Energies Marines

Reportage

Eolien offshore : L’usine GE de Montoir monte progressivement en puissance

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Nous vous emmenons aujourd’hui à la découverte de l’usine de fabrication de turbines d’éoliennes offshore General Electric implantée à Montoir-de-Bretagne, près de Saint-Nazaire. Premier site du genre en France, cette structure flambante neuve a été mise en service l’an dernier. Le projet avait été initialement porté par Alstom, dont la branche énergie, incluant les développements marins (éolien, hydrolien), a été vendue au groupe américain GE.

Ce dernier mène désormais, via ses nouveaux actifs français, son développement dans les énergies marines renouvelables et espère bien décrocher rapidement de nouveaux contrats, dans l’Hexagone et à l’export, afin de garnir le carnet de commandes de son usine ligérienne.

 

L'usine de Montoir (© : NSNP - ANDRE BOCQUEL)

 

L’Haliade 150

Celle-ci est dédiée à la fabrication des turbines et nacelles de l’Haliade 150. Cette immense machine, haute de 170 mètres et dont le rotor, constitué de trois pales de 73.5 mètres, présente un diamètre de 150 mètres, est l’une des plus puissante du marché. Elle délivre 6 MW sur le réseau, ce qui fait qu’elle est en réalité un peu plus puissante pour tenir compte des inévitables déperditions. Conçue comme une éolienne offshore simple, robuste et efficace, l’Haliade 150 présente la particularité de fonctionner sans boîte de vitesse, par entraînement direct, et est équipée d’un alternateur à aimants permanents conçus par GEPC (General Electric Power Conversion). L’éolienne française repose sur la technologie « Pure Torque », qui protège l’alternateur en déviant les efforts de flexion en toute sécurité vers le mât, ce qui permet d’optimiser les performances de l’éolienne. 

 

 

Des machines pour les Etats-Unis, l’Asie et l’Europe du nord

Celle-ci a livré en mars dernier sa toute première machine, commandée par EDF Energies Nouvelles pour le site d'essais en mer d’Osterild, au Danemark. Cinq autres viennent de suivre, la dernière étant sortie hier de la chaine d’assemblage. Il s’agit des éoliennes réalisées pour le projet Block Island, premier parc pilote aux Etats-Unis. Viendront ensuite plusieurs machines vendues dans le cadre du développement d’un site expérimental en Asie, un nouveau contrat dans l’éolien offshore posé sur lequel GE ne souhaite pas pour le moment communiquer. Il permet néanmoins d’effectuer la « soudure » entre Block Island et la première commande majeure enregistrée par l’usine : 66 éoliennes destinées au futur parc Merkur Offshore en Allemagne, avec des livraisons prévues en 2017 et 2018. Et il y a bien entendu les projets français, l’Haliade 150 étant sélectionnée par EDF EN pour équiper les futurs parcs de Guérande, Courseulles-sur-Mer et Fécamp. Cela représente pas moins de 238 machines, dont la commande est attendue avec impatience.

 

 

Un premier atelier à Saint-Nazaire avant la construction de l’usine

Pour mémoire, les deux premières turbines d’Haliade 150 avaient été produites dans un ancien atelier situé près des chantiers de Saint-Nazaire. Il s’agissait de prototypes, le premier installé en 2012 sur le site terrestre du Carnet, en bord de Loire, et le second en mer du Nord, sur le champ Belwind au large de la Belgique, où l’éolienne est opérationnelle depuis 2014. Ces machines avaient permis de valider la technologie développée, les performances attendues et d’obtenir toutes les certifications, dont celle du DNV GL en 2015.

Il fallait ensuite un outil industriel moderne et de grande taille pour passer à la production en série et, ainsi, être en mesure de fabriquer des centaines de machines en quelques années seulement. Voilà comment est née l’usine de Montoir.

 

L'usine de Montoir (© : GE RENEWABLE)

 

30.000 pièces par nacelle

Celle-ci s’étale sur 14 hectares, dont 18.900 m² de surfaces construites (2500 m² pour les bureaux et 16.400 m² d’ateliers) et est organisée en différentes zones. Tout d’abord un pôle logistique, où sont réceptionnées et entreposées les pièces nécessaires à la fabrication des machines. « Sur une nacelle d’Haliade 150, nous avons 2500 composants différents, soit en tout quelques 30.000 pièces par machine, ce qui fait beaucoup. C’est pourquoi l’un des grands enjeux de cette activité réside dans les flux logistiques, sachant que nous avons besoin de composants très variés, allant de pièces de fonderies dont les plus grosses pèsent 45 tonnes à de toutes petites vis, en passant par des composants électroniques », explique Pascal Girault, directeur de l’usine GE de Montoir. Le tout, bien entendu, en fonctionnant à flux tendu, les contraintes économiques obligeant à éviter de faire dormir les stocks. Il faut donc prévoir et organiser le mieux possible les commandes auprès des fournisseurs et le fonctionnement de la chaine de production.

