Un parc éolien au large de la Suède. Photo: Shutterstock
Pour « cueillir » le vent de la mer, qui souffle plus fort que sur terre, de plus en plus de parcs éoliens voient le jour au large des côtes. Le potentiel est immense, y compris au Canada.
Surgissant des flots, des dizaines de monstres géants déploient leurs tentacules blancs vers le ciel, comme pour barrer la route aux navires trop aventureux. Voilà qui pourrait être la première ligne d’un récit de marins ou d’un mythe de l’Antiquité. L’image est pourtant un symbole d’avenir : les parcs d’éoliennes installés en pleine mer se multiplient à un rythme effréné, surtout au large de la Chine et de l’Europe. Et ce n’est que le début !
Si ce type d’installations ne représente pour l’instant que 7 % de tous les parcs éoliens dans le monde (l’immense majorité étant terrestre), le potentiel est quasiment illimité, selon l’Agence internationale de l’énergie. En théorie, sur la planète, « l’éolien en mer pourrait générer 420 000 térawattheures (TWh) par an. C’est plus de 18 fois la demande d’électricité mondiale actuelle », avance l’Agence.
La mer étant plane, les vents y soufflent de façon plus régulière que sur terre, avec moins de turbulences et plus de force. À puissance égale, une éolienne en mer peut ainsi produire jusqu’à deux fois plus d’électricité qu’une éolienne terrestre.
Le filon est d’autant plus productif qu’on dispose désormais de machines colossales, qui n’ont cessé de gagner en puissance depuis l’inauguration du premier parc, au large du Danemark en 1991. Aussi hautes qu’un immeuble de 70 étages, avec des pales plus longues que des terrains de football, les éoliennes les plus récentes ont une capacité individuelle de 14 à 16 mégawatts (MW), soit assez pour alimenter chacune de 18 000 à 36 000 foyers !
Voilà qui a convaincu l’Union européenne (UE), pionnière dans le domaine, de placer l’éolien en mer au cœur de son « Pacte vert », censé la mener à la carboneutralité en 2050. La capacité devrait être multipliée par 20, au moins, d’ici à 2030, grâce à des armées de turbines qui s’érigeront dans les cinq bassins maritimes de l’UE.
La mer du Nord est le centre névralgique de cette effervescence : en avril 2023, une coalition de neuf pays, menée par la Belgique, le Danemark, l’Allemagne et les Pays-Bas, s’est réunie pour affirmer son ambition de faire de cette mer la « plus grosse
centrale électrique verte du monde ». Le but : y décupler la puissance éolienne installée d’ici 2050.
« On vit un moment charnière en Europe, la guerre russo-ukrainienne ayant eu un effet accélérateur sur la prise de conscience qu’il fallait décarboner et relocaliser les sources d’énergie, souligne Sylvain Roche, ingénieur de projets à la chaire Transitions énergétiques territoriales et chercheur associé à Sciences Po Bordeaux, en France. La stratégie de l’UE est d’atteindre 42,5 % d’énergies renouvelables d’ici 2030, alors qu’il n’y en a que 22 % aujourd’hui. C’est réaliste, notamment grâce aux parcs en mer, qui peuvent être déployés rapidement, et dont les coûts sont maintenant compétitifs. »
Le navire Orion transporte le matériel nécessaire à l’installation des premières fondations du projet Vineyard Wind, aux États-Unis. Photo: DEME/Wikimedia Commons
Géantes à l’œuvre
L’UE met donc en branle « d’énormes projets industriels », souligne le chercheur. La Dogger Bank Wind Farm, le plus grand projet mondial à ce jour, illustre bien cette course au gigantisme. Située à plus de 125 km de la côte est du Royaume-Uni, cette « ferme » en construction comptera 277 éoliennes d’ici 2026 et fournira de l’électricité à six millions de foyers britanniques ! Installées dans une zone sablonneuse peu profonde, les 95 turbines déjà en fonction ont donné leurs premiers coups de pales cet été ; un seul tour suffisant à alimenter une maison pendant deux jours !
Le fonctionnement est semblable à celui des éoliennes classiques : le vent fait tourner l’hélice (ou rotor), qui entraîne un axe dans la nacelle. Cet axe tourne lentement (de 20 à 30 tours par minute), mais la rotation est amplifiée par un système d’engrenages, jusqu’à faire tourner un second axe à plus de 1500 tours par minute. Ce dernier transmet le mouvement à un générateur, qui produit du courant électrique. Lequel est ensuite acheminé vers le continent par des câbles sous-marins.
Implantées en moyenne à une quarantaine de kilomètres des côtes, les éoliennes sont fixées sur des socles en béton posés sur les fonds marins. L’installation requiert des navires spécialisés et est impossible au-delà de 50 mètres de profondeur. « Il existe une deuxième technique, moins mature, qui va permettre d’aller encore plus au large, d’exploiter des vents plus forts avec moins de nuisance paysagère : l’éolien flottant », indique Sylvain Roche.
