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L’éolienne offshore : quel avenir pour la filière de l’éolien en mer ?

L’éolienne offshore est un moyen de production qui utilise l’énergie cinétique du vent pour la transformer en électricité. Prometteuse en termes de capacité de production d’énergie, la filière de l’éolien en mer commence à se développer en France. Quelles sont les technologies utilisées ? Comment fonctionne une éolienne offshore ? Quels sont les enjeux liés à son développement ? Focus détaillé de Choisir.com.

Eoliennes offshore, éoliennes en pleine mer

Qu’est-ce qu’une éolienne offshore ?

Une éolienne offshore présente certaines caractéristiques communes avec l’éolienne terrestre. Néanmoins, elle diffère sur bien des points, notamment sur son potentiel de développement.

Définition d’une éolienne offshore

Dans la filière de l’énergie éolienne, nous connaissons l’éolienne terrestre (onshore), le modèle classique que nous rencontrons dans certaines régions de France. En revanche, nous connaissons moins l’éolienne offshore qui vient s’implanter au large des côtes, en mer. Une éolienne offshore, de l’anglais « en pleine mer », est un des deux modèles d’éoliennes à participer à la production d’énergie électrique en France.

L’éolienne offshore, et sa cousine l’éolienne onshore, représentent des formes d’exploitation ou de valorisation de l’énergie éolienne. Ainsi, l’éolienne en pleine mer et l’éolienne terrestre utilisent la force cinétique du vent pour la convertir en électricité. Toutes deux composent ainsi la filière de l’énergie éolienne et participent de concert au développement des énergies renouvelables en France. La filière de l’énergie éolienne représente près de 8 % de la capacité totale de production d’électricité française, c’est-à-dire toutes formes d’énergies confondues (énergie nucléaire, énergie hydraulique, énergie thermique, énergie solaire, énergie biomasse, énergie géothermique).

Comment fonctionne l’éolienne offshore ?

L’éolienne offshore reprend le principe de fonctionnement d’une éolienne classique, terrestre :

  1. Sous l’action du vent, les pales de l’hélice de l’éolienne offshore tournent et créent de l’énergie mécanique ;
  2. Cette énergie mécanique entraîne un générateur qui produit à son tour un courant électrique alternatif ;
  3. Ce courant alternatif est acheminé par des câbles sous-marins vers un poste électrique à proximité de l’éolienne offshore ;
  4. Le poste électrique envoie le courant électrique vers le réseau électrique terrestre via le système de lignes souterraines.

A première vue donc, rien ne différencie l’éolienne terrestre de l’éolienne offshore. Le fonctionnement est similaire, l’aspect visuel également puisque l’éolienne en pleine mer se compose des parties principales de l’éolienne classique : un mât, une hélice, une nacelle, un transformateur, le système d’ancrage pour les fondations. Et pourtant des points de différences existent, tenant principalement à l’installation de ses fondations en pleine mer.

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Les technologies des différents types d’éoliennes offshore

Comme nous venons de le noter, visuellement, l’éolienne offshore est très proche d’une éolienne terrestre. Toutefois, elle se distingue par quelques spécificités.

Eolienne onshore versus éolienne offshore

En premier lieu, de par son emplacement en mer, l’éolienne offshore nécessite des matériaux de construction plus robustes pour lutter contre la corrosion de l’eau de mer, et des mouvements souvent violents et instables des vagues.

A côté de ces conditions maritimes à prendre en compte, une éolienne offshore dispose d’une puissance de production plus importante que l’éolienne terrestre. Les vents marins sont en effet plus nombreux et plus forts en pleine mer. Les pales de l’hélice sont donc adaptées aux conditions météorologiques : elles sont plus longues et ont une capacité de production d’électricité entre 6 et 12 MW (contre 3 et 5 MW pour l’éolienne terrestre). Le mât sur lequel repose l’hélice est également plus haut afin de capter toute la puissance du vent (avec l’altitude, il y a plus de vent) et peut atteindre 150 m de hauteur.

Les technologies de l’éolien en mer se sont donc adaptées aux conditions particulières du milieu maritime, et ont évolué au fil du temps pour créer deux types d’éolienne offshore.

L’éolienne offshore posée en mer

Une éolienne offshore posée en mer consiste « tout simplement » à poser les fondations dans les fonds marins (maximum de profondeur de 50 m). L’implantation des fondations distingue trois types de technologie de pose :

  • l’éolienne offshore à fondation monopieu qui, comme son nom l’indique, consiste à ancrer l’éolienne dans le sous-sol marin via un unique mât. Ce type de fondation doit respecter une limite de fonds de 30 m maximum pour lutter contre les forces du vent et de ce fait, avoir une longévité importante. L’éolienne offshore à fondation monopieu représente près de 90 % des éoliennes offshore installées dans le monde ;
  • l’éolienne offshore à fondation en jacket consiste à poser une structure métallique à la base de l’éolienne. Cette fondation en structure métallique qui rappelle les mêmes fondations que les plateformes pétrolières se limite à des profondeurs de 20 à 50 m. L’éolienne à jacket représente 8 à 9 % des éoliennes offshore posées dans le monde ;
  • l’éolienne offshore à fondation gravitaire se compose d’une base en béton ou en acier installée sur le fond marin. Son poids important limite les risques de déplacement ou d’accident liés aux conditions climatiques (vents, houle, courants). Cependant, ce type d’installation est plutôt rare puisqu’il représente moins de 1 % des éoliennes offshore posées en mer.

