Parcs éoliens en mer : RTE développe le réseau électrique de demain

Environ 30% de notre électricité produite par des éoliennes en mer d’ici 2050 : c’est le cap que s’est fixé la France afin d’atteindre ses objectifs en faveur de la neutralité carbone à cet horizon. Cela signifie une accélération considérable du développement de cette énergie naturelle et renouvelable : pour être au rendez-vous, le rythme actuel de construction des projets éoliens en mer français devra être multiplié par 10, voire par 30, selon les différents scénarios établis par RTE dans son étude prospective « Futurs énergétiques 2050 ».  

RTE joue un rôle clé pour atteindre cet objectif ambitieux, aux côtés de l’ensemble des parties prenantes du secteur. Aménageur durable, garant de l’intérêt général, RTE est chargé de développer le réseau électrique de demain, y compris en mer. 
Plusieurs objectifs à cette mission de service public :

• Permettre à tous les Français de bénéficier d’un accès économique, sûr et durable à cette électricité décarbonée ;
• Contribuer à ce que la France et plus globalement l’Europe atteignent leurs objectifs en matière d’électricité renouvelable ; 
• Réduire l’impact environnemental de ses activités et de ses ouvrages et les concilier au mieux avec les autres activités réalisées en mer et sur le littoral (pêche, tourisme, etc.) ;
• Participer au développement d’une filière française de l’éolien en mer, créatrice d’emplois et d’investissements dans les territoires.

RTE développe le réseau électrique de demain qui coordonne les différentes échelles de la transition énergétique et assure la stabilité et la sécurité d’un système électrique en mutation.

L’éolien en mer, l’essentiel   

Disposant du plus fort potentiel européen d’éolien en mer, au large de ses 5 400 kilomètres de côtes métropolitaines, l’Etat français a décidé de mettre résolument le cap sur l’éolien en mer cette énergie naturelle et renouvelable, déjà développée depuis de nombreuses années chez ses voisins européens. Ses objectifs ont été annoncés :

• En 2035 : 18 GW de capacité éolienne en mer mise en service (objectif fixé par l’État dans le Pacte éolien en mer signé avec la filière EMR en mars 2022) ;
• En 2050 : environ 40 GW d’éolien en mer en service, soit une cinquantaine de parcs (déclaration du Président de la République en février 2022).

Au-delà, c’est l’ensemble du continent européen qui se mobilise pour accélérer le développement des énergies marines renouvelables (EMR) : le Green Deal européen vise en effet l’objectif ambitieux de 300 GW d’énergie éolienne en mer mise en service à horizon 2050.

La mission de RTE : acheminer l’électricité produite en mer vers tous les Français

 
Opérateur industriel de la transition énergétique en mer, RTE en tant que gestionnaire du réseau de transport est chargé d’acheminer pour l’ensemble des parcs éoliens en mer l’énergie produite jusqu’au réseau terrestre. Cette seule activité de raccordement des énergies renouvelables en mer représente, début 2022, 17 projets couvrant l’ensemble des façades maritimes métropolitaines.
Seul acteur présent de l’amont à l’aval des projets, RTE est fortement engagé dans l’intégration des énergies renouvelables en mer au coût le plus bas pour les consommateurs, avec le plus faible impact environnemental et tout en préservant la sécurité et la stabilité du réseau électrique.

Quels sont les projets de raccordement en cours ?

15 projets sont en cours sur l’ensemble des façades maritimes métropolitaines :

• Les travaux de raccordement ont débuté pour 5 parcs commerciaux (Saint-Brieuc, Fécamp, Courseulles-sur-Mer, Dieppe-le Tréport et Yeu-Noirmoutier) et 3 fermes pilotes d’éolien flottant (Faraman, Leucate et Gruissan)
• 7 projets sont en phase de développement plus ou moins avancée :
  • 1 projet a été attribué en 2019 et est en phase d’autorisations (Dunkerque)
  • 6 projets sont en cours d’appels d’offres par l’État : Centre Manche 1 et 2 (appels d’offres -AO- n°4 et 8), Bretagne-sud (AO5), Méditerranée (2 parcs, AO6) et Sud-Atlantique (AO7)

