Ancrages

Ancrages

L’ancrage, la ligne de vie flexible et robuste des systèmes EMR flottants

    Deux critères essentiels pour les ancrages : fiabilité et robustesse

    Les systèmes flottants de production d’énergies marines renouvelables présentent plusieurs avantages : ressources en vent et vagues plus importantes, profondeur d’eau techniquement non limitée, meilleure adaptabilité aux types de sols…  Ces derniers doivent cependant limiter leur dynamique pour des raisons :

    • d’efficacité (ex : diminution des performances des éoliennes si les mouvements du flotteur sont trop importants),
    • de sécurité (ex : perturbation du trafic maritime),
    • de robustesse et de viabilité technico-économique (ex : arrachage du câble électrique d’export, surcoût lié au surdimensionnement).

    Développer des lignes d’ancrage fiables et robustes est donc essentiel. Pour cela, deux critères sont à prendre en compte : limiter l’amplitude des efforts et résister aux sollicitations maximales sur la durée de vie d’un parc.

    Fiche de synthèse Ancrages (PDF)

    Adapter le retour d’expérience de l’offshore pétrolier aux EMR

    Difficile de transposer tel quel aux EMR le retour d’expérience de l’offshore pétrolier car certaines contraintes sont radicalement différentes : limitation de l’empreinte au sol, forte dynamique des flotteurs dans la houle, réduction de l’emprise sur le domaine public maritime… Les systèmes flottants de récupération d’énergies marines sont déployés dans des profondeurs d’eau relativement faibles (50 à 150 m) où la ressource en vent et vague permet un meilleur facteur de charge. Or, plus la profondeur est faible, plus le dimensionnement de l’ancrage est complexe.  Les ancrages proposés pour les systèmes flottants, en particulier les éoliennes, diffèrent donc notablement de ceux utilisés dans l’offshore pétrolier. Les normes et outils de conception doivent être adaptés et validés. Le retour d’expérience sur des sites d’essais ou des parcs pilotes obtenu en parallèle d’études spécifiques aux ancrages va permettre de réduire les incertitudes sur la prédiction de leur durée de vie et optimiser les solutions retenues.

    Caractérisation des ancrage synthétiques

    Les ancrages synthétiques permettent d’introduire de l’amortissement dynamique dans le système, notamment grâce à une forte capacité d’élongation, à l’instar du nylon. Ces dispositifs semi-tendus sont particulièrement adaptés à des profondeurs d’eau comprises entre 60 et 150 m. Le nylon a l’avantage d’être moins onéreux que la classique chaîne d’ancrage, ce qui contribue à diminuer le LCOE du système ainsi qu’à limiter la longueur totale et donc l’empreinte au sol. France Energies Marines et ses partenaires ont mené deux projets de R&D sur ce thème :

    • Le premier portait sur la caractérisation fine du comportement dynamique et à long terme de lignes d’ancrage en nylon (Projet POLYAMOOR). Il a permis de démontrer que le nylon peut avoir une durée de vie en fatigue pour des ancrages permanents de l’ordre de 25 ans. Une loi représentative du comportement complexe visco-elasto-plastique de ce matériau ainsi qu’une méthodologie d’évaluation accélérée de la durée de vie par auto-échauffement ont été proposées.
    • Le second vise à développer des moyens de suivi en service du comportement mécanique des lignes d’ancrage en nylon. Il intègre un déploiement en mer, le développement de capteurs et méthodologie dédiés pour le monitoring de ces ancrages ainsi qu’une procédure d’installation incluant le pré-tensionnement (Projet MONAMOOR).

    Suivi en service des lignes d’ancrage

    Le dimensionnement des systèmes en mer est nécessairement basé sur des statistiques météo-océaniques. Il comporte donc des incertitudes auxquelles s’ajoutent l’intégration de nouveaux matériaux. Il apparait donc incontournable de disposer de méthodes et de moyens pour suivre l’état des composants d’ancrage en continu, pour alerter en cas de risques élevé de déradage et pour anticiper les opérations de réparation ou de remplacement (Projets MHM-EMR, SUBSEE 4D et DIONYSOS).

    Influence du biofouling sur les ancrages

    Le biofouling peut affecter fortement le poids et le comportement hydromécanique du flotteur et des lignes d’ancrage, notamment synthétiques. Ceci est particulièrement vrai pour des sites à faibles profondeur d’eau (< 150 m) où la plus grande partie de la colonne d’eau comporte des organismes vivants. Un projet collaboratif achevé en 2022 visait à développer des protocoles de mesure et de caractérisation du biofouling, en prenant en compte les spécificités de sites et de composants (Projet ABIOP+).

    Liste des publications en lien avec les ancrages (PDF)

    Crédit photo : Wanfahmy / AdobeStock

    Projets

    Terminé

    ABIOP+

    Prise en compte du biofouling au moyen de protocoles de quantification utiles à l’ingénierie

    En cours

    DIONYSOS

    Réseau numérique intelligent opérationnel à l’aide d’une approche hybride capteurs / simulations

    Terminé

    POLYAMOOR

    Ligne d’ancrage polyamide souple et durable pour les énergies marines renouvelables

    Terminé

    ABIOP

    Quantification du biofouling au moyen de protocoles établis et recommandations associées

    Terminé

    MHM-EMR

    Suivi en service des systèmes d’ancrage pour les énergies marines renouvelables

    En cours

    MONAMOOR

    Suivi des lignes d’ancrages en polyamide

    En cours

    MUTANC

    Ancres mutualisées pour les éoliennes offshores flottantes

    Terminé

    SUBSEE 4D

    Un jumeau numérique pour faciliter l’exploitation des parcs éoliens flottants

    Services

    Coordination et participation à des comités d’experts sur les EMR

    Dimensionnement et suivi en service des câbles électriques et ancrages

    Formations dans le domaine des énergies marines renouvelables

    Médiathèque

    Vidéos

    Interlocuteurs

    Romain Ribault

    Romain Ribault

    Ingénieur de recherche en systèmes d'ancrage et monitoring offshore

    Jean-Sébastien Verjut

    Jean-Sébastien Verjut

    Ingénieur de recherche en systèmes d’ancrage et opérations marines

    News

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