Notre Blog

Éolien flottant : une étude évalue l'empreinte carbone des parcs pilotes et des futures fermes commerciales

Une étude, publiée dans le prolongement du débat public sur l'éolien flottant en Méditerranée, estime que les parcs pilotes affichent une intensité carbone de 42 gCO2e/kWh. Cette valeur devrait être divisée par plus de deux dans les fermes commerciales.

Mardi 14 décembre, la Commission nationale du débat public (CNDP) a rendu publique une expertise sur le bilan carbone de l'éolien flottant. Cette étude évalue l'intensité carbone des parcs éoliens flottants pilotes à 42 grammes d'équivalent CO2 par kilowattheure (gCO2e/kWh). Un passage à l'échelle industrielle permettrait d'abaisser cette valeur à 19,5 gCO2e/kWh, soit un peu plus que les 15,6 gCO2e/kWh affichés par l'éolien offshore posé et les 14,1 gCO2e/kWh de l'éolien à terre (données Ademe). Le poids du carburant consommé par les navires aux différentes étapes des projets flottants pèse lourd dans la balance.

Cette étude a été commandée dans le cadre du débat public sur les éoliennes flottantes en Méditerranée, qui s'est tenu de juillet à octobre 2021. Elle répond à certaines interrogations concernant l'impact environnemental des deux parcs commerciaux flottants dont la construction est envisagée.

Passer de 42 à 19,5 gCO2/kWh

Concrètement, sur la base d'un fonctionnement de vingt ans avec des facteurs de charge de 35 à 50 %, « l'intensité carbone supposée » des projets pilotes varie entre 24,1 et 52 gCO2e/kWh, avec une moyenne de 37,4 gCO2e/kWh. Pour ces parcs pilotes, l'étude retient une valeur de 42 gCO2e/kWh, en intégrant la maintenance curative et en anticipant un fonctionnement non optimal (notamment des pertes en ligne).

Le passage à l'échelle commerciale devrait abaisser l'empreinte carbone à 22,5 gCO2e/kWh. Quatre améliorations sont attendues : des innovations technologiques (pour un gain de 30 % sur le système éolien, flotteur, ancrage) ; la répartition de l'impact du câble de raccordement sur dix fois plus d'éoliennes ; l'optimisation des trajets des navires ; et une diminution des opérations de maintenance.

L'intensité carbone pourrait même tomber à 19,5 gCO2e/kWh, si les fermes commerciales fonctionnent vingt-cinq ans, comme c'est le cas des parcs éoliens posés en mer et terrestres.

Les équipements ne sont pas déterminants

Quels sont les facteurs qui influencent ces résultats ? L'étude constate, d'abord, qu'il n'y a pas de corrélation entre l'intensité carbone et la quantité d'énergie produite. En l'occurrence, les deux projets pilotes les plus sobres en carbone sont celui produisant le moins d'électricité (1 400 gigawattheures (GWh), pour des émissions de 24,1 gCO2e/kWh) et celui en produisant le plus (2 650 GWh pour une intensité carbone de 26,9 gCO2e/kWh). « Il n'y a pas non plus de corrélation entre l'intensité carbone et la puissance des éoliennes », précise le document.

Ces conclusions sont liées au fait que les émissions de CO2 associées aux équipements des cinq projets sont très proches. L'intensité carbone liée à l'extraction et à la transformation des matériaux est comprises entre 17 et 24,3 gCO2e/kWh.

Attention à la consommation de gazole

En réalité, la consommation des navires en phase d'installation, de maintenance et de fin de vie explique l'essentiel des écarts entre les projets. Ainsi, les deux parcs affichant l'intensité carbone la plus importante (47,3 et 52 gCO2e/kWh) devraient consommer respectivement 11 000 et 15 000 tonnes de gazole. L'intensité carbone de l'électricité produite est ainsi pénalisée de respectivement 22,6 et 29,8 gCO2e/kWh. À l'opposé, les deux parcs affichant les intensités carbone les plus faibles ne « consacrent » qu'environ 7 gCO2e/kWh à ces activités gourmandes en carburant.

Sur ce sujet, l'étude constate que le « nombre d'heures d'utilisation des navires pris en considération dans les analyses de cycle de vie varie fortement d'un projet à l'autre ». Elle signale aussi qu'une bonne façon de réduire cet impact serait de recourir à des navires fonctionnant avec une énergie moins carbonée.

D'importants gains possibles sur le câblage

L'étude présente aussi un détail de l'intensité carbone associée à la fabrication et à l'installation des parcs. La fabrication et l'installation des éoliennes et de leur support varient peu en fonction des projets, et cela malgré des techniques constructives différentes. Ces phases contribuent à hauteur d'une quinzaine de gCO2e/kWh. L'étude estime qu'avec le déploiement de parcs commerciaux, cette valeur devrait être réduite à 13 gCO2e/kWh (pour un fonctionnement de vingt ans) ou à 10 gCO2e/kWh (pour un fonctionnement de vingt-cinq ans).

En revanche, les solutions retenues pour amarrer et câbler le parc influencent le bilan carbone. Sur ce point, l'étude évalue l'intensité carbone à 14 gCO2e/kWh. Toutefois, la part relative au câble d'export est probablement surévaluée, puisqu'il s'agit de projets pilotes sous-optimisés (20 kms de câble en moyenne pour seulement 3 à 5 éoliennes raccordées). Avec des parcs éoliens commerciaux, il devrait être possible de réduire cette empreinte à 6,5 gCO2e/kWh (sur vingt ans), voire 4,5 gCO2e/kWh (sur vingt-cinq ans). En l'occurrence, l'empreinte carbone du câblage est divisée par sept avec le passage à l'échelle commerciale, ce qui assure un gain de 6 gCO2e/kWh.

Auteur: Philippe Collet