Une quête pour exploiter l'énergie éolienne pour la production d'électricité offshore au Japon
La production d’énergie éolienne offshore, qui consiste à construire des éoliennes géantes dans l’océan, pourrait jouer un rôle clé pour aider le Japon à atteindre la neutralité carbone.
Mais malgré son attrait pour une nation archipel, rendre cette technologie rentable pour les entreprises énergétiques dépend dans une large mesure d’un facteur essentiel : la connaissance du vent lui-même.
« La seule source de revenus est le vent », explique Teruo Ohsawa, professeur à l'École supérieure des sciences maritimes de l'université de Kobe, qui travaille sur la prévision des complexités des vents océaniques. « Si le vent ne souffle pas, nous ne pouvons rien faire. »
Ohsawa produit des cartes très précises affichant les vitesses du vent et d’autres informations qu’il met à disposition sur Internet pour trouver des sites appropriés pour l’installation d’éoliennes.
La norme de rentabilité est une vitesse moyenne annuelle du vent d'au moins 7 mètres par seconde. Si la vitesse du vent faiblit de 10 pour cent, la quantité d'énergie à partir de laquelle l'électricité est produite diminue de près de 30 pour cent.
Étant donné la difficulté de prendre des mesures réelles à une telle distance en mer, les simulations sont cruciales.
Ohsawa a étudié les pluies torrentielles et les typhons pendant ses études et a rejoint la faculté de l'Université de Gifu en 2000. Son superviseur au laboratoire lui a fait découvrir la production d'énergie éolienne.
Alors qu'il étudiait en Europe, il se rendit sur la côte pendant son jour de congé et fut impressionné par la vue des éoliennes qui se trouvaient à proximité. Il fut convaincu du potentiel de production d'énergie éolienne au Japon.
Bien que l'intérêt pour ces énergies ait été limité au Japon à l'époque, l'accident de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi en 2011, provoqué par un tremblement de terre et un tsunami massifs, a accru l'appétit du pays pour les sources d'énergie renouvelables.
En 2015, le ministère de l'Économie, du Commerce et de l'Industrie a lancé un projet national visant à prédire les vents océaniques et à les cartographier, ainsi qu'à fournir des informations sur la profondeur de l'eau et les droits de pêche, Ohsawa jouant un rôle clé dans la détermination des modèles prédictifs.
Les informations sur les vents à quelques dizaines de mètres au-dessus du niveau de la mer, là où se trouvent les pales des éoliennes, sont essentielles pour la cartographie. Bien que des modèles d’estimation existent pour les pays étrangers, ils ne sont pas directement transposables au Japon. En effet, la complexité des vents dans les zones proches des terres s’intensifie en raison de la présence de montagnes.
Sur la base de ce qu’il a appris en Europe, Ohsawa a cherché des moyens de minimiser la marge d’erreur entre les valeurs calculées et réelles par essais et erreurs afin d’optimiser les données essentielles pour ses simulations.
Finalement, les données sur la température, la pression, l’humidité et le vent de l’Agence météorologique japonaise ont été combinées avec les données sur la température de la surface de la mer développées par l’Université de Kobe et calculées à l’aide d’un superordinateur sur une période de six mois.
Une carte des conditions éoliennes offshore appelée « NeoWins » a été réalisée en 2017 et mise à disposition sur Internet. La carte montre l'océan autour du Japon dans différentes couleurs telles que le jaune, le rouge et le pêche pour indiquer les niveaux de vitesse du vent.
Les prévisions ont été faites sur des zones côtières d'une longueur et d'une largeur de 500 mètres. Une grande précision a été obtenue avec une erreur de seulement 5 pour cent dans la vitesse moyenne annuelle du vent par rapport aux mesures réelles.
Ces dernières années, les éoliennes sont devenues plus grandes et peuvent atteindre jusqu'à 250 mètres de hauteur. On peut donc se demander si ces énormes installations constituent un investissement judicieux ou si elles peuvent même être réparées, a déclaré Ohsawa.
Cependant, le réchauffement climatique rapide provoquera des inondations, des sécheresses et des pénuries alimentaires, prévient Ohsawa, et « si nous ne développons pas les énergies renouvelables, la Terre pourrait périr ».
Soutenu par le gouvernement, le développement de l’éolien offshore progresse.
« Nous voulons que les données sur le vent soient accessibles à tous », a déclaré M. Ohsawa. Même si les éoliennes sont de plus en plus présentes au Japon, les problèmes liés à la réduction de leur incertitude et au développement des technologies d'observation à distance ne cessent de se multiplier.
« Je vais continuer à réfléchir à ce que je peux faire à partir de mon point de départ en météorologie », a-t-il déclaré.
