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.

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 contribuent à deux projets de R&D sur ce thème :

  • Le premier porte sur la caractérisation fine du comportement dynamique et à long terme de lignes d’ancrage en nylon (Projet POLYAMOOR). Ce projet 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 également 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 et SUBSEE 4D).

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 en cours (Projet ABIOP+) vise à développer des protocoles de mesure et de caractérisation du biofouling, en prenant en compte les spécificités de sites et de composants.

Crédit photo : Wanfahmy / AdobeStock

Projets

En cours

ABIOP+

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

Terminé

MHM-EMR

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

Terminé

POLYAMOOR

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

En cours

MONAMOOR

Suivi des lignes d’ancrages en polyamide

En cours

SUBSEE 4D

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

Terminé

ABIOP

Quantification du biofouling au moyen de protocoles établis et recommandations associées

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

Guillaume Damblans

Guillaume Damblans

Responsable R&D dimensionnement et suivi des systèmes

Romain Ribault

Romain Ribault

Ingénieur de recherche en systèmes d'ancrage et monitoring offshore

News

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