 Les parcs éoliens offshore surgissent des eaux à un rythme soutenu. C’est particulièrement vrai pour le Royaume-Uni, notamment pour deux raisons.
D’abord, il y a une forte pression pour atteindre une capacité de production de 15 % de l’énergie consommée à partir de sources renouvelables d’ici à 2020, et l’énergie éolienne est une technologie relativement mature et rentable.
Ensuite, le vent souffle fréquemment à des vitesses élevées dans les mers qui entourent les îles britanniques, notamment en mer du Nord. Les parcs éoliens offshore se sont développés en trois phases.
La phase 1 correspond aux premières installations souvent de petites dimensions et situées près des rivages. Cette phase est maintenant quasiment révolue.
La phase 2 est relative à des parcs éoliens de plus grande taille, dont certains sont situés plus loin des côtes. C’est celle qui se déroule actuellement. Entre-temps, les développeurs prospectifs se positionnent sur l’étape 3 ; les projets sont beaucoup plus étendus et souvent situés loin des rivages.
Ensemble, ils peuvent favoriser l’indépendance énergétique de la Grande-Bretagne et réaliser ses ambitieux objectifs environnementaux.
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Le parc éolien de Barrow, installé sur la côte nord-ouest de l’Angleterre, fut le premier parc éolien haute tension offshore raccordé au réseau du Royaume- Uni, et le premier au monde équipé en OEM (Original Equipment Manufacturer).
Avec ses 30 éoliennes, il produit 90 MW. « Le simple fait de créer une première est un défi en soi », remarque Masoud Bazargan, Directeur général du Centre de technologie de Stafford, AREVA T&D Royaume-Uni. Le rôle d’AREVA T&D a consisté à connecter les éoliennes de 3 MW au réseau, via un poste offshore 33/132 kV, et de garantir la conformité des connexions aux exigences du réseau.
« Il faut remarquer, ajoute Masoud Bazargan, qu’à cette époque, il n’y avait pas encore de Code de Raccordement complet du réseau électrique, et un simple contrat suffisait. Les principales prescriptions concernaient la puissance réactive et la résistance aux perturbations. »
AREVA T&D a réalisé les études du système et en a assuré la conception électrique détaillée. Elle a ensuite livré et mis en service le poste offshore, qui comprenait un poste à isolation gazeuse (GIS) 132 kV, un transformateur 33/132 kV 120 MVA et le tableau 33 kV.
« Nous avons utilisé un équipement standard modulaire adapté pour résister à l’environnement marin très agressif, indique Masoud Bazargan, ce qui nous a permis de respecter des délais très serrés. »
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 L’expérience acquise grâce au parc éolien de Barrow, ajoutée à celle en matière de raccordement des parcs éolien terrestres à travers le monde, a permis à AREVA T&D de remporter l’appel d’offres pour le parc éolien de Robin Rigg, actuellement en cours de construction dans le détroit de Solway, au large des côtes nord-ouest de l’Angleterre.
Robin Rigg est constitué en fait de deux parcs éoliens de première génération, situés l’un à côté de l’autre, chacun d’eux ayant une taille comparable à celle du parc éolien de Barrow. Lorsqu’il sera terminé, ce sera l’une des plus grandes installations de ce type au Royaume-Uni.
Chacun des parcs comporte 30 éoliennes de 3 MW, soit une puissance totale 180 MW, ce qui assure l’alimentation électrique de 120 000 logements. Sans doute plus important encore, ils permettront d’économiser plus de 200 000 tonnes de CO2 par an.
« L’une des particularités du projet de Robin Rigg, souligne Masoud Bazargan, réside dans le fait que son opérateur, E.ON, a anticipé sur une possible renégociation de son contrat de raccordement. Elle a mis en place une conception de l’installation électrique plus exigeante que le minimum imposé par le contrat de raccordement initial.
AREVA T&D a aidé E.ON à aller au-delà des prescriptions de base du contrat de raccordement, en mettant en place un système dont la production électrique est largement conforme au code complet du réseau électrique du Royaume-Uni. » Chacun des deux parcs comportera quatre segments, constitués chacun de sept ou huit éoliennes situées à 500 mètres les unes des autres.