 

La nacelle de l'Haliade 150 (© : GE RENEWABLE)

L'usine de Montoir (© : GE RENEWABLE)

 

Le fonctionnement de l’usine

L’usine est donc répartie en plusieurs pôles, sachant que l’Haliade 150 est constituée de trois grands sous-composants : le nez de l’éolienne, avec le moyeu du rotor, le générateur et la partie arrière, qui abrite notamment le système d’orientation face au vent.

Deux zones de l’usine sont dédiées au montage du système d’orientation des nacelles ainsi qu’à l’assemblage du moyeu du rotor et du système d’orientation des pales, qui forment le nez de la machine.

 

Assemblage des sous-composants (© : MER ET MARINE - VINCENT GROIZELEAU)

 

Un vaste atelier produit quant à lui les générateurs, imposantes pièces de 8 mètres de diamètre et 140 tonnes constituées notamment d’un rotor et d’un stator. Quand ils sont assemblés, les générateurs sont transférés sur un banc de test via un chargeur monté sur coussin d’air. Une fois les raccordements hydrauliques, électriques et ceux liés à l’électronique de commande effectués, le banc de test, équipé d’un moteur de 8 MW, va entrainer la machine. « Le but est de vérifier que le générateur délivre bien la puissance attendue à la vitesse prévue. En tenant compte du temps nécessaire à la montée en température, la séquence de test peut durer 10 heures, dont une période continue sans arrêt à pleine puissance de 8 heures. A l’issue, le générateur est déclaré bon pour le service ». En tout, chaque nacelle subira pour chacun de ses composants critiques et son fonctionnement d’ensemble l’équivalent de deux jours d’essais.

 

Le banc de test du générateur (© : GE RENEWABLE)

 

Une fois le générateur assemblé et testé, il rejoint la tête de la ligne d’assemblage principale. Cette partie, la plus grande de l’usine et autour de laquelle sont situées les zones de fabrication des grands sous-composants, peut accueillir jusqu’à 10 machines à différents stades d’achèvement. Au fil de l’avancée dans la chaîne, les équipes de GE vont achever la préparation du générateur puis ajouter le système d’orientation des nacelles, le nez de la machine avec accouplement du moyeu au rotor du générateur, le carénage comprenant la plateforme d’hélitreuillage… Et bien entendu, les techniciens procèdent à chaque étape aux connexions électriques et hydrauliques, ainsi qu’au montage des joints, dont celui, tournant, assurant l’étanchéité entre le moyeu du rotor et la nacelle.

 

 

4 heures pour transporter un colis de 400 tonnes à Saint-Nazaire

En bout de chaine, les nacelles, dont le poids atteint 360 tonnes, auquel il faut ajouter celui de leur support (soit des colis de plus de 410 tonnes), sortent de l’usine. Elles peuvent alors être stockées sur de vastes terre-pleins qui font office de zone d’attente. Ou partir directement pour leur expédition. Les colis sont acheminés par voie routière jusqu’aux bassins de Saint-Nazaire, où ils sont chargés sur des navires en vue de leur livraison aux clients. C’est une traine spécialement conçue pour permettre aux convois de passer sous la départementale 213, qui sépare la zone portuaire de Montoir de celle de Saint-Nazaire, qui est chargée du transit. Ce dernier prend environ 4 heures pour parcourir quelques kilomètres seulement.

Après quatre opérations de ce type réalisées depuis juin, une cinquième se déroulera aujourd’hui avec la dernière des cinq Haliade 150 destinées aux Etats-Unis, la machine étant sortie hier de la chaine d’assemblage.

 

La cinquième nacelle américaine sur la traine (© : MER ET MARINE - VINCENT GROIZELEAU)

 

 

Une capacité pouvant atteindre 100 turbines par an

Quand Alstom a construit cette nouvelle usine, le groupe a anticipé d’importantes commandes, non seulement en France, mais aussi à l’international. La capacité du site a donc, dès l’origine, été très importante. Montoir est en effet dimensionné pour produire quotidiennement jusqu’à 2.5 nacelles, soit une centaine par an avec un rythme de travail en 2/8 et 5 jours de production par semaine.