L’éolienne offshore flottante

La technologie de l’éolien offshore flottant consiste à poser l’éolienne sur des fondations flottantes en pleine mer. Sa conception constitue un véritable défi technologique pour garantir sa stabilité en mer face aux nombreuses contraintes techniques évoquées précédemment. Ce type d’installation pallie toutefois plusieurs inconvénients de l’éolienne classique ou même de l’éolienne posée :

  • le système de flotteurs s’affranchit des contraintes de profondeur, l’éolienne peut donc être installée au large. L’éolienne flottante concerne ainsi des profondeurs supérieures à 50 m ;
  • l’éolienne offshore flottante ne cause pas de désagréments visuels ou environnementaux. Loin des yeux… et des critiques qui pèsent sur les éoliennes terrestres. A cela, on peut ajouter que son démantèlement complet en fin de vie préserve la faune et la flore marine ;
  • l’éolienne flottante a un bon rendement énergétique grâce à la force des vents marins. Les coûts de production de la filière éolienne en mer sont donc réduits.

Eolienne offshore : avantages et inconvénients

Détracteurs et défenseurs des éoliennes offshore présentent de multiples arguments. Quels sont-ils ?

Les avantages de l’éolien en mer

La filière de l’éolien marin est prometteuse et offre de belles perspectives pour le développement général des énergies renouvelables. L’éolien terrestre arrivant à son point de maturité, l’éolienne offshore présente de nombreux atouts pour la filière de l’énergie éolienne :

  • les vents marins ne rencontrent que peu d’obstacles sur leur passage. L’éolienne offshore peut ainsi produire plus d’électricité (x2) qu’une éolienne terrestre ;
  • avec l’implantation de fermes d’éoliennes offshore, un pays avec une large zone côtière exposée aux vents peut compenser une zone terrestre moins propice à l’installation d’éoliennes.

Les inconvénients de l’éolien en mer

Les principales limites au développement de l’éolienne offshore en France tiennent principalement à son coût de production et de maintenance :

  • la structure imposante de l’éolienne offshore nécessite le recours à des bateaux spécialisés dans ce type de transport ;
  • les matériaux employés à la construction de l’éolienne offshore impliquent une maintenance couteuse et lourde en investissement ;
  • les projets de fermes d’éoliennes offshore nécessitent des investissements importants liés au système de fondation et au raccordement électrique avec la terre (câblage sous-marins) ;
  • l’éolienne offshore produit une énergie renouvelable intermittente. L’absence de vent peut impacter le niveau de la production d’électricité.

Polémique autour de l’éolienne offshore, détracteurs et défenseurs s’opposent

A l’instar de l’éolienne terrestre, la filière de l’éolien en mer soulève quelques débats. Certains opposants (associations écologiques, citoyens) s’inquiètent en effet de l’impact des parcs d’éoliennes offshore sur la faune et la flore marine environnantes. Les plaisanciers et pêcheurs s’opposent quant à eux à un projet limitant leur zone d’activité, notamment dans les endroits riches en poissons.

Les constructeurs et acteurs publics soulignent au contraire que la zone d’implantation en pleine mer est balisée et crée une zone de protection pour la biodiversité car préservée des passages de bateaux et de la pêche. De plus, l’implantation en pleine mer limite les nuisances visuelles souvent reprochées aux éoliennes terrestres. Enfin, la filière est créatrice d’emplois.

Plusieurs projets de parcs d’éoliennes offshore font l’objet de débats publics entre les différents acteurs impliqués (collectivités, industriels de l’éolien en mer, associations environnementales, comité de pêcheurs, citoyens).

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La localisation des éoliennes offshore en France

En 2021, la France ne possède aucune éolienne offshore en activité sur l’ensemble de sa zone côtière ou maritime. L’éolien en mer français compte pour l’instant sur de nombreux projets en développement de fermes éoliennes offshore. 80 % du parc éolien en mer en Europe se rassemble autour de 7 pays : l’Angleterre, l’Allemagne, le Danemark, les Pays-Bas, la Belgique, la Suède, et la Finlande.

