Que ce soit aux Maldives, à Singapour, aux Pays-Bas, en Belgique, à Dubaï ou aux Seychelles, les projets de fermes photovoltaïques offshore se multiplient. Particulièrement intéressants dans les pays et les îles où l’espace et les possibilités d’installer de grandes surfaces de panneaux solaires se raréfient, la technologie, lorsqu’elle est installée en pleine mer, doit affronter de nouveaux défis et de nouvelles contraintes comme l’agressivité des eaux salines, la houle et les courants marins, les embruns, les tempêtes, etc. Focus sur un nouveau champ de développement des énergies renouvelables.
Si, depuis 2014, les installations photovoltaïques flottantes se propagent rapidement partout dans le monde, elles étaient implantées jusqu’ici sur des plans d’eau intérieurs comme des lacs d’anciennes carrières ou de barrages, des réservoirs d’eau ou des bassins d’orage.
Naissance aux Maldives
L’histoire du photovoltaïque maritime débuta lorsqu’en 2009, un ingénieur autrichien, Martin Putschek, en visite aux Maldives, constata que toute l’électricité consommée dans ces atolls tropicaux éloignés où séjournent chaque année un bon million de touristes, était produite par des générateurs diesel. Un seul hôtel peut y consommer jusqu’à 2 millions de litres de fioul par an. Cette ancienne colonie française puis britannique mais indépendante depuis 1965 consacrait alors plus de 25% de son PIB à l’importation de carburant. Une situation à l’origine de graves problèmes financiers, logistiques et environnementaux.
Le soleil des tropiques étant généreux et omniprésent, Martin Putschek eut alors l’idée d’y développer la production d’électricité photovoltaïque. Mais il se rendit vite compte que Malé, l’île principale et capitale du pays, où se concentre la majorité de la population, est surpeuplée : l’entièreté de l’atoll est recouverte de bâtiments. Il était donc impossible d’y trouver l’espace nécessaire à l’implantation des centrales solaires envisagées. Qu’à cela ne tienne il allait les installer là où elles ne gêneraient personne et où la surface est illimitée et gratuite : au large des côtes.
En 2012, la société Swimsol était créée et deux ans plus tard elle mettait en service avec l’aide de l’université de Vienne et l’Institut Fraunhofer en Allemagne, la première centrale solaire flottante en milieu marin, dénommée SolarSea. Une solution particulièrement adaptée aux îles tropicales éloignées et qui, pour celles-ci, s’avère plus économique que l’énergie produite par les groupes électrogènes au fioul. Un module flottant SolarSea composé de 112 panneaux solaires permet d’alimenter en électricité 25 ménages et d’économiser annuellement 12.000 litres de diesel.
Une centrale solaire offshore à Singapour
Après cette première mondiale aux Maldives, d’autres projets d’installations photovoltaïques flottantes en milieu marin (OFPV[1]) ont vu le jour, notamment dans le Détroit de Johor au large de Singapour, une autre région densément urbanisée où les surfaces disponibles sont rares. L’approvisionnement de cette cité-Etat du Sud-est asiatique était assurée jusqu’ici à 95 % par des centrales au gaz. L’entreprise Sunseap Group y développe sur 5 hectares une centrale solaire flottante de 5 MWc qui devrait générer 6.388 MWh par an d’électricité renouvelable. Une quantité suffisante pour satisfaire aux besoins de 1.250 ménages singapouriens. Le Détroit de Johor a été choisi pour ses eaux peu profondes et calmes, relativement abritées des vents. La centrale flottante sera ancrée à proximité du rivage par des câbles la reliant à 50 blocs de béton reposant sur le fond marin, à 14 m de profondeur.
En cas de réussite du projet, Sunseap Group compte construire d’autres centrales OFPV pour approvisionner Singapour en électricité verte.
Appels d’offres aux Seychelles et à Dubaï
Un autre projet d’OFPV a été lancé aux Seychelles en 2018. L’appel d’offres pour la construction d’une centrale de 4 MWc sur le lagon de Providence à Mahé, l’île principale, a été remporté par la filiale locale de l’entreprise française Quadran International. Le contrat d’achat d’électricité par la Public Utilities Corporation aura une durée de 25 ans et prévoit un prix de 8,5 centimes d’euro par kilowattheure. L’archipel couvre actuellement la majeure partie de sa demande d’électricité avec deux groupes électrogènes diesel de 81 MW au total et un petit parc éolien de 6 MW, mis en service en 2013. Le gouvernement local vise à augmenter la part des énergies renouvelables à 15% en 2030. La centrale solaire flottante devrait être opérationnelle d’ici fin 2020.