La carte des projets de raccordement de parc éoliens offshore

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Une nouvelle aventure industrielle

Développer ce réseau électrique en mer représente une aventure industrielle qui suppose pour RTE :

• Une organisation permettant de soutenir le rythme prévu par la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) de 1 GW par an, et sans doute davantage dans les années à venir compte tenu des objectifs de neutralité carbone ;
• L’accueil de grandes puissances installées d’énergie éolienne en mer sur le réseau terrestre ;
• L’exploitation et la maintenance d’un patrimoine industriel composé de liaisons sous-marines mais également de postes électriques en mer à partir de 2029 ;
• La gestion des fluctuations de l’activité tout en développant et conservant les compétences nécessaires

Dans cette perspective, RTE mobilise plus de 200 salariés sur ces projets de raccordement en mer et se prépare à investir environ 8 Md€ d’ici 2035 pour raccorder plus de 10 GW d’EMR. 

 
RTE, aménageur durable des espaces maritimes et terrestres

Pour réussir cette ambition industrielle, RTE se positionne comme un aménageur durable des espaces terrestres et maritimes, ce qui se traduit notamment par :

• L’anticipation des besoins de développement du réseau de transport d’électricité, en mer comme à terre, grâce à une planification conjointe de la production et du réseau permettant de mutualiser les infrastructures ; 
• La mise en œuvre de leviers d’optimisation des infrastructures, conditionnés à une planification engageante de l’Etat, facteurs de gains environnementaux et économiques pour la collectivité : raccordement de plusieurs parcs de production à une même plateforme en mer (mutualisation), adaptation de la taille des parcs à la capacité des infrastructures de réseau, standardisation d’équipements, etc. 
• Une offre de services de co-usages sur nos plateformes en mer pour créer d’autres valeurs ajoutées au service de la collectivité et d’objectifs relevant de politiques publiques, nationales ou locales (par exemple pour accompagner l’acquisition de données environnementales et scientifiques en mer) ;
• Un engagement dans la R&D environnementale en mer permettant d’améliorer la connaissance de l’océan et la gestion durable de ses ressources pour sauvegarder la biodiversité marine, mais aussi dans la R&D technologique pour préparer les réseaux de demain (câbles, postes électriques en mer flottants/sous-marins, interopérabilité en courant continu…) ; 
• Un dialogue constant et ouvert avec l’ensemble des parties prenantes maritimes tout au long de la vie des projets.

RTE prolonge son savoir-faire pour développer un réseau en mer

RTE pense et développe le réseau électrique de demain pour accueillir les énergies renouvelables indispensables à la transition énergétique. Parmi elles, figure l’éolien en mer sur laquelle l’Etat français porte d’ambitieux objectifs à long terme. RTE s’appuie sur son expertise pour développer un réseau en mer qui permettra de transporter vers le continent l’électricité éolienne produite en mer, afin qu’elle puisse être utilisée par tous les Français. 

Le raccordement d’un parc éolien en mer

Afin de raccorder un parc d’éoliennes en mer au réseau terrestre, RTE gère :

En courant alternatif : 

• un poste électrique en mer (ou plateforme en mer), regroupant notamment les transformateurs nécessaires à l’élévation de la tension, chargé de collecter la production électrique de l’ensemble des éoliennes du parc et d’élever le niveau de tension de 66 à 225 000 volts ; 
• des liaisons électriques sous-marines 225 000 volts reliant le poste en mer à la côte, dont les techniques de pose sont adaptées notamment à la nature des sols (sableux, rocheux…) et aux autres activités en mer ; 
• une jonction d’atterrage souterraine en zone littorale, permettant d’articuler câbles sous-marins et souterrains (technologies différentes) ;
• des liaisons souterraines 225 000 volts reliant la jonction d’atterrage au poste de raccordement au réseau de transport d’électricité ;
• si nécessaire : un poste intermédiaire de compensation de l’énergie réactive (flux complémentaires générés par la circulation de l’électricité) ;
• un poste de raccordement à terre (étendu ou créé) qui permet d’acheminer l’énergie sur le réseau électrique terrestre de RTE.

