Ils veulent relier les éoliennes en mer à la terre avec des supraconducteurs
Si les projets éoliens offshore tendent à s’éloigner des côtes pour gagner en efficacité tout en limitant l’impact visuel, encore faut-il pouvoir les raccorder à la terre ferme. Pour que ce raccordement soit toujours possible d’un point de vue technique et économique, un groupe de recherche explore la piste de la supraconductivité.
À mesure que les projets éoliens s’éloignent des côtes, leur raccordement électrique devient de plus en plus délicat. De nombreux facteurs viennent altérer ce transport, et engendrent des pertes importantes que les ingénieurs tentent de compenser par des équipements toujours plus complexes et coûteux. C’est dans ce contexte qu’est né le projet SupraMarine. Porté par des références industrielles françaises, il vise à simplifier le transport d’électricité des parcs éoliens offshore grâce à un phénomène quantique : la supraconductivité.
Découverte en 1911, la supraconductivité est un état de la matière qui présente deux caractéristiques principales : une résistance électrique nulle, et une expulsion totale du champ magnétique qui l’entoure. Cet état, qui est l’une des rares manifestations de physique quantique à l’échelle macroscopique, ne se rencontre qu’à une température proche du zéro absolu.
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Les premiers parcs éoliens offshore ont été raccordés grâce à des liaisons haute tension en courant alternatif. Mais sur de grandes distances, des phénomènes physiques comme l’effet de peau obligent à surdimensionner la section des câbles. À cette problématique s’ajoute l’effet capacitif, particulièrement présent dans des conditions sous-marines ou souterraines, qui correspond à la génération d’un courant parasite réduisant fortement la puissance utile du câble.
Face à ces fortes contraintes, de plus en plus de parcs sont reliés à la terre ferme grâce à des liaisons HVDC. La technologie du courant continu a l’avantage de ne pas subir les contraintes de l’effet de peau ou de l’effet capacitif. Il en résulte des pertes de 30 à 50 % moins importantes, ainsi que des câbles de section inférieure. Néanmoins, ces câbles ne peuvent être utilisés qu’avec la mise en place de convertisseurs AC/DC à chaque extrémité. Or, ces infrastructures sont très imposantes. À titre d’exemple, alors que la partie haute de la sous-station du parc de Saint-Nazaire pèse 2 500 tonnes (480 MW), la sous-station BorWin 2 pèse 12 000 tonnes pour 800 MW !
Enfin, les équipements nécessaires aux liaisons HVDC sont particulièrement coûteux. La sous-station du parc Centre Manche 1 devrait coûter 2,7 milliards d’euros, alors que celle du parc de Saint-Brieuc avoisine les 260 millions d’euros.
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Refroidir le câble de transport d’électricité jusqu’à une température proche du zéro absolu ferait presque disparaître les pertes d’énergie liées à ces différents phénomènes physiques. En conséquence, il serait ainsi possible d’utiliser des sections de câble beaucoup moins importantes et donc de réaliser des économies colossales.
Pour mener cette expérimentation à bien, le programme SupraMarine bénéficie de 7,3 millions d’euros de subventions, financées par l’État via le France 2030. Pour espérer la mise en service d’un premier démonstrateur dès 2028, les rôles sont déjà bien définis. Centrale Supélec devrait fournir l’appui scientifique ainsi que les plateformes expérimentales, tandis qu’Air Liquide devrait apporter son savoir-faire pour la création d’une usine cryogénique. ITP Interpipe devrait fournir une enveloppe cryostat à double paroi, et Nexans se chargerait de la fabrication des câbles haute tension et courant alternatif. Enfin, RTE a un rôle de supervision afin de permettre la réussite d’une intégration au réseau.
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