Cette approche permet de s’éloigner de l’étroite frange littorale, et de conquérir un immense eldorado énergétique. D’après le Conseil mondial de l’énergie éolienne (GWEC), « 80 % du potentiel éolien extracôtier du monde se trouve dans des eaux d’une profondeur supérieure à 60 mètres », et donc exploitable uniquement en mode flottaison. Plusieurs techniques sont testées, l’amarrage se faisant par des ancres ou des pieux, comme pour les plateformes pétrolières en haute mer. Les machines flottantes devraient être déployées à grande échelle dès 2025, toujours selon le GWEC, et connaître une croissance fulgurante. La Chine planifie notamment une centrale de 1 gigawatt (GW) à l’horizon 2027. Même les États-Unis s’y intéressent, en particulier la Californie, dont les eaux sont trop profondes pour des éoliennes fixées.
Vent nouveau
Au total, le gouvernement Biden souhaite d’ailleurs développer 30 GW d’éolien fixe en mer d’ici 2030, et 15 GW d’éolien flottant en plus d’ici 2035 – une cible ambitieuse compte tenu de l’énorme retard de l’Amérique du Nord dans le domaine. Les États-Unis bénéficient de seulement deux petits parcs marins, sur la côte est, mais sept autres sont planifiés ou en cours de construction. Ainsi, en juin 2023, le premier pilier du parc éolien Vineyard Wind a été posé à 24 km des côtes du Massachusetts. L’ensemble, qui comptera 62 turbines, devrait produire 800 MW dès l’an prochain.
Inutile de dire que le Canada, qui a le littoral le plus long au monde et des vents fougueux, a lui aussi un potentiel immense. Il n’y a pour l’instant aucun parc marin en fonction au pays ; mais un mémoire publié en juillet dernier par le centre de recherche en énergies renouvelables Nergica « confirme la pertinence de l’éolien extracôtier », d’un océan à l’autre, afin de faire face à la demande d’électricité qui « augmentera de 135 % de 2021 à 2050. » Même les Grands Lacs pourraient être aménagés, selon ce rapport, ce que confirme l’Institut Pembina, un groupe de réflexion canadien sur l’énergie. Fin 2021, une équipe de l’Université de Regina estimait quant à elle que des éoliennes en mer pourraient produire de quoi alimenter l’entièreté du pays en électricité, les zones les plus intéressantes étant les côtes est et ouest, la baie d’Hudson et le Saint-Laurent.
La voie du vent au Québec
Avec son hydroélectricité qui domine la production à 95 %, on pourrait croire que le Québec n’a pas besoin d’énergie solaire ou éolienne. En réalité, la province a tout à gagner à diversifier ses sources énergétiques. « Tout notre approvisionnement en électricité vient des mêmes régions, ce qui nous met à risque en cas de feux de forêt par exemple. On doit rendre nos communautés plus résilientes et réduire la pression sur le réseau », estime Josée Provençal, politologue spécialisée en énergie et membre du comité scientifique du groupe de recherche indépendant sur la décroissance Polémos.
L’éolien est d’ailleurs la voie de choix envisagée par Hydro-Québec pour répondre à la demande croissante en électricité de la province (on prévoit une augmentation de 25 TWh au cours des 10 prochaines années). Fin mars 2023, la société d’État a lancé un appel d’offres visant à ajouter 1500 MW de source éolienne au réseau – il y a déjà une production de 4000 MW. Le gouvernement a annoncé vouloir quadrupler la capacité éolienne sur un horizon d’environ 15 ans.
« L’éolien permet d’ajouter rapidement des moyens de production d’électricité, indique Maxence Huard-Lefebvre, porte-parole d’Hydro-Québec. C’est une source d’énergie qui s’intègre très bien au réseau et offre une bonne complémentarité avec l’hydroélectricité. »
Lorsque le vent souffle, l’énergie produite en sus permet de moins solliciter les centrales à réservoirs, lesquels constituent des sortes de batteries géantes. L’eau ainsi économisée permettra de donner plus de souplesse au réseau. « Les centrales de Manic-Outardes ou de la baie James ont alors la flexibilité pour répondre aux fluctuations de la demande », dit-il.
Cela tombe bien, le territoire est suffisamment vaste pour qu’on y implante de nombreux parcs éoliens terrestres, notamment dans le Bas-Saint-Laurent et en Gaspésie. Nul besoin de gruger la mer ou le fleuve pour l’instant.