En courant continu : 

• une plateforme unique en mer avec une configuration regroupant à la fois les transformateurs nécessaires à l’élévation de la tension de 66 kV vers 525 kV et les équipements de conversion du courant alternatif (issu des turbines éoliennes en mer) vers le courant continu ; 
• une liaison sous-marine 525 000 volts puis terrestre en courant continu reliant la station en mer à la côte ;
• une jonction d’atterrage souterraine en zone littorale ;
• une station de conversion à terre du courant continu en courant alternatif ;
• un poste de raccordement (étendu ou créé) au réseau de transport existant relié à la station de conversion.

Les différents types de raccordement avec les technologies d'éolien posé et flottant

Les liaisons sous-marines à courant alternatif 225 000 volts sont composées de câbles tripolaires en cuivre ou en aluminium pouvant transporter une puissance entre 250 et 300 MW environ. Le diamètre de chacun de ces câbles est de l’ordre de 25 cm et leur poids peut atteindre 130 kg au mètre linéaire. Chaque liaison électrique intègre un à deux câbles de télécommunications à fibres optiques. 

Pour un parc éolien en mer en courant alternatif d’une puissance de 500 MW, deux câbles électriques 225 kV sont nécessaires. La distance entre deux câbles est égale à trois fois la hauteur d’eau. Cette distance peut être amenée à varier en fonction des contraintes rencontrées (profondeur d’eau, présence de réseaux tiers…). Les câbles sont spécifiés pour avoir une durée de vie de 40 ans minimum. 

Une plateforme électrique multi-usages en mer

Le poste électrique en mer constitue un ouvrage majeur des projets, faisant le lien entre les moyens de production en mer et le réseau électrique terrestre. L’Etat a confié à RTE à partir du projet éolien au large de Dunkerque (appel d’offres n°3) la responsabilité de financer, réaliser et exploiter ces ouvrages en mer, auparavant sous la responsabilité des producteurs d’électricité.

En plein écho avec ses missions de service public et son rôle d’aménageur durable des espaces maritimes et terrestres, RTE considère que l’accueil de services ou de solutions sur ces plateformes en mer répondant à des besoins actuels ou à venir est de nature à soutenir l’innovation technologique, environnementale ou sociétale, correspondant ainsi aux attentes de nombreuses parties prenantes de la mer.

RTE s’engage ainsi dans le cadre des projets en mer, en co-construction avec les territoires littoraux et les parties prenantes, à favoriser l’accueil, par les plateformes en mer dont il a la responsabilité, de nouveaux services qui favoriseront principalement l’innovation, l’expérimentation, l’amélioration des connaissances environnementales ou encore la surveillance de l’espace maritime. Cet engagement a été inscrit en 2022 dans son contrat de service public avec l’Etat.
 

L’éolien flottant, le défi de demain

Afin d’atteindre les objectifs ambitieux français en matière d’éolien en mer, la technologie de l’éolien posé, avec des fondations d’éoliennes fixées au fond marin, mature industriellement mais adaptée aujourd’hui à des profondeurs limitées, ne devrait pas suffire. 

Dans son étude prospective « Futurs énergétiques 2050 », RTE intègre ainsi le besoin de disposer, quel que soit le scénario de neutralité carbone retenu, d’une proportion d’éolien flottant, avec des éoliennes reposant sur des flotteurs reliés au fond marin par des lignes d’ancrage, comprise entre 20 et 70 % de la capacité totale d’éolien en mer. Cette technologie, encore expérimentale, permettrait de s’affranchir des contraintes de profondeur et ainsi de produire de l’électricité plus loin des côtes. Il s’agit de la technologie en mer à plus fort potentiel dans le monde aujourd’hui.  

