Énergie et environnement

Soutenir l'éolien offshore: navires employés dans l'installation de parcs éoliens offshore

Soutenir l'éolien offshore: navires employés dans l'installation de parcs éoliens offshore



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Le développement d'un parc éolien offshore comprend généralement quatre étapes différentes, en particulier les études de pré-installation, l'installation, l'exploitation et la maintenance et le démantèlement. Cela signifie que le secteur a besoin d'une grande variété de navires de soutien afin d'exécuter efficacement la multitude de tâches différentes. Ces dernières années, des goulots d'étranglement dans l'offre de ces navires ont affecté le secteur, principalement en raison du manque de disponibilité de navires spécialisés. Par conséquent, les promoteurs de parcs éoliens ont eu tendance à se tourner vers le secteur pétrolier et gazier pour obtenir de l'aide.

Les pénuries de navires entraînent des retards dans la phase de construction et cela a été un problème régulier dans le passé. Par exemple, le parc éolien Alpha Ventus a été retardé d'un an en raison de telles pénuries, et lorsqu'un navire a été fourni, il était 20 fois plus grand que ce qui avait été initialement prévu. Le parc éolien offshore de North Hoyle nécessitait un navire dédié à l'installation de turbines, la résolution MPI, dont la construction a été retardée. Le projet a également dû utiliser des navires de construction afin de respecter les délais, mais a par conséquent été retardé d'environ six mois. Le navire d'installation du London Array a été retardé de trois mois, ce qui a nécessité la location d'un navire supplémentaire afin de respecter les délais.

Compte tenu du taux de croissance du secteur éolien offshore, il y aura probablement plus de 5 000 éoliennes offshore opérationnelles dans les eaux britanniques d'ici 2025. La distance moyenne entre la rive et le parc éolien augmentera probablement en fonction des cycles de location de Crown Estate, pour Par exemple, le parc éolien offshore de Dogger Bank sera construit à des profondeurs d'eau allant jusqu'à 63 mètres avec une distance de transit probable de 290 kilomètres, ce qui nécessitera un voyage nautique de plus de 5 heures.

Cela aura à son tour un impact sur les stratégies d'exploitation et de maintenance (E&M) et un impact croissant sur la conception des navires. Les navires devront donc devenir plus durables et plus efficaces à l'avenir et le marché de ces navires est donc en constante évolution. Il peut également arriver un moment où, comme dans le secteur pétrolier et gazier, les techniciens de parcs éoliens devront opérer et vivre dans des bases proches du site du parc éolien. Dans le secteur pétrolier et gazier, la période passée dans une telle base est généralement de deux semaines. Bien que la solution la plus économique pour les opérations à proximité du rivage soit probablement celle basée sur des bateaux de travail, les sites situés dans des eaux plus profondes plus éloignées du rivage devront être soutenus par des modules d'hébergement ou un `` navire mère '', des navires de soutien plus grands ou des élévateurs, selon sur la stratégie O&M utilisée.

La distance entre les parcs éoliens et la rive aura donc inévitablement un impact sur les coûts et pour cette raison les exploitants de parcs éoliens doivent déployer des équipements adaptés aux conditions météorologiques extrêmes. Des conférences entières se tiennent actuellement sur le thème de la conception des navires de soutien aux parcs éoliens offshore.

Actuellement, les principaux fournisseurs de navires d'installation de turbines et de fondations comprennent A2Sea, MPI Offshore, Scaldis Salvage, Seajacks International, Jack-Up Barge, Ballast Nedam, BARD, GeoSea, International Marine Construction et Seaway Heavy Lifting. La plupart de ces entreprises sont basées au Royaume-Uni ou aux Pays-Bas. Les sociétés d'installation de câbles sous-marins comprennent Global Marine Systems, MPI Offshore, Nexans, NKT, Prysmian, Mika, Offshore Marine Management, Peter Madsen Rederi, P&O Maritime Services, Technip (Subocean), Visser & Smit Marine Contracting (VSMC) et Stemat.

