Maintenance corrective et prédictive des câbles de fermes énergétiques offshore – EMODI

La transition énergétique devient une réalité. La montée en puissance des nouveaux usages et le raccordement au réseau électrique des sources de production décentralisées (solaires, éoliennes, hydroliennes, …) passe par le développement de réseaux intelligents et des « autoroutes de l’énergie ». Le câble d’énergie sous-marin constitue un élément central de ces nouvelles infrastructures européennes. Mais ses coûts élevés de production, d’installation et surtout de maintenance en milieu marin constituent aujourd’hui un frein pour le développement des Énergies Marines Renouvelables (EMR).

S’articulant autour de la plateforme marine SEM-REV et d’un banc expérimental de l'Institut français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), le projet EMODI propose d’aborder la problématique de réduction des coûts et de fiabilisation des réseaux sous-marins.

Une étude préalable de spécification dirigée par les partenaires industriels (l’opérateur national du réseau de transport d’énergie RTE et le câblier NEXANS) analysera les limites des méthodes actuelles de localisation d’un défaut franc dans un câble énergétique sous-marin, et alimentera en données d’entrée les différents Workpackages du projet. Piloté par le CEA-LIST, un premier axe de recherche consistera à proposer de nouveaux capteurs installés au sein même du câble, permettant notamment de localiser un défaut de câble en très grande profondeur, et donc de réduire les coûts de maintenance corrective. Un deuxième axe s’attaquera à la maintenance préventive des câbles, et plus particulièrement des ombilicaux reliant la plateforme offshore (ex. éolienne flottante) à sa sous-station électrique. Des modèles hydromécaniques multi-échelles développés par le LHEEA de l’Éole Centrale de Nantes permettront de comprendre les mécanismes de fatigue mécanique des ombilicaux, et à terme de surveiller en ligne leur vieillissement. La plateforme marine SEM-REV permettra de valider les modèles en condition réelle. Cette approche sera couplée à une approche purement électrique de diagnostic du système isolant des câbles, basée sur l’identification en ligne de modèles haute-fréquence (capacitif) dérivés des lignes à transmission. Enfin, le vieillissement thermomécanique des ombilicaux en laboratoire sera étudié par l’IFSTTAR et l’Institut de Recherche en Énergie Électrique de Nantes Atlantique (IREENA) à l’aide de câbles-éprouvettes. Ce même dispositif expérimental de laboratoire servira de support au troisième axe de recherche consacré au dimensionnement optimal des câbles des fermes énergétiques offshore en tenant compte des profils dynamiques des courants induits par la nature aléatoire de la ressource. Les câbles-éprouvettes instrumentés en température permettront de valider les modèles thermiques de dimensionnement.