Les projets de fermes éoliennes offshore posées

Les projets d’installation d’éoliennes posées, résultats de différents appels d’offre depuis 2011, devraient donner naissance à 7 parcs éoliens en mer répartis entre la façade Nord-Atlantique, la Manche et le sud de la Bretagne :

LocalisationPuissance totale
(en MW)
Nombre d’éoliennesPuissance unitaire
(en MW)
Type de fondationDate de mise en service
Parc de Fécamp498 MW836 MWGravitaire2023
Parc de Courseulles-sur-Mer450 MW756 MWMonopieu2023
Parc de Saint-Nazaire480 MW806 MWMonopieu2022
Parc de Saint-Brieuc496 MW628 MWJackets2023
Parc de Dieppe-Le Tréport496 MW628 MWJackets2023
Parc d’Yeu-Noirmoutier496 MW628 MWJackets2023
Parc de Dunkerque600 MWNCNCNC2026

Les principaux constructeurs en course pour la construction de ces parcs d’éoliennes offshore se sont regroupés en différentes entités :

  • Eolien Maritime France, qui compte plusieurs actionnaires dont le fournisseur EDF ;
  • Ailes Marines, qui compte plusieurs actionnaires dont le fournisseur d’énergie Iberdrola ;
  • Eoliennes en mer Dieppe, îles d’Yeu et Noirmoutier, qui compte plusieurs actionnaires dont Engie.
Carte de localisation des projets de parcs d'éoliennes offshore
Source : Carte localisation projets, ministère de la Transition écologique.

Les projets de fermes pilotes d’éoliennes flottantes

Divers appels d’offres pour des parcs d’éoliennes offshore flottantes ont été lancées par l’Ademe, Agence de la transition écologique, dès 2015 afin de mettre sur les rails cette technologie jugée prometteuse. Installable au-delà du seuil de profondeur de 50 m, l’éolienne flottante permet, en effet, de couvrir une zone maritime beaucoup plus large que l’éolienne en mer posée.

Quatre projets de fermes pilotes d’éoliennes flottantes, installées dans les zones de la Méditerranée et de Bretagne, sont actuellement en cours de finalisation pour une puissance de 24 MW chacune. La date prévisionnelle de mise en service est fixée en 2021.

  1. Le parc Provence Grand Large (PGL) composé de 3 éoliennes d’une puissance unitaire de 3 MW ;
  2. Le parc Eoliennes flottantes du Golfe du Lion composé de 4 éoliennes d’une puissance unitaire de 6 MW ;
  3. Le parc des Eoliennes flottantes de Groix & Belle-Île composé de 4 éoliennes d’une puissance unitaire de 6 MW ;
  4. Le parc EolMed composé de 4 éoliennes d’une puissance unitaire de 6,2 MW.

Les perspectives de développement de l’éolienne offshore

La France bénéficie de multiples atouts pour le développement de l’éolien en mer. Ses différentes façades maritimes en font le 2e gisement de l’éolien en mer en Europe après l’Angleterre. En théorie, les capacités de production de l’éolien offshore peuvent atteindre jusqu’à 80 GW sur 10 000 km² pour les éoliennes posées et 140 GW répartis sur 25 000km² pour les éoliennes flottantes.

Malgré ce potentiel énergétique, la France est en retard par rapport à d’autres pays ayant su saisir l’opportunité industrielle de cette filière des énergies éoliennes. En effet, pour rappel, la France ne dispose pas d’éoliennes offshore en activité en 2021. Mais elle travaille à rattraper ce retard. La Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) de 2019-2023, fixant les grandes orientations de la France en matière de transition énergétique, donne ainsi plusieurs objectifs pour la filière de l’éolien en mer. La capacité de production des parcs d’éoliennes offshore (flottantes ou posées) doit atteindre 2,4 GW en 2023 et 5 GW en 2028. Soit l’équivalent en puissance d’une centrale nucléaire. Ces objectifs sont jugés dans le dernier rapport de la CRE (Commission de régulation de l’énergie) du 29 juin 2021. Elle suggère ainsi d’« afficher des objectifs plus ambitieux pour la filière énergies marines renouvelables ».

Une révision des objectifs de la PPE de 2019-2023 est également proposée, en fixant la capacité de production installée à 18 GW en 2035 et 50 GW pour 2050 !

Ainsi, la filière de l’éolien en mer représentée par l’éolienne offshore porte une partie des objectifs ambitieux de la loi sur la transition énergétique pour la croissance verte qui sont d’atteindre une part de 40 % d’électricité issue des énergies renouvelables en 2030.

Comment participer à la transition énergétique ?

Les énergies renouvelables sont une des clés pour échapper au réchauffement climatique actuel. La transition énergétique ne peut pas attendre demain, et peut commencer sans délai pour vous. Comment ? En participant au développement des énergies renouvelables et de l’éolien en mer, via un abonnement avec une électricité verte. D’un simple clic sur notre comparateur d’électricité ou un appel téléphonique à un conseiller Choisir.com, vous pouvez choisir une offre moins cher que le tarif bleu d’EDF. Gratuit et sans engagement de durée, le changement de fournisseur d’énergie vous permet de réduire votre facture d’électricité de plusieurs centaines d’euros par an.

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