Ocean Surveyor [Source de l'image: Geological Survey of Sweden, Flickr]

Navires d'étude

Les navires d'étude sont utilisés pour mener des enquêtes géographiques et climatiques avant la construction d'un parc éolien offshore. L'éventail des navires utilisés à cette fin varie considérablement, en fonction de la profondeur du fond marin et de la distance du rivage.

Navires de pose de câbles

La pose de câbles est l'une des premières tâches à réaliser lors de l'installation d'un parc éolien offshore. Les navires poseurs de câbles sont spécialement conçus pour la pose de câbles sous-marins qui transportent l'électricité produite du parc éolien à la côte. 4C Offshore maintient une base de données complète de ces navires et ils peuvent prendre de nombreuses formes. Par exemple, le navire Van Oords Nexus est une nouvelle conception avec une vaste zone de pont qui peut être personnalisée pour transporter un équipement de pose de câbles dédié. Il dispose d'une grue principale d'une capacité de levage de 100 tonnes à une portée de 15 mètres et d'un palan auxiliaire d'une capacité de levage de 10 tonnes à une portée de 34 mètres. Le navire peut également accueillir 90 personnes.

La caractéristique standard de ces navires est le plateau tournant ou le carrousel qui stocke le câble sans risque de flexion excessive. Il dispose également de poulies de guidage de câbles et de dispositifs d'installation, y compris des véhicules télécommandés (ROV) qui sont utilisés pour le creusement de tranchées. C'est l'un des travaux les plus importants qui consiste à couper des tranchées de 3 mètres de profondeur dans le fond marin pour interconnecter les câbles électriques. Il s'agit de l'un des rôles les plus difficiles du secteur avec jusqu'à 80% des réclamations d'assurance pour les câbles endommagés lors de l'installation.

Ces navires sont également équipés de systèmes de positionnement dynamique (DP) pour les maintenir en place même dans les conditions météorologiques les plus difficiles.

Navires d'installation

Ces navires peuvent prendre diverses formes et comprennent souvent une gamme de navires polyvalents qui ne sont pas parfaitement adaptés à la tâche, en raison de leur utilisation dans d'autres secteurs. Cela signifie qu'ils ne sont embauchés que pour une courte période. Ces navires polyvalents (MPV) comprennent des barges auto-élévatrices qui sont des plates-formes non automotrices qui peuvent se soulever au-dessus de la surface de la mer sur des jambes reposant sur le fond marin. Ces navires offrent une stabilité dans des conditions météorologiques difficiles, mais ils sont lents et nécessitent des navires de soutien pour les remorquer sur le site. Les navires auto-élévateurs fonctionnent sur une base similaire, sauf qu'ils ont des systèmes d'autopropulsion, bien qu'ils soient encore limités par la profondeur de l'eau et leur rôle polyvalent.

Les navires-grues sont basés autour de grandes grues sur socle qui interdisent l'utilisation du navire pour toute autre fonction, comme le transport d'équipement, ainsi que la limitation de leur vitesse.

Un navire grue dans le port de Rotterdam [Source de l'image:Frans Berkelaar, Flickr]

Plus récemment, la construction de parcs éoliens en mer a impliqué l'utilisation d'un navire spécialisé d'installation d'éoliennes (WTIV), une toute nouvelle classe de navires qui n'a commencé à apparaître dans le secteur que ces dernières années, en remplacement des grues empruntées à le secteur pétrolier et gazier. Ces navires ont généralement une coque rectangulaire plate afin d'accueillir une zone de chargement étendue et une grande grue. Cela tend à augmenter la consommation de carburant et d'électricité étant donné une vitesse maximale de 10 à 12 nœuds entre la base côtière et le chantier. Des gouvernails électriques (propulseurs) ou des hélices Voith-Schneider sont utilisés pour contrôler la propulsion et le positionnement et le navire doit rester stable en position tandis que 4-6 jambes de levage sont déployées de sorte que le navire se tient fermement sur le fond marin. Les ingénieurs d'installation sont logés dans une structure à plusieurs étages sur la proue avec une piste d'atterrissage d'hélicoptère sur le dessus.