Les choses bougent doucement, notamment dans les provinces de l’Atlantique, encore très dépendantes des énergies fossiles. Au printemps 2023, les gouvernements du Canada, de Terre-Neuve-et-Labrador et de la Nouvelle-Écosse ont lancé des analyses à ce sujet. La Nouvelle-Écosse prévoit déjà produire 5 GW d’ici 2030. David Neira, coordinateur énergie et changements climatiques de l’ONG Ecology Action Centre, à Halifax, voit ce vent de changement d’un bon œil. « Il est important que la province s’intéresse à toutes les énergies renouvelables. L’éolien en mer a beaucoup de potentiel, mais il y a des défis, dont le partage de l’espace maritime avec d’autres industries. Certaines parties prenantes, dont les pêcheurs et les nations autochtones, ont exprimé des inquiétudes face à la feuille de route provinciale », explique celui qui veut justement s’assurer que toutes les communautés seront consultées.
À partir du moment où on artificialise un milieu naturel, ça a des conséquences, et il y a des réticences, rappelle Sylvain Roche, qui s’intéresse de près à l’acceptabilité sociale de ces parcs en France, où « les éoliennes sont un marqueur politique très fort. » L’Hexagone, qui a inauguré son premier parc éolien à Saint-Nazaire en 2022, vise une production de 40 GW en 2050, contre 0,4 actuellement… De quoi voir se multiplier les tensions.
« La transition énergétique est une transition systémique, pas uniquement technologique. Elle est aussi sociétale, culturelle, paysagère. Avec les éoliennes, on rend visible ce que les énergies fossiles ont occulté en délocalisant les infrastructures dans les pays du Golfe ou en Amérique du Sud, remarque-t-il. Les énergies renouvelables remettent l’énergie dans le paysage local, et ça dérange. »
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Équilibre délicat
Ce qui dérange aussi certains groupes, c’est la mainmise des géants de l’industrie fossile sur le secteur. Maîtrisant déjà l’extraction extracôtière, ils placent leurs billes en reconvertissant certains permis d’exploitation. En Norvège, aux Pays-Bas ou dans le golfe du Mexique, les groupes pétroliers comptent intégrer des électrolyseurs aux éoliennes marines et fabriquer sur place de l’hydrogène à partir de l’eau, afin de maximiser la valeur ajoutée.
Les effets de ces mégaprojets sur les écosystèmes restent méconnus, indique Ludivine Martinez, chercheuse en écologie marine à La Rochelle Université et spécialiste des effets de l’industrie sur la macrofaune. « Les retours d’expérience qu’on a jusqu’à maintenant proviennent des pays d’Europe du Nord, donc dans des conditions qui ne sont pas transposables partout. Ce qui en ressort, c’est que l’impact le plus important pour les mammifères marins se situe au moment de la phase de construction, en raison des pertes d’habitats et des nuisances sonores. Ce sont des conséquences fortes, mais sur une période courte : environ deux ans. »
Les oiseaux et les chauves-souris, de leur côté, souffrent davantage lors de la phase d’exploitation, en raison des risques de collision avec les pales. « On n’a pas encore d’outils pour quantifier ce risque. Pour le réduire, il faut planifier les parcs éoliens en s’appuyant sur la recherche, en sanctuarisant les endroits à éviter absolument, comme les couloirs de migration ou les sites importants pour des espèces vulnérables », avance la biologiste.
Et il faut poursuivre les recherches, souligne-t-elle. « Il y a des questions auxquelles on commence à réfléchir, concernant les impacts indirects, non létaux. Par exemple, les changements de comportement et les déplacements peuvent avoir des conséquences sur la survie des espèces, si les individus ne trouvent pas d’autre site d’alimentation. De la même façon, des oiseaux migrateurs qui doivent faire un détour vont dépenser plus d’énergie. Enfin, on doit avoir une approche écosystémique : si on perturbe le poisson, quel sera l’effet sur toute la chaîne trophique ? »
Plusieurs études récentes laissent également entrevoir un risque de perturbations des courants de surface, de la salinité et de la température. La stratification des eaux, importante pour la dynamique du plancton, serait ainsi affectée localement. À l’inverse, d’autres études montrent qu’une fois les éoliennes construites, elles peuvent jouer le rôle de récifs artificiels et attirer tout un écosystème, plutôt caractéristique des zones rocheuses. « Si la pêche est interdite dans le parc éolien, il peut aussi y avoir un effet de réserve qui s’ajoute », indique Ludivine Martinez.
Bref, comme c’est souvent le cas dans le domaine de l’énergie, rien n’est tout noir ni tout blanc. « Je suis contre l’utilisation des termes énergie verte ou propre, parce que c’est déresponsabilisant. Il n’y a pas d’énergie propre, résume Sylvain Roche, qui soutient qu’il est temps de faire face à nos contradictions. Les énergies renouvelables n’en sont pas moins cruciales pour répondre aux objectifs climatiques, aux défis de l’électrification des transports et à l’impératif de souveraineté énergétique des territoires. » Les monstres à hélices sont donc bien partis pour conquérir la mer.
