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C’est une étrange éolienne. A la place des trois pales tournant sur un axe horizontal, celle-ci a des axes verticaux. « Deux rotors contrarotatifs », explique doctement Benoît Augier, responsable du bassin d’essai de Brest, à l’Ifremer. Aussi surprenant soit-il, ce concept installé sur la digue du site d’essai de Sainte-Anne du Portzic (Plouzané, Finistère) est pourtant familier. Développée par Hydroquest, l’éolienne Windquest reprend en effet le même principe que son aînée, l’hydrolienne qui vient de passer avec succès deux ans sur le site d’essais EDF de Paimpol-Bréhat.

 

 

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Windquest, l'éolienne d'Hydroquest. (© MER ET MARINE - GAEL COGNE)

 

Aura-t-elle la même réussite ? Bientôt, elle sera testée sur la plateforme houlomotrice Wavegem de Geps Techno. Après une première phase d’essais en taille réelle sur le site du SEM-REV de l’Ecole centrale de Nantes, au large du Croisic, la plateforme a été déconnectée et remorquée jusqu’à Saint-Nazaire. Pendant l’hiver, elle va subir un certain nombre d’opérations de maintenance et d’amélioration. L’occasion de lui ajouter cette curieuse éolienne qui pourra être éprouvée en conditions réelles en Loire-Atlantique.

Une concession Ifremer

Ces systèmes, développés par Hydroquest et Geps Techno, illustrent le travail mené sur site d’essai de Saint-Anne du Portzic avec les concepteurs. A un jet de pierre de Brest, juste en arrière du goulet, le site profite d’une digue construite dans les années 1970 et d’une petite concession devant. A l’origine, la digue devait servir à accueillir les navires de la flotte océanographique, mais ils ont continué à accoster sur le port de Brest, plus adapté aux opérations de manutention.

 

 

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Le site d'essai. (© MER ET MARINE - GAEL COGNE)

 

« La concession Ifremer qui entoure la jetée a cependant depuis été utilisée pour le suivi environnemental, physico-chimique et biologique (analyse de l'eau, des polluants, de la vie marine, des algues), pour le suivi du comportement de matériaux en mer, avec notamment des mesures de colonisation marine (biofouling) sur échantillons, comme zone d'étude pour la mise au point de cages aquacoles et comme zone d'expérimentation pour des capteurs océanographiques », relate Martin Träsch, Ingénieur gestion des essais en mer. « Depuis 2000, elle accueille la station de mesure MAREL Iroise, qui réalise des mesures en continu de température, salinité, fluorescence,  chlorophylle, oxygène dissous, turbidité et pH. »

 

 

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Bouée MAREL. (© MER ET MARINE - GAEL COGNE)

 

La transition vers la plateforme de tests pour les énergies marines renouvelables s’est faite en 2015 avec les essais PH4S (combinant quatre sources d’énergies) en partenariat avec Geps Techno. En 2018, c’est le concept d’éolienne flottante Eolink créé par Marc Guyot en 2015 qui a pu être éprouvé. Contrairement à la majorité des éoliennes flottantes, elle n’a pas un seul mat, mais une structure pyramidale à quatre colonnes qui soutient la turbine et les pales qui n’ont pas besoin d’un « pré-bending ». Autre particularité, ce n’est pas la turbine qui tourne pour se mettre face au vent, mais l’ensemble de la structure ancrée sur un seul point. Un prototype à échelle 1/10e a été testé sur le site pendant deux périodes de 2 mois. Maintenant, un « petit » prototype de 5 MW (puisque Eolink envisage des éoliennes de 12 MW, voire plus) doit être déployé sur le site du SEM-REV.

Du bassin au site d’essai

Ce parcours est caractéristique du fonctionnement de THeoREM. Créée en 2019, cette infrastructure nationale de recherche met en réseau des moyens d’essais en ingénierie marine de l’Ecole centrale de Nantes, l’Ifremer et l’Université Gustave Eiffel : bassins, bancs de test et les sites d’essais du SEM REV et la plateforme de Sainte-Anne du Portzic. Lorsqu’une entreprise dépose une demande auprès de THeoREM, « un choix est fait de façon collégiale, en fonction de la demande sur laquelle l’infrastructure est la plus adaptée », explique Benoît Augier. « Le but de THeoREM est d’avancer de façon intelligente et de ne pas se marcher sur les pieds ». Ainsi, un concept peut être accueilli dans un bassin d’essai à Brest ou à Nantes, puis un premier prototype testé à échelle réduite (1/10e pour une éolienne flottante, ¼ pour un houlomoteur) à Sainte-Anne du Portzic, avant qu’un démonstrateur à échelle 1 soit éprouvé au SEM REV. Ce parcours permet de dérisquer les projets au maximum, d’accompagner au mieux les nouveaux concepteurs de TRL (technology readiness level – niveau de maturation technologique) très bas jusqu’à validation.