Comme la plupart des îles tropicales, les Seychelles bénéficient d’un excellent potentiel photovoltaïque, mais la disponibilité limitée des terres pour le solaire terrestre empêchait jusqu’ici son déploiement à grande échelle. Le photovoltaïque maritime offre l’opportunité de résoudre à la fois le problème des contraintes foncières et la dépendance aux combustibles fossiles. La lagune de Providence a été choisie en raison de son accessibilité et de sa capacité d’injection dans le réseau. S’il s’agit bien d’un site en milieu marin, il faut toutefois préciser qu’il n’est relié à la pleine mer que par un étroit chenal, ce qui le protège des vicissitudes dues à la météo du grand large (vents et houle).
Dans la péninsule arabique, l’émirat de Dubaï situé au bord du Golfe Persique parie également sur le solaire offshore pour atteindre l’objectif de diversification de son mix électrique et produire d’ici 2050, 75% de ses consommations d’énergie par les renouvelables. La DEWA (Dubai Electricity and Water Authority) a lancé un appel à projets en vue d’étudier, de développer et de construire des centrales photovoltaïques flottantes au large de ses côtes.
« Nous voulons développer des initiatives et des solutions innovantes pour que les générations futures puissent vivre dans un monde durable. Le photovoltaïque flottant est une des technologies émergentes les plus importantes pour y arriver » a déclaré Saeed Mohammad Al Tayer, le CEO de la Dewa.
Des projets ambitieux en Mer du Nord
Maldives, Singapour, Dubaï, Seychelles … tous ces projets situés sous les tropiques, à proximité immédiate du rivage, bénéficient de conditions idéales : fort ensoleillement et mer relativement calme. Quand le consortium néérlandais Ocean of Energie projette la construction d’une centrale photovoltaïque en Mer du Nord, à 15 km des côtes hollandaises, le défi est autrement plus ambitieux. Les tempêtes, la houle et les courants marins y sont bien plus hostiles. En novembre 2019, une première plateforme composée de 28 panneaux d’une puissance totale de 8,5 kWc a été installée. Elle sera bientôt agrandie pour porter sa capacité à 50 kWc. Dénommé « Zon op zee » (Soleil sur la mer), ce projet pilote vise à tester pendant un an le comportement et la résistance des panneaux en haute mer et de comparer leur production à celle des parcs solaires terrestres. Les partenaires estiment que le rendement d’une ferme solaire offshore pourrait être supérieur de 15%.
La conception de la plateforme flottante étant modulaire, Oceans of Energy souhaite déployer à terme une centrale de 1 MW en Mer du Nord, puis de la porter à 100 MW et plus.
Selon Allard van Hoeken, CEO d’Ocean of Energy, le solaire offshore pourrait fournir la moitié des besoins énergétiques des Pays-Bas en utilisant seulement 5% des eaux territoriales néerlandaises de la Mer du Nord. C’est-à-dire la surface occupée par les parcs éoliens offshore existants et projetés.
Un autre consortium composé des entreprises belges Deme, Sioen, Colruyt, Jan de Nul et Tractebel projette également le déploiement de centrales solaires flottantes entres les mats des parcs éoliens belges de la Mer du Nord. Dans un premier temps, les partenaires souhaitent réaliser une étude de faisabilité, avant de se lancer dans un projet pilote.
Le développement des fermes éoliennes offshore auquel on assiste dans plusieurs pays peut favoriser l’émergence du photovoltaïque flottant. Selon Oceans of Energy, la production d’électricité de ces parcs pourrait être multipliée par cinq en installant des plateformes photovoltaïques flottantes entre les turbines. L’hiver étant plus venteux et l’été plus ensoleillé, la complémentarité de ces deux énergies permettrait aussi de lisser la fourniture d’électricité.
Enfin des synergies et des économies sont possibles en mutualisant les connections aux réseaux, la maintenance, la gestion et la surveillance des installations.
[1] Offshore Floating PhotoVoltaic
La durée de vie de ce type d’installation sera nécessairement beaucoup plus faible qu’une installation à terre et je ne parle pas des coûts d’exploitation proportionnels à l’éloignement de la côte (longueur des câbles, durées d’intervention).
La première tempête devrait mettre tout le monde d’accord sur l’inanité d’une telle initiative.
Je connais bien le domaine du PV et le monde marin, et je suis plutôt sceptique quand à la durabilité de ces systèmes. Rappelons nous le fiasco de la route solaire.
Peu de matériaux résistent longtemps aux assauts de l air salin et des uvs tout en étant soumis aux contraintes mécaniques du vent et de la houle.
L’échec de la route solaire était prévisible. Comment des ingénieurs d’une grande entreprise ont pu imaginer cette technologie vouée à l’échec avant même de l’expérimenter, reste pour moi un mystère. Les contraintes que doivent affronter les panneaux installés en offshore sont évidemment importantes, mais à mon avis moindre que celles du passage répété de véhicules lourds ou rapides. Je suis donc moins pessimiste. Je pense que les expériences pilotes en cours valent la peine d’être tentées. Mais le succès n’est évidemment pas garanti.