L’Ifsttar étudie l’éolien en mer flottant

Deux équipes de l’Ifsttar participent au projet Oceagen, mis en œuvre en novembre 2014 et pour deux ans, dont l’objectif est de réaliser un démonstrateur de fondation d’éolienne flottante et de qualifier de nouveaux composants d’ancrage : l’une étudiera le comportement des câbles d’ancrage, l’autre le cycle de vie du démonstrateur.

Fort de ses compétences dans l’évaluation des câbles, haubans et autres structures métalliques aussi emblématiques que le pont de Millau en France ou de Rion-Antirion en Grèce, l’Ifsttar testera des câbles d’ancrage qui servent à maintenir ce type de fondation flottante d’éolienne en position. Financé notamment au titre du programme des investissements d’avenir orchestré par l’Ademe, ce projet de recherche et développement est coordonné par la société Ideol qui a développé le concept de fondation flottante. Sur la base du système breveté Damping Pool, cette structure annulaire carrée en béton de 36 mètres de côté comporte un puits central servant à amortir les oscillations dues aux effets du vent sur la turbine et à la houle, quelles que soient les conditions en mer. Selon le site d’implantation, le flotteur est ancré dans le fond marin par l'intermédiaire de câbles d’environ 100 millimètres de diamètre et de 500 à 1 000 mètres de long.

Les chercheurs du laboratoire Structures métalliques et câbles (SMC) du centre Ifsttar de Nantes testeront pendant plusieurs mois les câbles d’ancrage, pièces maîtresses de ces structures. « Nous évaluerons le comportement en fatigue-flexion de ces câbles monotorons multicouches en acier protégés par une gaine en polyéthylène haute densité », explique Laurent Gaillet, directeur du laboratoire SMC. Ces essais accélérés permettront de prédire leur durée de vie en mer pour des conditions de sollicitations répétées avec des variations combinées en tension et flexion.

Ces études seront menées hors environnement marin sur le banc de fatigue des câbles du laboratoire SMC, un équipement d’envergure comme il en existe peu au monde. Dans un bâti en béton armé long de 16 mètres, des vérins hydrauliques mettent les câbles sous tension : « Nous appliquerons une sollicitation en fatigue pendant un million de cycles, ainsi que des efforts de flexion qui simuleront au mieux les sollicitations réelles, grâce à un nouveau vérin qui sera installé dans le cadre de ce projet », précise-t-il. Le dimensionnement des câbles, leur disposition, leur durabilité seront ainsi validés pour une durée de vie de l’ancrage de trente ans.

Autre paramètre étudié par l’Ifsttar : l’analyse du cycle de vie de la structure. Le laboratoire Navier de Marne-la-Vallée recueillera les données environnementales du démonstrateur de 2 MW, dont l’installation en mer est prévue dans le courant du premier semestre 2016 sur le site d’expérimentation marin SEM-REV au large du Croisic (Loire-Atlantique). Elles seront comparées à celles d’autres éoliennes offshore. L’étude permettra de minimiser l’impact des différents matériaux choisis et des différentes phases du projet.

Cette collaboration à l’étude d’ouvrages marins valorise les grands équipements de l’Ifsttar et ses compétences en matière de durabilité des câbles. Cela permet aussi à l’Institut de bien se positionner dans le domaine des énergies marines renouvelables. Ce type d’éolienne flottante, installée à distance des côtes avec un moindre impact visuel et des vents réguliers, est amené à se développer, notamment en Europe, au Japon ou en Asie.