Le vent se lève au large de Fukushima

A une vingtaine de kilomètres au large des côtes de Narahamachi, dans la préfecture de Fukushima, dans une zone où les fonds marins mesurent 120 mètres de profondeur, une éolienne flottante a commencé à produire de l’électricité. Ce projet, baptisé Fukushima Mirai (« l’avenir de Fukushima »), fournira en électricité environ 1700 foyers, grâce aux câbles sous-marins qui relient le site au réseau de distribution de la compagnie d’électricité du Tôhoku.

L’éolienne aval, avec ses trois pales de 40 mètres de long, a été fabriquée par Hitachi. Quelque 106 mètres séparent la surface de l’eau du sommet de la turbine, soit la hauteur d’un immeuble de trente étages. A lui seul, le flotteur qui la soutient mesure 32 mètres.

L’éolienne flottante « Fukushima Mirai » (Photo : Fukushima Offshore Wind Consortium)

A deux kilomètres de là est installée la sous-station Fukushima Kizuna, équipée d’un transformateur qui relève la tension de l’électricité à acheminer vers les terres, ainsi que d’une tour de surveillance des données atmosphériques pour mesurer la direction et la puissance du vent. C’est la première fois qu’un transformateur d’une puissance de 66 000 kV est installé offshore. L’exercice 2014 verra en outre l’installation de deux turbines d’une puissance de 7 MW, la plus importante au monde.

La sous-station Fukushima Kizuna (Photo : Fukushima Offshore Wind Consortium)

De plus grandes éoliennes grâce à une technologie MHI

La plateforme flottante repose sur des technologies existantes, notamment dans le domaine des forages pétroliers ou gaziers offshore. De même, les câbles sous-marins nécessaires au transport de l’électricité entre la turbine et le rivage utilisent des technologies haut de gamme mises au point au Japon.

Le problème rencontré dans l’utilisation d’une plateforme flottante pour la production d’électricité éolienne réside dans le coût élevé de l’investissement de base. Les coûts de construction et de maintenance d’une installation en mer sont beaucoup plus importants que pour une installation similaire sur terre. Afin de les minimiser, il était donc nécessaire de fabriquer une turbine plus grande, capable de produire davantage d’électricité.

Ce défi a été relevé par Mitsubishi Heavy Industries (MHI). Au lieu de transmettre au générateur la force rotative de l’éolienne par le biais d’engrenages, MHI a mis au point un système de transmission hydraulique permettant d’entraîner efficacement les pales de plus de 80 mètres de long d’une turbine éolienne. Cette technologie sera utilisée pour les deux turbines de 7 MW au cours de la prochaine tranche de travaux.

Fukushima Mirai (Vidéo filmée par le 6 novembre 2013 Fukushima Offshore Wind Consortium)

La reconstruction de Fukushima, un coup d’accélérateur

Ce projet a été conçu sur la base de travaux menés depuis plus de dix ans par une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Ishihara Takeshi de l’université de Tokyo. En mars 2012, l’université de Tokyo et dix entreprises privées ont formé un consortium à la demande du Ministère de l’économie, qui a ainsi donné un coup d’accélérateur majeur à la réalisation du projet.

Explications de M. Ishihara : « Le plus difficile a été de convaincre les entreprises. J’ai réitéré ma demande à de multiples reprises à celles qui me répondaient que c’était impossible. La mise en œuvre d’un tel projet nécessite des fonds importants et beaucoup de temps, et même en mettant au point des technologies d’excellence, il est difficile d’arriver jusqu’à la phase expérimentale. Une difficulté que nous surnommons la « vallée de la mort » ; dans le cas présent, la reconstruction de Fukushima est le moteur qui nous a permis d’en sortir. Mon souhait est de faire des énergies renouvelables une industrie aussi importante que celle du nucléaire. Parce qu’au bout du compte, sans la création de milliers d’emplois, il n’y aura pas de reconstruction à Fukushima. »

Un potentiel à l’exportation

En juin 2013, le gouvernement japonais a émis un objectif clair pour la production d’électricité grâce à des éoliennes flottantes : atteindre l’exploitation commerciale d’ici 2018. De la même façon que l’automobile ou l’électronique grand public, les turbines éoliennes forment un véritable réseau industriel. Une éolienne compte entre 10 000 et 20 000 pièces, comme les véhicules automobiles ou les appareils électroniques, ce qui signifie que si l’industrie éolienne se développe, la demande en pièces détachées et matériaux augmentera aussi. Ces pièces étant en grande partie déjà utilisées dans les avions, les voitures et les navires, le marché est intéressant pour les industriels ; à terme, il pourrait même s’agir d’un secteur porteur à l’exportation.

La préfecture de Fukushima entend créer, sur les grands espaces du port d’Onahama (Iwaki) et de Hamadôri au nord, un important pôle industriel regroupant des sites de production d’éoliennes offshore et des centres de recherche, afin de stimuler la création d’emplois.

La coexistence avec l’industrie de la pêche, une condition sine qua non

Le professeur Ishihara Takeshi, le « père » du projet du parc d’éoliennes flottantes

Les objectifs de la phase expérimentale sont multiples : technologiques, en ce qui concerne les mesures atmosphériques, la prévision des mouvements du flotteur, la production et la transformation de l’électricité offshore ou encore les métaux haute résistance, mais aussi environnementaux, avec la sécurité de la navigation dans les zones avoisinantes et l’étude de l’impact sonore, visuel et électromagnétique du projet sur l’industrie de la pêche et le milieu naturel.

En particulier, l’acceptation du projet par les pêcheurs est une condition sine qua non pour sa réussite. En effet, dans le cas de la pêche au chalut, le risque existe que les filets se prennent dans les cordages et les câbles de transport de l’électricité installés sous l’eau. Cependant, des capteurs existent aujourd’hui pour permettre d’éviter ces problèmes ; de plus, les câbles sous-marins sont enfouis à une profondeur d’un mètre, grâce à un procédé de liquéfaction du sable.

« Il nous reste maintenant à convaincre les pêcheurs, durant les deux années à venir, de la faisabilité de ce projet », conclut M. Ishihara. Le principal objectif de la phase d’expérimentation qui vient de débuter au large de Fukushima, c’est de démontrer que l’éolien offshore peut coexister en harmonie non seulement avec l’environnement naturel, mais aussi avec les habitants.

(Adapté d'un texte japonais de Nagasawa Takaaki, nippon.com. Photographie de titre : Fukushima Offshore Wind Consortium)