Les chercheurs de l’Institut des systèmes côtiers – analyse et modélisation de Hereon ont utilisé le modèle climatique régional à haute résolution COSMO-CLM pour simuler différents scénarios techniques d’expansion de l’énergie éolienne offshore. Les simulations se sont appuyées sur des données météorologiques couvrant la période 2008 à 2017. En analysant une décennie entière, les chercheurs ont pu dériver la dynamique atmosphérique moyenne sur un large éventail de conditions météorologiques tout en réduisant l’influence de la variabilité interannuelle. Cette approche permet d’identifier plus solidement les effets potentiels à long terme. Les simulations incluaient à la fois les zones existantes et potentielles de parcs éoliens offshore en mer du Nord et en mer Baltique.
Les chercheurs ont également pris en compte les effets des éoliennes sur la vitesse du vent, le mélange atmosphérique et le transport de l’humidité. Leur objectif était de mieux comprendre les processus atmosphériques fondamentaux qui pourraient être déclenchés par de grands groupes de parcs éoliens offshore. « Notre travail contribue à garantir que la poursuite de l’expansion de l’énergie éolienne offshore en Europe puisse être alignée sur les exigences de la protection du climat, de la protection de l’environnement et de la gestion côtière », déclare le Dr Naveed Akhtar, auteur principal de l’étude.
Un scénario d’expansion volontairement extrême
Le scénario simulé dans l’étude représente une voie d’expansion purement technique qui dépasse les objectifs actuels de déploiement de l’éolien offshore de l’Union européenne. Il inclut toutes les zones désignées en mer du Nord et en mer Baltique qui ont été identifiées pour un développement potentiel de l’énergie éolienne offshore. Pour ces zones, les chercheurs ont supposé un déploiement maximal, aboutissant à une capacité installée qui dépasserait sensiblement l’objectif actuellement discuté de 300 GW d’ici à 2050.
Les chercheurs ont délibérément choisi ce scénario pour rendre les effets climatiques potentiels clairement détectables et pour estimer leur ampleur. La raison est qu’une incertitude considérable subsiste quant aux zones qui seront finalement développées et à l’évolution future des objectifs politiques.
Les régimes de précipitations changent
Les résultats montrent qu’une expansion à grande échelle de l’énergie éolienne offshore pourrait entraîner une augmentation des précipitations sur les zones de parcs éoliens offshore, tandis que les précipitations dans les régions côtières adjacentes pourraient diminuer. Le mécanisme sous-jacent est que les éoliennes extraient une partie de l’énergie cinétique du vent et augmentent simultanément la turbulence atmosphérique. En aval des éoliennes, de fortes variations du mouvement de l’air renforcent les échanges entre les différentes couches de l’atmosphère. En conséquence, l’air humide peut s’élever, se refroidir et se condenser, entraînant la formation de nuages et des précipitations au-dessus des parcs éoliens.
Dans le même temps, le transport de l’humidité vers la côte est modifié. Si les masses d’air libèrent une plus grande partie de leur humidité sous forme de précipitations au-dessus des zones de parcs éoliens offshore, il reste moins d’humidité disponible pour les précipitations dans les régions côtières. Pour certaines parties du Danemark, de l’Allemagne, des Pays-Bas et du Royaume-Uni, les simulations indiquent des réductions potentielles des précipitations côtières allant jusqu’à 15 pour cent.
Des statistiques météorologiques à long terme plutôt que des événements météorologiques isolés
Ces résultats peuvent soutenir une planification spatiale maritime durable et renforcer la coopération transfrontalière dans la région de la mer du Nord et de la mer Baltique. Des études antérieures menées par Hereon ont montré que des facteurs tels que la taille, la disposition et l’espacement des éoliennes peuvent avoir une influence significative sur les effets atmosphériques.
Les recherches futures devraient examiner une gamme de scénarios d’expansion et analyser comment des paramètres tels que la densité des turbines, la taille des parcs éoliens et la distribution spatiale affectent le climat régional. En outre, les chercheurs prévoient d’explorer plus en profondeur les impacts des parcs éoliens offshore sur l’océan et les écosystèmes marins.
Article : Projected impacts of future offshore wind farms on coastal precipitation over the Northwest European shelf – Journal : Communications Earth & Environment – Méthode : Computational simulation/modeling – DOI : Lien vers l’étude
Source : Hereon