Elles seront raccordées par des câbles AC sous-marins ensouillés au fond de la mer. Ces câbles seront ensuite raccordés à un poste offshore haute tension, construit par AREVA T&D et situé sur une plateforme dans le voisinage des éoliennes. Le poste offshore fera passer la tension du parc éolien de 33 kV à 132 kV, et transférera l’électricité vers le réseau de transmission.
« Nous allons installer six cellules GIS 33 kV isolées au SF6, avec un système d’interverrouillage robuste et une détection de présence de tension intégrée », explique Masoud Bazargan.
AREVA T&D va également livrer un transformateur 33/132 kV 100 MVA et des équipements de protection MiCOM, ainsi qu’un poste à isolation gazeuse équipé du mécanisme de commande à ressort FK3 (Think T&D #4, page 37) pour la protection de l’équipement du poste.
L’ensemble de l’équipement est conçu pour résister à l’eau salée, à la rouille, au vent et à la pluie qui pourraient endommager le poste. AREVA T&D va également installer un poste situé à terre, qui abritera le système de compensation réactive pour le parc éolien de Robin Rigg.
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Entre-temps les projets de deuxième génération sont lancés. Ils sont généralement plus grands et plus puissants que les précédents. Le parc éolien offshore de Sheringham Shoal en est un bon exemple. Il est situé au large des côtes anglaises, dans une zone où les vents sont forts, les eaux peu profondes et l’activité de pêche relativement limitée, ce qui en fait un emplacement idéal.
Le parc éolien s’étend sur 35 kilomètres carrés. Les 88 éoliennes de dernière génération, 3,6 MW à plein régime, se situent à 17 kilomètres des côtes, tandis que le câble terrestre qui mène au point de raccordement est long de 22 kilomètres.
Sheringham Shoal produira l’énergie suffisante pour 230 000 foyers. AREVA T&D, s’appuyant sur son expérience, fournira les deux postes offshore, y compris la fabrication mécanique des superstructures, ainsi qu’un poste à isolation gazeuse sur la côte, avec tout son équipement : transformateurs, disjoncteurs et système de compensation de l’énergie réactive.
AREVA T&D peut proposer une gamme de technologies allant des équipements de connexion mécaniques fixes à des solutions plus complexes, basées sur l’électronique de puissance, telles que les SVC ou les STATCOM. Ils permettent de connecter un parc éolien à un point quelconque du réseau en respectant la rapide évolution des codes des réseaux électriques.
Les parcs éoliens de troisième génération sont déjà à l’étude. Plus de 20 projets ont été identifiés, allant de 500 MW à 1,5 GW. Ils représentent au total 25 GW.
Dans de nombreux cas, l’association de la puissance et de la distance du point de raccordement au réseau (plus de 50 km) privilégie la technologie HVDC faisant appel aux convertisseurs de source de tension (VSC), car elle représente un coût global réduit, pertes d’exploitation comprises, et permet un meilleur contrôle de la puissance réactive. AREVA T&D axe son effort de développement précisément dans ces domaines.
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Les parcs éoliens dans la région australe
 AREVA T&D Australie connaît parfaitement la réglementation inscrite dans le National Electricity Code australien, et peut donc procéder à l’analyse des réseaux électriques afin de déterminer quelles sont les prescriptions applicables.
Elle peut proposer des systèmes de soutien de la puissance réactive, tels que des batteries de condensateurs ou des STATCOM, permettant ainsi de les respecter.
Un grand nombre de parcs éoliens de grande taille vont être mis en service dans le sud-est de l’Australie. AREVA T&D a travaillé sur certains parcs éoliens terrestres en fournissant un bilan complet concernant des solutions d’installations clés en main.
Parmi ceux-ci, on peut citer le parc éolien de deuxième génération de Lake Bonney (159 MW), l’un des plus grands du monde, et celui de Studland Bay en Tasmanie (25 éoliennes de 3 MW soit une puissance de 75 MW).
« La conception des projets comporte toujours des mesures garantissant que les problématiques et les exigences environnementales sont prises en compte », souligne le Dr. Peeter Muttik, ingénieur en chef, AREVA T&D Australie Ltd.
Studland Bay se situe à proximité de la station de surveillance environnementale de Cape Grim, l’un des endroits « les plus propres » de la planète.
Certaines substances pouvant affecter la surveillance de la qualité de l’air (par exemple le polystyrène) ont été interdites sur le site.
De plus, les études concernant ce projet comportaient aussi un volet visant à garantir qu’il n’y aurait pas d’impact sur les espèces protégées.
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