L’énergie éolienne offshore joue un rôle crucial dans la transition énergétique. Les câbles sous-marins, essentiels pour acheminer l’électricité produite vers le réseau terrestre, nécessitent une surveillance régulière. Une nouvelle méthode de localisation, développée par des chercheurs, promet d’améliorer significativement ce processus.
L’éolien offshore s’impose comme un pilier majeur de la transition énergétique. En Allemagne, l’objectif est d’atteindre une capacité installée d’au moins 30 gigawatts (GW) d’énergie éolienne offshore d’ici 2030. Le transport de l’électricité générée par les parcs éoliens de la mer du Nord et de la mer Baltique vers la terre ferme nécessite des câbles sous-marins reliant le réseau terrestre.
De nombreux pays, dont l’Allemagne, ont établi des réglementations strictes concernant l’installation de ces câbles sous-marins. Les opérateurs doivent prendre en compte ces exigences dès la phase de planification. Par exemple, une étude post-enfouissement (PBS) est obligatoire pour vérifier que la position réelle du câble après sa pose correspond aux plans initiaux.
Les défis de la surveillance des câbles sous-marins
La multiplication des parcs éoliens offshore et d’autres projets d’infrastructure en mer entraîne une augmentation des croisements de câbles. De plus, les courants de fond et les mouvements sédimentaires peuvent modifier la position des câbles installés à quelques mètres sous le fond marin au fil du temps.
Jusqu’à présent, les méthodes acoustiques ou magnétiques étaient privilégiées pour la cartographie des câbles. Cependant, ces techniques s’avèrent coûteuses et présentent des problèmes de fiabilité. Les systèmes existants ne permettent pas de surveiller les câbles sur de vastes zones ou nécessitent l’interruption de l’alimentation électrique pendant les opérations de surveillance.
Une nouvelle approche innovante : le projet SASACD
Face à ces limitations, le projet SASACD (Seismo-Acoustic Synthetic Aperture Cable Detection) a été lancé. Il réunit l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie éolienne IWES, l’Université de Brême et TenneT Offshore GmbH. L’objectif est de développer un système de mesure novateur, fiable, étendu et rentable.
La méthode d’imagerie sismo-acoustique permet de localiser avec précision les câbles offshore dans les couches supérieures des sédiments marins. Cette avancée facilitera la planification des travaux de maintenance et rendra l’exploitation des parcs éoliens offshore plus fiable et économique. Le projet, coordonné par le Fraunhofer IWES à Brême, est financé par le ministère fédéral allemand de l’Économie et de la Protection du climat (BMWK).
Une précision décimétrique grâce à un système de positionnement de pointe
La particularité de cette nouvelle méthode de surveillance des câbles réside dans sa capacité à identifier des câbles d’un diamètre de 25 centimètres ou plus avec une précision de quelques décimètres seulement. Cette précision s’avère précieuse non seulement pour la pose de nouveaux câbles sous-marins, mais aussi pour la protection des câbles existants et la réparation des connexions défectueuses.
Le Dr Jude Castelino, géophysicien et chef de projet au Fraunhofer IWES, précise : «La recherche de câbles sous l’eau est extrêmement difficile. Sans les bons outils, c’est comme chercher une aiguille dans une botte de foin. Notre système de mesure sismo-acoustique permet de cibler le point approximatif du sous-sol où nous pensons que le câble se trouve.»
Une technologie de pointe pour une surveillance efficace
La plateforme de mesure est capable d’examiner et de scanner de vastes zones du fond marin, tout en pénétrant suffisamment profondément dans les sédiments. Les chercheurs utilisent des méthodes innovantes d’imagerie par diffraction et d’ouverture synthétique, déjà éprouvées au Fraunhofer IWES pour la détection de rochers dans les sédiments marins.
Le système de mesure comprend un dispositif remorqué équipé de capteurs sismiques spéciaux (hydrophones) et de systèmes de positionnement. L’équipement est tracté par un navire de surface et peut être positionné à environ dix mètres ou moins au-dessus du fond marin. Pendant l’acquisition des données, les hydrophones captent les ondes sonores émises par une source de signal à la surface de la mer et réfléchies ou dispersées par le sous-sol.
Un avantage majeur de cette méthode est qu’il n’est pas nécessaire d’interrompre l’alimentation du câble pendant le processus de surveillance. Le Dr Castelino souligne : «Le maintien de la transmission d’électricité ininterrompue pendant l’étude réduit le coût d’exploitation des parcs éoliens. Jusqu’à présent, les câbles devaient être mis hors tension pendant des périodes pouvant aller jusqu’à plusieurs jours, selon le projet.»
La prochaine étape consistera à effectuer des essais avec un prototype, qui pourra être utilisé même à partir de navires d’étude relativement petits. Cette innovation promet d’améliorer considérablement l’efficacité et la rentabilité de la surveillance des câbles sous-marins, contribuant ainsi au développement durable de l’énergie éolienne offshore.
Légende illustration : Les mesures sismiques permettent aux chercheurs de localiser les câbles dans les fonds marins avec une précision exceptionnelle. © Frank S. Bauer
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