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Développer l’éolien offshore et les énergies marines

L’éolien offshore et les énergies marines représentent une voie d’avenir, encore peu exploitée, dans le domaine des énergies renouvelables.

IFPEN propose des innovations technologiques pour le développement des filières de l’éolien posé et flottant et de l’énergie des vagues. L’objectif principal est de réduire le coût de l’électricité produite.

  

La solution de flotteur et d’ancrage IFPEN/SBM Offshore

IFPEN et SBM Offshore ont développé une technologie de flotteur et d’ancrage pour éolienne offshore compatible avec tout type de turbine.

Celle-ci présente de nombreux atouts :

  • Une plateforme légère et un ancrage optimisé qui améliorent significativement la compétitivité des projets éoliens flottants,
      
  • Des coûts d’opération réduits grâce une stabilité exceptionnelle qui diminue les contraintes et la fatigue de l’éolienne,
      
  • Une solution qui peut être assemblée et déployée facilement, sans nécessiter d’infrastructure de construction et de mise à l’eau particulière,
      
  • Un flotteur qui garantit une fiabilité maximale grâce à l’utilisation de composants offshore éprouvés.

Cette technologie a été retenue dans le cadre de l’appel à projets fermes pilotes pour l'éolien flottant du programme « Démonstrateurs pour la transition écologique et énergétique » des Investissements d’avenir.

Le projet Provence Grand Large est porté par EDF Energies Nouvelles.
Il se compose de trois éoliennes de 8 MW au large de Fos-sur-Mer, sur la zone de Faraman, en Méditerranée. SBM Offshore prendra en charge la fourniture et l’installation des flotteurs et du système d’ancrage. IFPEN réalisera les études d’ingénierie avancée d’analyse mécanique couplée entre le flotteur et l’éolienne.
La mise en service des éoliennes est prévue en 2020.

  

Des systèmes de contrôle pour les éoliennes utilisant la mesure de la vitesse du vent par lidar

Le logiciel Wise-Lidar, proposé en mode SaaS (Software as a Service) et développé en liaison avec Leosphere, améliore le traitement des données obtenues grâce au lidar, un capteur qui mesure la vitesse du vent par interférométrie laser. Wise-Lidar permet de réduire de 5 à 10 % l’incertitude sur la mesure de l’intensité de turbulence du vent.

      Amélioration des informations transmises par le lidar grâce au logiciel Wise-Lidar,
                                      développé par IFPEN avec Leosphere.

En complément, IFPEN travaille sur une offre intégrée de contrôle des éoliennes, et propose dans ce cadre une première version de Wise-Control. Ce logiciel développé avec Avent Lidar Technology est capable d’estimer en temps réel le champ de vent en amont des pales et de commander leur orientation, afin de réduire les contraintes mécaniques et d’augmenter de 5 à 10 ans la durée de vie des turbines. IFPEN et Avent Lidar Technology travaillent aux côtés de la société Maia Eolis et de plusieurs laboratoires au sein du projet ANR SmartEole pour valider les performances de leur système de contrôle commande sur une ferme éolienne à terre.

 

Le dimensionnement des éoliennes offshore

  
IFPEN a également développé un outil permettant de maîtriser le dimensionnement des éoliennes offshore.

La société Principia, partenaire d’IFPEN, commercialise depuis 2015 ce logiciel sous le nom de DeepLines Wind. Il permet de simuler, dans leur environnement, des champs d’éoliennes offshore posées et flottantes, à axes vertical et horizontal, afin d’optimiser leur dimensionnement et d’en réduire les coûts.

Image de synthèse d'une éolienne offshore flottante réalisée par le logiciel DeepLines Wind développé par IFPEN avec Principia.

 
   

L’énergie des vagues, un potentiel énorme

Le potentiel énergétique des vagues représente entre 5 et 20 % de la consommation électrique mondiale. C’est une forme d’énergie concentrée dont la densité moyenne de puissance est 10 fois supérieure à celle du solaire et cinq fois supérieure à celle de l’éolien. Autre avantage : l’énergie produite en moyenne est relativement facile à prédire. Les prévisions des niveaux moyens de puissance sont disponibles avec un ou deux jours d’anticipation. Mais c’est également un domaine où les défis sont encore très importants pour arriver à des solutions matures sur le plan technique et économique.

IFPEN développe des solutions de contrôle innovantes, un levier essentiel pour augmenter la production d’électricité des systèmes houlomoteurs de manière significative.

IFPEN a testé un système de contrôle actif visant à améliorer la production électrique houlomotrice par toutes conditions de mer. Réalisés sur maquette dans un bassin reproduisant la houle, ces essais ont confirmé un gain de production potentiel allant jusqu’à 50 % par rapport aux systèmes actuels.

 

+ Développement industriel > Eolien offshore et énergies marines

+ Espace Découverte > Zoom : Les enjeux du développement des énergies marines renouvelables en France 

+ Fil d'actu... >  L’éolien offshore et les énergies marines : un nouveau champ d’action pour IFP Energies nouvelles


 

L'espace Découverte vous propose des clés pour comprendre les enjeux énergétiques du 21ème siècle liés à un développement durable de notre planète.

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Leosphere

"Leosphere a démarré sa collaboration avec IFPEN en 2014 avec pour objectif le développement d’une nouvelle offre de mesure de la turbulence pour l’éolien, utilisant notre système lidar Windcube.

En moins de deux ans, la communauté de vision et la complémentarité des équipes scientifiques et techniques nous ont permis de proposer une solution au marché, actuellement en test avec des clients pilotes. Cette première phase devrait aboutir à la commercialisation de notre technologie, récompensant le travail de nos chercheurs impliqués dans ce projet ambitieux."

David Pepy, Marketing & Sales Director, Leosphere

Chiffre clé

22
C'est le nombre de brevets déposés par IFPEN dans le domaine des énergies marines entre 2012 et 2015.

Panorama 2012

"Mer et énergie : Quelle place pour les ressources marines dans le mix énergétique ?"
  
 > Notes de synthèse disponibles en téléchargement