Actuellement, on est évidemment encore très loin d’une telle cadence. Depuis le début de la fabrication de la machine destinée à EDF EN pour le Danemark, en avril 2015 (le travail a commencé sur les américaines en juin de la même année), seules six nacelles sont sorties de l’usine. Alors que la charge était importante entre novembre et février, les effectifs sont montés à 180 personnes, dont 130 salariés de GE Power Conversion et GE Renewable, deux entités du groupe chargées respectivement de la fabrication des générateurs et de l’assemblage des nacelles.

 

(© : GE RENEWABLE)

 

Remontée en puissance avec les éoliennes allemandes

Après une baisse de charge temporaire liée à la fin du contrat Block Island, qui a vu la cinquantaine d’intérimaires et sous-traitants quitter le site, l’activité va remonter progressivement en puissance à partir de la fin août avec les Haliade asiatiques, dont la fabrication a débuté, et dans la foulée les premières turbines allemandes, qui entreront en production en septembre.  Le projet Merkur et ses 66 éoliennes apporteront une charge de travail significative jusqu’à la fin du printemps 2018. Et ce sera l’occasion, pour la première fois, de gérer une longue série avec un fort cadencement. « Block Island a été fondamental car ce fut le projet de démarrage de l’usine et notre premier champ, ainsi qu’une première référence pour Haliade aux Etats-Unis. Avec Merkur, nous allons monter en puissance et, au plus fort de la production, nous prévoyons de sortir 5 à 6 machines par mois », souligne Pascal Girault, qui précise que les effectifs sur le site vont se stabiliser « entre 180 et 200 personnes ».

 

Pascal Girault (© : MER ET MARINE - VINCENT GROIZELEAU)

 

Parcs français : Dans l’attente des décisions d’EDF

Et le rythme doit ensuite s’accélérer avec le développement des premiers champs français. Pour l’heure, aucune commande n’a été notifiée par EDF EN, qui doit prendre sa décision finale d'investissement sur les trois parcs au premier semestre 2017, pour une mise en service à partir de 2020. Un calendrier qui peut encore évoluer si d’ultimes recours sont formés dans les quatre prochains mois suite au feu vert que viennent de délivrer les préfectures concernées. 

Toute la filière française de l’éolien offshore est suspendue à l’aboutissement de ces longues procédures, qui ont engendré un retard de plusieurs années dans le démarrage des projets. Tant et si bien, d’ailleurs, que les industriels ont été obligés de trouver des contrats à l’export pour débuter, avec à la clé de beaux succès sur un marché ultra-compétitif, où les Français sont pourtant partis avec le handicap d’être nouveaux. Quoiqu’il en soit, les futurs parcs français, s’ils sont fondamentaux pour la poursuite de l’activité de l’usine nazairienne de GE, qui espère commencer à travailler sur ces 238 machines en 2018, ne seront pas suffisants pour assurer la pérennité du site à long terme, ni même atteindre une production maximale de 100 nacelles par an. « Il nous faudra des marchés complémentaires », reconnait le patron du site. « GE a une activité commerciale forte, notamment à l’export, pour vendre l’Haliade 150 ».

Des perspectives en Europe, aux Etats-Unis et en Asie

General Electric vise notamment l’Europe du nord, premier marché mondial, sur lequel le groupe entend percer après un premier succès avec le parc Merkur en Allemagne. L’Asie, dont le potentiel de développement peut être très important, est également convoitée et, là aussi, le premier contrat pour des démonstrateurs locaux permet à GE de se positionner. Même chose aux Etats-Unis, où les éoliennes françaises peuvent avoir une longueur d’avance grâce au projet Block Island. Car derrière cette ferme pilote, son développeur, la société américaine Deepwater Wind (filiale du fonds d’investissement DE Shaw) nourrit ensuite l’ambition de construire des parcs à grande échelle. Elle a d’ailleurs obtenu l’autorisation d’évaluer la possibilité d’implanter sur différentes zones au large des côtes américaines des éoliennes offshore, avec un marché potentiel global couvrant une puissance de 1.4 GW.

Les perspectives commerciales sont donc intéressantes, d’autant que les ingénieurs de GE continuent de travailler à l’évolution technique de l’Haliade, ainsi qu’à son adaptation à l’éolien flottant. On rappellera d'ailleurs que le centre d’ingénierie de GE Renewable Energy, implanté à Nantes et qui travaille en étroite collaboration avec l’usine de Montoir, emploie désormais près de 200 personnes, dont une majorité d’ingénieurs. 

 

 

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