Compensation de heave pour l'énergie éolienne offshore
Défis de l'installation de turbines éoliennes
Les éoliennes offshore sont installées à l’aide de navires autoélévatrices, de navires-grues de levage lourd ou de plateformes semi-submersibles. À mesure que la taille des turbines augmente au-delà de 15 MW — avec des nacelles pesant plus de 600 tonnes et des pales dépassant 115 m — les opérations de levage deviennent de plus en plus sensibles aux mouvements induits par les vagues.
Phases d’installation clés où la compensation de heave est importante :
- Placement de monopieu/veste — abaissement d’une fondation de 1000+ tonnes à travers la zone d’éclaboussement sur le fond marin
- Installation de la pièce de transition — le scellement ou le boulonnage du PT sur le monopieu nécessite un positionnement vertical précis
- Levages de sections de tour — l’empilement de sections de tour en hauteur amplifie les mouvements du navire
- Installation de nacelle et de pale — les levages les plus élevés avec les tolérances les plus strictes
Les navires autoélévatrices traditionnels éliminent le heave en se tenant sur le fond marin, mais ils sont lents à repositionner et limités par la profondeur de l’eau. Les navires d’installation flottants offrent des temps de cycle plus rapides mais doivent gérer les mouvements induits par les vagues pendant chaque levage.
Solutions de compensation de mouvement pour l'éolien
Plusieurs approches de compensation de mouvement sont utilisées lors de l’installation d’éoliennes offshore :
- Compensation active de heave (AHC) — treuils de grues avec détection de mouvement en temps réel et entraînement hydraulique/électrique. Utilisé sur les navires-grues principaux pour les levages lourds. Atteint >95% de compensation, mais nécessite une puissance importante et une complexité de contrôle.
- Compensation passive de heave (PHC) — systèmes à ressorts à gaz qui absorbent le mouvement de heave sans alimentation externe. Coût inférieur et opération plus simple. Convient au traitement des fondations et des composants sous-marins.
- Pinces à monopieux compensées en mouvement — cadres spécialisés qui maintiennent les monopieux ou vestes stables pendant que le navire tangue. Utilisé par les navires d’installation dédiés.
- Amortisseurs de choc — protègent contre les charges de choc lors du battage de pieux ou d’événements de transfert de charge soudains.
Pour l’installation de monopieux et de pièces de transition, un compensateur passif comme RIGEL ou un système adaptatif comme ANTARES offre un moyen rentable d’étendre la fenêtre météorologique sans la complexité d’une AHC complète.
Perspectives du marché
Le marché de l’énergie éolienne offshore croît rapidement. L’Europe prévoit d’installer 300 GW de capacité éolienne offshore d’ici 2050, et les marchés de l’Asie-Pacifique (Chine, Japon, Corée du Sud, Taïwan) connaissent une expansion rapide. Les tailles de turbines augmentent de 12 MW à 20+ MW, impulsant la demande de grues plus grandes et d’une meilleure compensation de mouvement.
Cette croissance crée des opportunités pour l’équipement de compensation de heave dans plusieurs domaines : les navires d’installation flottants qui nécessitent une compensation de grue, les navires de transfert d’équipage utilisant des passerelles compensées en mouvement, et les opérations de pose de câbles nécessitant des systèmes de tension constante. À mesure que l’industrie se déplace vers des eaux plus profondes avec des fondations flottantes (semi-sub, spar, TLP), le besoin de compensation de heave efficace lors des opérations de remorquage et d’accrochage augmentera encore.