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Au-delà des éoliennes, le poste électrique en mer sera également important dans le développement de l’éolien flottant : aujourd’hui posé, il pourrait être demain flottant ou sous-marin. C’est ce que des projets de recherche, comme LISORE ou MOSISS  en France et dans le monde examinent activement.  

Une compétence unique chez RTE, les études sur le courant continu

Les premiers projets d’éolien en mer en France, aujourd’hui en cours de développement ou de réalisation, ont été conçus en courant alternatif. Toutefois, pour les futurs projets, amenés à combiner de plus fortes puissances en mer et un éloignement plus important à la côte, la technologie du courant continu pourra être envisagée par RTE pour leur raccordement, solution par exemple retenue pour les futurs projets Centre Manche 1 et 2 en Normandie. RTE se prépare d’ores et déjà à ce défi technique en s’appuyant notamment sur les compétences de son Centre d’excellence courant continu, situé sur son site Campus Transfo, près de Lyon. 

Réseau en mer : des recherches avancées sur la biodiversité 

Le développement des énergies marines renouvelables est une nouvelle aventure humaine et industrielle indispensable à la transition énergétique en France. Il nécessite le développement d’un véritable réseau électrique en mer afin que l’électricité éolienne produite en mer soit accessible pour tous, et lutter contre le dérèglement climatique avec le développement d’une énergie non carbonée au meilleur prix. 
RTE développe ce nouveau réseau avec la préoccupation constante de maitriser les impacts sur l’environnement spécifique et partagé que constituent les espaces maritimes. Pour cela, RTE coopère étroitement avec des associations et des experts de la mer et des océans et mène des recherches avancées sur la biodiversité marine. 

Dialogue et partenariats avec les acteurs de la mer

Pour mener à bien chacun de ses projets, RTE réalise une série d’études qui visent à limiter au maximum les effets des raccordements sur la faune et la flore marines aux différentes phases de vie du projet, mais aussi à permettre la réalisation des chantiers en toute sécurité. 
Les premières études sont effectuées en amont afin de réduire les impacts du futur tracé des liaisons électriques et du poste en mer. Elles figurent dans les dossiers de demandes d’autorisations et sont présentées pendant la phase de développement. 

Des suivis environnementaux sont réalisés avant, pendant et après la phase d’installation afin de suivre les travaux et l’exploitation des ouvrages. Le fonds marin fait notamment l’objet d’un suivi particulier. Des prélèvements permettent d’évaluer l’effet de la pose des câbles sur la flore et la faune marine. Ces suivis se poursuivent durant plusieurs années afin d’analyser au plus juste les effets potentiels. En outre, la qualité de l’eau et des sédiments est minutieusement analysée afin de s’assurer que le chantier ne génère pas de pollutions.

Au total, une vingtaine d’études est réalisée pour chaque projet. Elles concernent la nature des fonds marins et côtiers, la faune et la flore, les activités maritimes, la courantologie ou encore les conditions météo-océaniques...

Pour leur réalisation, RTE s’entoure de partenaires scientifiques, experts qualifiés de leur domaine : bureaux d’études (TBM Environnement, SETEC, Idra Bio ou encore Creocean), monde académique (universités de Caen, Brest, Nantes, Bristol, etc.), France Énergies Marines (Institut de la transition énergétique dédié aux énergies marines renouvelables) ou encore des entreprises spécialisées comme James Fisher Offshore, expert des études géophysiques.

En parallèle, RTE s’attache à dialoguer avec l’ensemble des parties prenantes maritimes, et en particulier le monde de la pêche. Après un premier accord de coopération conclu en 2013, un guide des bonnes pratiques a été formalisé fin 2017 afin de concilier les activités de pêche et les opérations liées au développement et à l’exploitation des ouvrages en mer de RTE.