Les deux premiers WTIV déployés dans le secteur ont été Puissance de la mer et Résolution MPI. Les deux sont toujours en service après dix ans. Puissance de la mer est un cargo converti mais Résolution MPI a été spécialement construit pour le travail en 2003 et est donc le premier vrai WTIV. De 2003 à 2009, l'industrie a eu tendance à utiliser des navires affrétés dans le secteur pétrolier et gazier, la construction spécialisée WTIV commençant par la suite. Au total, 25 WTIV sont entrés en service de 2009 à 2014 avec 7 navires disponibles en 2012. Le secteur WTIV est maintenant engagé dans un processus de modification car il devient clair que les demandes qui leur sont imposées augmentent. Fred Olsen lancera les navires jumeaux Sterne audacieuse et Sterne courageuse prochainement. Ces deux navires ont des jambes élévatrices allongées de 14 mètres tandis que la grue a été prolongée de 10 mètres. Ils ont été construits spécialement pour la troisième série de construction de parcs éoliens offshore au Royaume-Uni.

Lorsque les WTIV ne sont pas disponibles, les développeurs mettent souvent en jeu des grues de transport de charges lourdes (HLCV). Ceux-ci ont été construits à l'origine à d'autres fins, mais sont bien adaptés à la construction de parcs éoliens. Par exemple, le Svanen a été construit à l'origine pour installer un grand pont. Il peut soulever une charge de 8700 tonnes et ses frais de location sont assez bon marché car il fait rarement autre chose de nos jours. Thialf a une capacité de grue de 12 000 tonnes et est l'un des plus grands navires-grues au monde. Cependant, il est rarement déployé dans le secteur de l'éolien offshore car son affrètement est très coûteux.

Un navire-grue à jambe stabilisée est une version plus légère d'un vérin élévateur et ne convient vraiment que pour l'installation de turbines plus petites de 2 MW dans des eaux peu profondes. Ils deviennent de plus en plus rares dans le secteur à mesure que les parcs éoliens s'éloignent du rivage.

De nouveaux navires entrent dans le secteur qui sont spécifiquement conçus pour opérer dans des mers agitées, comme le Wind Server développé par le fournisseur de services offshore danois DBB Jack-up Services. Cela pourra fonctionner à une hauteur de vague de 2,0 à 2,5 mètres, alors que la norme pour la plupart des autres navires est de 1,5 mètre. Cela permettra à son tour au navire de fonctionner pendant environ 320 jours par an au lieu de 200, générant à son tour des réductions de coûts importantes.

Navires de transfert d'équipage

Les navires de transfert d'équipage (CTV) peuvent voyager à une vitesse de 25 à 30 nœuds et sont principalement utilisés pour les opérations et les opérations de maintenance. Dans les premiers jours du secteur, des navires tels que des bateaux de pêche et des navires d'étude étaient utilisés pour transporter des techniciens vers des sites éoliens offshore, mais avec la croissance du secteur, le marché du transfert d'équipage a évolué régulièrement.

Le site allemand Alpha Ventus est soutenu par des bateaux au printemps et en été et des hélicoptères en hiver. Les réglementations régissant le site interdisent les voyages lorsque la hauteur des vagues est supérieure à 1,5 mètre, mais les hélicoptères peuvent être utilisés même par vent relativement fort, bien que leur utilisation puisse être limitée par une mauvaise visibilité. Les hélicoptères peuvent généralement transporter trois techniciens et leur équipement à une vitesse maximale de 245 km / h, contre environ 45 km / h pour les CTV. Outre le transfert d'équipage, les hélicoptères sont utilisés pour les opérations de sauvetage et le soutien médical. Dans les eaux allemandes, ils jouent également un rôle actif dans la phase de construction. Lors de la construction de Meerwind, Siemens Wind Power a réussi à réduire le temps de transport de 80% pour le transport des techniciens et à éviter le mal de mer. Des hélicoptères ont également été utilisés pendant la phase de construction de Borkum Riffgrund et Nordsee Ost.

