le papier et d'en valider la pertinence ! Et aussi peut-être à terme d'être en capacité de suivre les dommages et l'usure des systèmes suffisamment finement pour en étendre la durée de vie.

Concrètement, comment est valorisé ce travail R&D ?

Nous recevons un support important de la R&D pour évaluer les différentes technologies de flotteur, les challenger et les extrapoler. Nous ne nous contentons pas d'isoler un scope pour le confier à la R&D d'EDF comme on le ferait avec un sous-traitant. Christophe Peyrard et son équipe sont intégrés à nos projets et appels d'offres et participent à faire grandir collectivement notre savoir-faire. C'est l'une des raisons pour lesquelles j'aime beaucoup ce sujet enthousiasmant et dynamique de l'éolien flottant ; il nous offre la possibilité d'une collaboration plus large, sur le développement des technologies, la préparation de l'échelle commerciale et aussi sur la réalisation des projets. Nous comptons sur la R&D d'EDF pour ensemble, faire de PGL un succès !

La collaboration entre la R&D d’EDF et l’Institut pour la Transition Energétique FEM

La collaboration entre la R&D d'EDF et l'ITE France Energie Marine (FEM) vise à fédérer les activités de R&D, à faible caractère concurrentiel en vue de l'essor d'une filière industrielle française dans le domaine des énergies marines renouvelables et en particulier dans celui de l'éolien en mer.

Ces travaux s'articulent dans des projets de R&D constitués de partenaires académiques, d'industriels et de collectivités locales autour de quatre axe transversaux et complémentaires :

  • Caractérisation des sites éoliens (vent, vague, changement climatique, fond marins)
  • Dimensionnement et le suivi des systèmes (structure, ancrages, câbles électriques, interaction fluide-structure, jumeaux numérique, innovation technologique)
  • Intégration environnementale (effets sur l'écosystème, la faune, analyse de cycle de vie, intégration dans les activités humaines)
  • Optimisation des parcs (architecture de ferme, intégration aux réseaux, installation, opération et maintenance)

Cette collaboration est d'un intérêt majeur pour EDF tant du point de vue de la qualité scientifique et des compétences reconnues de FEM et de ses membres que du point de vue de la reconnaissance de cet ITE auprès des services de l'état comme la vitrine institutionnelle pour le développement de la filière éolien offshore.

 

Les partenariats européens, l'exemple avec le projet HIPERWIND

Toujours plus de précision dans l'éolien offshore grâce à HIPERWIND

La R&D d'EDF participe depuis 2021 au projet européen HIPERWIND, qui a pour mission de réduire les incertitudes tout au long du cycle de vie d'un parc éolien offshore. Aux côtés de 7 partenaires européens, la R&D d'EDF mettra à profit toute son expertise dans les méthodes et modèles de calcul pour contribuer à atteindre les objectifs ambitieux de l'Europe et du groupe EDF dans le domaine.

L'Union européenne s'est fixée un objectif ambitieux de 300 GW de capacité installée d'énergie éolienne offshore dans l'UE d'ici 2050. Dans ce contexte, EDF souhaite atteindre 50 % de production d'énergie renouvelable d'ici 2030 (60 GW environ) et la neutralité carbone à horizon 2050.

Concernant l'éolien offshore, les incertitudes coûtent cher, car elles mènent systématiquement à un surdimensionnement des structures et donc, à des coûts de financement plus élevés.