 

 

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Benoît Augier. (© MER ET MARINE - GAEL COGNE)

 

 

Cela n'empêche pas, également, des industriels de déposer des demandes pour venir discrètement tester de nouveaux concepts à Sainte-Anne du Portzic lors de campagnes courtes de quelques jours ou semaines. L’Ifremer a, par ailleurs, participé à MaRINET2 dans le cadre du programme européen H2020. Il offrait 15 jours d’accès gratuit à des développeurs étrangers. « Nous en avons reçus deux à trois par an », explique Benoît Augier.

Des conditions particulières

Le site à l’entrée de la rade de Brest offre l’avantage d’avoir des conditions de vent réelles avec une houle amoindrie grâce à la protection apportée par le goulet. « On a des conditions réduites au dixième », explique Benoît Augier. « Comme les conditions de mer sont plus clémentes, le dimensionnement et la taille du prototype est beaucoup plus petit. On peut ainsi réduire de façon significative le budget ». Les interventions et la maintenance sont aussi facilitées par la proximité de la côte, la présence des plongeurs de l’Ifremer ou de moyens pour les opérations en mer facilement disponibles. Sur le plan financier, en général, on retrouve un facteur dix entre chaque étape du projet : « On va être autour de 200.000 euros pour une campagne en bassin complète, 2 millions à Sainte-Anne et 20 millions au SEM REV à échelle 1 ». Seul inconvénient, à Saint-Anne du Portzic, la faible profondeur (5 mètres) comparée au marnage (7 mètres), qui ne permet pas de tester des ancrages dans des conditions réalistes.

Collaborations

Au-delà de l’accès à l’infrastructure, les concepteurs viennent généralement profiter de l’expertise technique des équipes de l’Ifremer. Trois personnes sont dédiées à la plateforme d’essais, ils font partie d’un laboratoire comptant également le bassin d’essai en eau de mer de Brest (houle, soufflerie…). En tout, 20 personnes traitent des questions EMR, à l’Ifremer. « On accompagne les concepteurs dans leurs projets. Il y a un aspect collaboration. On peut discuter des données, des concepts. Nous avons des retours d’expérience sur ce qu’il peut être judicieux de faire ou non. Ce qui est pratique pour travailler. Il y a très souvent un accompagnement », décrit Benoît Augier. « Dans les concepts qu’on va avoir à Sainte-Anne, on est toujours fortement impliqués dans le développement. Aujourd’hui, il y a des liens de collaboration pérennes avec Geps, par exemple, ou avec Hydroquest car il y a deux thèses qu’on encadre et on regarde les possibilités pour avoir des laboratoires ou des personnels en commun. La politique de l’Ifremer, aujourd’hui, est trouver des mécanismes pour se rapprocher des entreprises, d’avoir des liens avec les industriels ».

Ces collaborations sont une opportunité pour l’Ifremer d’améliorer le fonctionnement du site d’essai. « Notre politique, aujourd’hui, est d’être assez conciliants sur les concepts car on pense qu'ils nous font avancer avec les concepteurs. On profite de leur présence pour les écouter, voir leurs demandes et améliorer le site », reprend Benoît Augier. Ainsi, l’Ifremer réfléchit à connecter le site au réseau (l’énergie produite est actuellement dispersée), mais aussi à se doter de davantage de moyens de levage, de mesure et de caractérisation du site ou encore d’intervention, notamment avec la possibilité d’avoir un bateau de travail. Sur ce point, il remarque que l’Ifremer a de nombreux bateaux, mais pas à l’échelle adaptée pour la plateforme d'essai. « Nous avons beaucoup de semi rigides pour les interventions, les plongées et les très gros bateaux de la flotte. On pense qu’il nous faudrait au moins une barge de travail. C’est une piste à définir. Mais il serait intéressant d’avoir une capacité de manutention dans l’eau pour beaucoup de choses ».

 

 

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Le houlomoteur de Dikwe sera installé devant la digue de Sainte-Anne du Portzic. Déjà, le jacket est en place sous l'eau. (© MER ET MARINE - GAEL COGNE)

 

En attendant, le site s’apprête à recevoir un nouveau prototype avec la digue houlomotrice Dikwe conçue par Geps Techno et Legendre Construction. Après une première campagne sur une maquette au 1/15e en bassin, un prototype à échelle ¼ va être testé. Déjà, un jacket a été installé devant la digue en attendant de recevoir le houlomoteur se présentant sous forme d’un caisson avec un système de flap (volet oscillant) qui devrait être installé début 2022.

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