Opérations et maintenance

Planifier de manière optimale les opérations en mer

Les opérations d’installation et de maintenance en mer sont coûteuses et nécessitent d’importantes ressources matérielles et humaines. Les fenêtres d’intervention, définies à partir de critères météo-océaniques, requièrent des données et prévisions fiables. En amont de la construction des parcs, il est crucial planifier de manière optimale les séquences d’installation et de maintenance et estimer les coûts du projet (CAPEX et OPEX). Il faut pour cela s’appuyer sur des bases de données rétrospectives fournissant des séries chronologiques sur des durées longues (Projet CASSIOWPE). Lors de la phase d’exploitation du parc, il est nécessaire d’optimiser les fenêtres d’intervention et de réduire les incertitudes sur les prévisions. Des modèles probabilistes sont développés à cet effet afin de fournir des prévisions à haute résolution en visant des échelles de temps de 5 min à 96 h (Projet FLOWTOM). Un enjeu particulier est identifié sur le golfe du Lion en Méditerranée, du fait de l’importante variabilité temporelle du vent.

Proposer des solutions de maintenance lourde en mer

Pour les futures fermes éoliennes flottantes commerciales qui seront éloignées des côtes, il apparaît nécessaire de développer des solutions fiables permettant d’effectuer des opérations de maintenance lourde en mer, telles que le remplacement d’un composant majeur de l’assemblage rotor-nacelle. En effet, la stratégie du retour au port semble atteindre des limites technico-économiques dans le cas d’un développement à grande échelle. L’une des difficultés des opérations de maintenance lourde en mer est liée à la profondeur d’eau sur les sites envisagés, qui dépasse les capacités des plateformes autoélévatrices utilisées actuellement. Il faut dès lors développer des solutions basées sur des supports flottants et relever les défis associés aux levages lourds en hauteur, avec des turbines de taille croissante et du transfert de charge entre deux moyens flottants. Un projet collaboratif a ainsi été initié pour contribuer au développement de solutions adaptées à ce contexte particulier (Projet FLOWTOM).

Assurer le suivi pendant la phase d’exploitation

Le développement de stratégies de suivi en service incluant des capteurs embarqués est essentiel pour fiabiliser les composants sur la durée de vie des parcs et optimiser le rapport entre la performance et les coûts de maintenance. Une méthodologie hybride est à l’étude en vue de combiner un réseau de capteurs embarqués sur un système en mer et une simulation numérique du comportement de ce système à l’aide d’un modèle appelé jumeau numérique. Cette approche permet de dépasser le simple niveau d’alerte en proposant des diagnostics de santé du système à partir des informations suivies à distance et des résultats des simulations. Le premier verrou technologique se situe au niveau des systèmes de suivi en service, et plus particulièrement de l’évaluation de leur fiabilité, de leur précision et des besoins de redondance. Il s’agit ensuite de développer et valider le comportement des modèles de jumeaux numériques à l’échelle d’un composant ou d’un système de composants (Projets SUBSEE 4D, DIONYSOS, DYNAMO). Les temps de calcul et l’estimation de la précision de ces modèles constituent une deuxième catégorie de verrou. A l’échelle de la ferme, il est important de définir une stratégie de déploiement de capteur en phase avec la philosophie d’opération, d’inspection et de maintenance. A la toute fin, l’enjeu majeur est double : il s’agit d’assurer la meilleure disponibilité possible du système, tout en utilisant les premiers déploiements d’éoliennes flottantes comme des centres d’apprentissage qui permettront d’optimiser les conceptions futures et de réduire le coût global de l’énergie.

Crédit photo : Ian Dyball / AdobeStock

Interlocuteurs

Nicolas Ruiz

Responsable R&D systèmes et parcs EMR