 Des coopérations actives avec les associations expertes 

Pour mieux cerner les enjeux liés à ses projets en mer, RTE travaille en partenariat avec les spécialistes de l’écosystème marin sur plusieurs thèmes :

Environnement

Pour mesurer et réduire l'impact de ses activités, RTE collabore avec plusieurs associations :

• France Nature Environnement, sur le volet mer et littoral ;
• Surfrider Foundation Europe, sur les questions traitant des usages de la mer, de la qualité de l’eau et de la prévention des déchets ;
• WWF, sur les questions d’évaluation environnementale des projets ou d’écoconception des installations maritimes ;
• LPO – Ligue de Protection des Oiseaux,  sur les sous-stations en mer et l’interaction avec l’avifaune ;
• Réserves naturelles de France (RNF).

R&D 

RTE mène des programmes d'innovation avec :

• France Energies Marines, sur des solutions nouvelles permettant de réduire les coûts, d’améliorer l’empreinte environnementale et l’acceptabilité sociétale ;
• TBM environnement et le Laboratoire des sciences de l’environnement marin de Brest (UBO-LEMAR-CNRS) sur des protocoles de suivis de la biodiversité sur les enrochements, des travaux de recherches innovants sur l’impact des travaux et d’exploitation, comme avec le projet OASICE ou CEM FISH.

Nos projets de R&D en faveur de la biodiversité 

 Le développement d’un nouveau réseau en mer confronte RTE à de nouveaux défis technologiques et à l’enjeu majeur de l’intégration des ouvrages électriques dans le milieu marin.
Pour éclairer cette démarche, RTE mène différents programmes de Recherche & Développement visant à mieux connaître le fonctionnement des écosystèmes marins et la dynamique de la flore et la faune sous-marine afin de développer des solutions adaptées à la préservation de l’environnement. RTE est résolument engagé dans la recherche scientifique afin de sauvegarder la biodiversité marine. 

Replay pitch Seanergy

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Les études et recherches en mer

-    Le projet OASICE (2017-2023) vise à mesurer l’impact de travaux en mer et de l’exploitation  de câbles électriques sur la qualité de l’eau et le milieu marin ainsi que les potentialités à utiliser la coquille Saint-Jacques, comme un organisme indicateur des changements environnementaux. Le projet prend place sur le site du raccordement du parc éolien du Calvados et sur le site du projet d’interconnexion IFA 2, qui raccorde le réseau électrique du Royaume-Uni à la France. Il s’intéresse particulièrement aux effets de la turbidité, du bruit et des champs électromagnétiques.

Publications scientifiques :

• Albert at al. 2020. A current synthesis on the effects of electric and magnetic fields emitted by submarine power cables on invertebrates, Marine environmental research.
• Albert, L., Maire, O., Olivier, F. et al. Can artificial magnetic fields alter the functional role of the blue mussel, Mytilus edulis?. Mar Biol 169, 75 (2022). 

-    Le projet SPECIES (2017-2020), réunie un consortium de recherche coordonné par France Energies Marines et financé en partie par le programme Investissement d’Avenir. Il vise à étudier les effets sur le benthos de câbles électriques sous-marins ensouillés et posés sur le fond. Il s’intéresse particulièrement:
o    à l’effet récif et l’effet réserve sur les communautés benthiques, 
o    à l’effet des champs électromagnétiques.

 Publications scientifiques :
 

• Taormina B., Quillien N., Lejart M., Carlier A., Desroy N., Laurans M., D’Eu J.-F., Reynaud M., Perignon Y., Erussard H., Derrien-Courtel S., Le Gal A., Derrien R., Jolivet A., Chauvaud S., Degret V., Saffroy D., Pagot J.-P. and Barillier A. Characterisation of the potential impacts of subsea power cables associated with offshore renewable energy projects. Plouzané: France Energies Marines Editions, 2020

-    Le projet DUNES (2019-2022, en cours) également coordonné par France Énergie Marine, a pour objectif d’améliorer les connaissances sur la dynamique sédimentaire et écosystémique des dunes sous-marines, présentes par exemple sur la zone du projet éolien en mer au large de Dunkerque.  

-    L’étude JERSEY (2016) a étudié l’impact d’un câble électrique sous-marin en fonctionnement (entre Jersey et le Cotentin) sur la faune sous-marine (Benthos). 