Les bateaux de travail sont une méthode éprouvée pour accéder aux sites éoliens en mer, les hélicoptères moins. Les navires sont relativement peu coûteux et peuvent transporter un grand nombre de techniciens, mais leurs temps de réponse et leur capacité à accéder aux sites sont limités par les conditions météorologiques. Les hélicoptères sont chers et ne peuvent transporter qu'un petit nombre de techniciens, mais ils peuvent réagir rapidement et leurs performances ne sont pas affectées par l'état de la mer. Ils sont utilisés depuis des années dans le secteur pétrolier et gazier, mais sont nouveaux dans l'éolien offshore. Pour cette raison, il existe une certaine incertitude quant à leur utilité potentielle dans le secteur. Les deux modes peuvent être complémentaires, avec des bateaux de travail utilisés pour la maintenance préventive programmée lorsqu'il n'y a pas de risques pour les turbines et les hélicoptères pour des situations plus urgentes et une maintenance correcte dans laquelle le temps de réponse est essentiel pour réduire les temps d'arrêt des turbines.

De nombreuses entreprises exploitent des catamarans qui présentent des avantages en termes de vitesse et de poids par rapport à d'autres types de navires. La plupart des catamarans sont fabriqués en aluminium car c'est moins cher que les matériaux composites. Cependant, les composites sont plus légers et cela permet au navire de transporter une plus grande charge utile, ce qui réduit les coûts d'exploitation. L'un des derniers modèles sur le marché est l'EVOC22 (catamaran offshore polyvalent efficace, de 22 mètres de long) développé par CTruk, basé dans l'Essex dans le sud-est de l'Angleterre. Le navire a un faisceau de 7,6 mètres, un tirant d'eau de 1,25 mètre et incorpore une timonerie mobile et un système de nacelles de pont flexible qui permet au navire de passer du transport de jusqu'à 12 techniciens à 72 mètres carrés d'espace de pont pour l'équipement. Le navire est propulsé par deux moteurs diesel turbocompressés de 800 chevaux et transporte 24 000 litres de carburant.

Les navires SWATH (Small Waterplant Area Twin Hull) sont des catamarans avec une section transversale de coque réduite à la surface de la mer, là où l'énergie des vagues est la plus puissante. Cela donne au navire une stabilité supplémentaire, en particulier à des vitesses élevées. Cependant, les navires SWATH sont chers et ont des besoins d'entretien plus importants.

Navires d'hébergement

Ces navires seront probablement de plus en plus déployés à mesure que les parcs éoliens deviendront plus complexes et se déplaceront plus loin vers la mer. Les ferries de croisière convertis sont utilisés aux côtés des ferries roulants / roulants. Ces navires peuvent généralement accueillir jusqu'à 100 personnes et peuvent inclure des salles de conférence et de réunion, certains des plus grands navires ayant également des piscines à bord et des salons à bord.

DONG Energy utilise une plateforme d'hébergement offshore pour son projet Horns Rev 2 au Danemark. La plateforme peut accueillir 24 personnes et permet d’accéder au transformateur du parc éolien via une passerelle. La plate-forme de transformation de Global Tech 1 peut accueillir 34 employés d'exploitation ainsi qu'une grue, une piste d'atterrissage pour hélicoptère et des pièces de rechange en conteneur.

Plusieurs projets britanniques ont utilisé des ferries convertis comme hébergement flottant. Celles-ci sont ancrées à proximité du parc éolien, réduisant ainsi le temps de transfert des CTV ainsi que leur consommation de carburant tout en augmentant la productivité.


Voir la vidéo: Parc éolien en mer de Fécamp - Film de présentation (Août 2022).