Étude comparative de DNV sur les structures en béton et en acier pour les éoliennes flottantes (FOWT)
Au cours des dernières années, l’industrie de l’éolien flottant a été alimentée par divers rapports comparatifs démontrant que les flotteurs en béton présentaient une empreinte carbone significativement plus faible que leurs équivalents en acier. La principale référence en la matière a été publiée en 2022 par le DNV. Elle est à ce jour encore considérée comme une référence, bien que le rapport ait été commandité par WindWorks Jelsa AS, un groupe norvégien visant à développer un site de fabrication de flotteurs en béton en Norvège.
Pour la crédibilité de l’industrie de l’éolien flottant, il est essentiel de considérer une représentation plus réaliste des schémas d’exécution potentiels pour les flotteurs en acier, permettant une comparaison plus équitable entre les deux matériaux. À cet égard, les hypothèses du rapport du DNV doivent être réévaluées.
Chez Ocergy, nous développons un flotteur semi-submersible en acier, l’OCG-Wind™, avec un démonstrateur de 3 MW dont la mise en service est prévue pour l’été 2026, et nous avons développé une technologie spécifiquement pensée pour faciliter l’industrialisation.
Nous avons examiné la méthodologie et les résultats du rapport du DNV. Certaines hypothèses clés concernant les flotteurs en acier doivent être remises en question et ajustées :
- La masse du flotteur en acier considérée pour refléter les propriétés de l’OCG-Wind pour une turbine de 15 MW dans des conditions similaires (environnement de la mer du Nord) est nettement inférieure.
- Dans le cas d’une production asiatique, les émissions liées au transport devraient être ajustées pour refléter une approche modulaire comme celle de l’OCG-Wind, qui sera transporté par sous-composants plutôt que sous forme de flotteurs entièrement assemblés, permettant une utilisation optimisée de l’espace sur le pont.
- Les sensibilités liées aux taux d’acier recyclé doivent également être prises en compte, car les principaux producteurs mondiaux d’acier peuvent aujourd’hui fournir des volumes commerciaux de plaques d’acier recyclé de l’épaisseur et de la qualité requises pour la fabrication de l’OCG-Wind.
Les résultats obtenus à partir de ces sensibilités divergent très fortement des conclusions du rapport du DNV et offrent une nouvelle perspective pour les flotteurs en acier :
- Avec des hypothèses plutôt défavorables (approvisionnement complet en acier et fabrication en Chine), le flotteur OCG-Wind présente la même empreinte carbone que le semi-submersible en béton du rapport du DNV.
- À un moment où la réindustrialisation européenne est un enjeu stratégique, supposer un approvisionnement et une fabrication européens du flotteur OCG-Wind conduit à une empreinte carbone 60 % inférieure à celle d’un semi-submersible en béton.
Notre rapport complet est disponible ici : Comment paper – DNV comparative study concrete vs steel substructure
Ces considérations ont une implication supplémentaire : si les fabricants d’éoliennes utilisent également de l’acier vert pour leurs tours et leurs nacelles, le cycle de vie en CO₂ des parcs éoliens flottants basés sur la technologie OCG-Wind pourrait se rapprocher de celui des énergies les moins émettrices, comme l’hydroélectricité.
Et une faible empreinte carbone n’est qu’un des avantages de l’approche modulaire en acier.
Deux exigences sont essentielles pour les fondations permettant de livrer les multiples gigawatts de nouvelle puissance attendus chaque année pour les parcs éoliens flottants :
- La rapidité de déploiement
- Le faible coût
Sur ces deux aspects, un semi-submersible modulaire en acier, tel que l’OCG-Wind, est nettement supérieur aux flotteurs en béton. Les modules en acier sont efficaces à fabriquer via une chaîne d’approvisionnement existante, sans besoin d’installations nouvelles et coûteuses. Transporter des modules plutôt que des unités entièrement assemblées permet d’utiliser une variété de navires de transport disponibles, plus petits et plus économiques que les impressionnants navires semi-submersibles. Au port d’assemblage, une seule station suffit pour livrer plus de 50 flotteurs par an.
Ceci contraste fortement avec les flotteurs en béton, qui nécessiteront des investissements massifs dans de nouvelles usines et quais de construction suffisamment grands pour accueillir plusieurs assemblages, en raison du poids considérable de ces structures et de la difficulté à les déplacer à terre. De nombreuses stations de fabrication seront nécessaires pour atteindre le même débit, en raison du temps requis pour finaliser un flotteur en béton. Ces usines auront du mal à sécuriser un pipeline de projets suffisant ce qui entraînera un coût unitaire très élevé.
L’écart de coût est encore accentué par la nécessité, pour le projet, de prévoir le démantèlement et la déconstruction des unités à la fin de la durée de vie du projet. Une installation dédiée devra être créée pour déconstruire en toute sécurité les structures massives en béton, avec des possibilités très limitées de réutilisation et une faible valeur de revente des matériaux bruts récupérés. Le coût d’une telle opération pourrait être comparable à celui de la fabrication initiale, en raison du temps, de l’énergie, ainsi que des équipements spécialisés et de la main‑d’œuvre requis.
À l’inverse, un flotteur semi‑submersible modulaire en acier sera beaucoup plus facile à démonter, du fait de la différence de masse et de la possibilité de désassembler les principaux composants. De plus, l’acier de récupération pourra être entièrement recyclé et présentera une bonne valeur de revente. Plusieurs facteurs techniques différencient encore davantage l’approche acier de celle en béton. Un prochain article comparera la fabrication entièrement industrialisée de composants modulaires en acier à celle des structures flottantes en béton.