-    Le projet CEM-FISH (2021-2023, en cours) coordonné par Ecocéan mesure la sensibilité des effets des champs magnétiques de différentes espèces de poissons. 

-    Le projet BIOMIM – Lignes de Vie Marines (2019- en cours) est piloté par RTE en collaboration avec le CEEBIOS (Centre d’Excellence Européen de Bio-mimétisme) avec une approche innovante s’inscrivant dans une perspective de développement durable et d’éco-conception. Il vise à trouver des méthodes d’installation des câbles sous-marins qui favoriseraient « l’effet récif ».

-    Le projet ECOSYSMEOF (2020-2021, en cours), coordonné par le Pôler Mer Méditerranée et financé pour partie par l’ADEME, étudie une palette d’outils d’observation haute fréquence nécessaire à l’acquisition et à la documentation des connaissances sur l’état et l’évolution des écosystèmes marins autour des infrastructures (ex. réseau de câbles, plateforme électrique en mer) des parcs éoliens flottants dans le Golfe du Lion. Ces outils techniques serviront ensuite à l’étude des effets potentiels de l’exploitation des infrastructures.   

-    Le projet ABIOP + (2019-2022, en cours), coordonné par France Énergie Marine, a pour objectif de caractériser qualitativement et quantitativement le biofouling (la colonisation par la flore d’infrastructure sous-marine) sur les structures immergées dans différents contexte (Manche, Atlantique, Méditerranée).
-    Le projet Appeal (2018-2021) coordonné par France Énergie Marine étudie et modélise les évolutions du socio-écosystème (projet interdisciplinaire : écologie, économie, sociologie, droit, etc.) liées   aux projets de parcs éoliens flottants en mer.

-    Le projet Lif-OWi (2020-2023, en cours) coordonné par France Énergie Marine vise à développer un cadre méthodologique pour l'analyse environnementale et sociale du cycle de vie de parcs éoliens en mer et à identifier les moyens d'améliorer la durabilité environnementale et sociétale des parcs éoliens en mer en utilisant les résultats de l’analyse de leurs cycles de vie (ACV).

-    Le Groupement d’Intérêt scientifique ECUME (2020-2026, en cours) cherche à améliorer la connaissance des impacts cumulés des activités humaines dans les environnements côtiers (exploitation de granulats marins, énergies marines renouvelables [câbles], dragages et dépôt de dragages portuaires, activités de pêche notamment aux arts traînants).

-    Le projet CHAIRE MARITIME (2019-2023, en cours) étudie les dynamiques des activités humaines en mer et la planification de l’espace maritime. Son objectif : proposer des outils opérationnels et accompagner la concertation autour des projets maritimes.  

  
Câbles électriques sous-marins : quel impact sur l’environnement ? 

La question de l’impact dans le milieu marin du passage du courant électrique (avec les phénomènes associés de champs électromagnétiques et d’échauffement) avait été relativement peu étudié jusqu’aux années 2000. En 2011, RTE s’est engagé avec l’IFREMER à rassembler les connaissances portant sur les impacts des câbles électriques sous-marins lors des phases de travaux et d’exploitation, synthèse qui a fait l’objet d’une nouvelle version en 2019. L’étude met en lumière que les impacts écologiques de ces câbles sous-marins renvoient à des questions environnementales classiques, inhérentes à toute structure artificielle installée sur les fonds marins, avec une modification du substrat naturel. Il n’a été relevé aucun impact fort, y compris du passage du courant, moins documenté cependant.

Les impacts considérés comme négligeables sont la modification de la température au voisinage du câble sur les organismes et écosystèmes considérés, principalement en raison du caractère très localisé de cet effet, et tant que le sédiment est perméable; la modification de la nature des fonds, de la turbidité, de la dynamique hydro-sédimentaire, de la chimie de l’eau de mer et du sédiment. L’impact considéré comme moyen avec un degré d’incertitude moyen est la modification du champ électromagnétique vis-à-vis d’espèces migratrices sensibles et d’élasmobranches pour un câble non ensouillé. Dans le cas d’un câble dynamique, des recherches scientifiques sont nécessaires.