Le National Renewable Energy Laboratory estime que même si 1 % du potentiel de l'énergie éolienne offshore est récupéré aux États-Unis, il pourrait alimenter environ 6,5 millions de foyers. Actuellement, le pays ne compte qu'un seul parc éolien offshore commercial opérationnel au large de Rhode Island. Le parc éolien de Block Island produit 30 mégawatts d'électricité après avoir commencé ses opérations commerciales à la fin de 2016. Mais l'administration Biden vise à disposer de 20 % d'énergie éolienne d'ici 2030 qui générera 300 gigawatts d'électricité (un gigawatt suffit pour alimenter environ 750 000 foyers). .
Le gouvernement fédéral investit désormais de manière proactive dans des parcs éoliens offshore à installer dans cinq États de la côte Est au cours de la prochaine décennie. La décarbonation du réseau électrique est indispensable pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Pourtant, le prochain grand défi pour l'énergie éolienne est de s'assurer que les fermes sont écologiquement durables en réduisant et en atténuant tout impact négatif sur les écosystèmes marins.
Les scientifiques ont principalement mené les recherches existantes sur les impacts environnementaux des parcs éoliens offshore en Europe du Nord, où les éoliennes offshore ont commencé à fonctionner en 1991. "Mais les impacts ne sont pas les mêmes dans la région méditerranéenne et aux États-Unis par rapport à la mer du Nord", déclare Josep Lloret Romañach, biologiste marin et professeur à l'Université de Gérone.
La mer du Nord s'étend entre la Grande-Bretagne, la Norvège, le Danemark, l'Allemagne, les Pays-Bas, la Belgique et la France. Son plateau continental - ou le bord d'un continent qui se trouve sous l'océan - est beaucoup plus long et plus large que le plateau continental méditerranéen et nord-américain, explique Romañach. Il ajoute qu'un plateau continental plus petit signifie que les constructeurs doivent rapprocher les éoliennes des côtes.
"C'est là qu'il y a un conflit avec les problèmes de conservation marine", dit-il.
Dans une étude de 2022 publiée dans la revue Science of the Total Environment , Romañach et ses collègues ont analysé les impacts environnementaux potentiels d'un projet de parc éolien offshore à grande échelle proposé au Cap de Creus, une péninsule située en Catalogne, et dans le golfe de Roses en Espagne. Huit aires marines protégées entourent ces régions. Ils ont découvert que le parc éolien offshore, qui impliquera la construction de 80 turbines plus hautes que la Statue de la Liberté, aura un impact significatif sur le fond marin d'une manière que l'Europe du Nord a généralement évitée.
« Le lit de la mer du Nord est principalement boueux. Mais dans d'autres parties du monde, il y a beaucoup de biodiversité marine, y compris des herbiers et des coraux d'eau profonde qui pourraient être endommagés pendant les phases de construction et d'exploitation », dit-il. "Les décideurs politiques doivent tenir compte de ces particularités qui rendent les divers habitats marins très sensibles aux pressions humaines."
Le parc éolien, qui pourrait être opérationnel en 2026, disposera de turbines flottantes innovantes à utiliser dans les eaux profondes de la mer Méditerranée. Ces structures flottantes seront maintenues en place par de longs câbles et chaînes. Les systèmes d'ancrage maintiendront fermement les câbles et les chaînes au fond marin. « Ces parcs éoliens flottants nécessitent d'énormes systèmes d'amarrage et d'ancrage qui peuvent affecter l'intégrité des fonds marins. Les mammifères marins peuvent entrer en collision ou s'emmêler dans les câbles », ajoute-t-il.
Le bruit sous-marin causé par les parcs éoliens pendant les phases de construction s'accumule avec d'autres bruits d'activités humaines, comme la voile et le forage pétrolier, et affecte le comportement des mammifères marins. Les requins, les raies, les dauphins, les baleines et d'autres mammifères utilisent des ondes électromagnétiques pour traverser la mer et chasser leurs proies. Ces activités sont perturbées, notamment lors de l'installation d'éoliennes massives.
De plus, ces plateformes flottantes sont également attrayantes pour les espèces envahissantes qui pourraient altérer l'équilibre fragile d'un écosystème marin, explique Romañach. Une augmentation des activités pendant les phases d'installation et de maintenance des parcs éoliens offshore signifie que des espèces marines non indigènes peuvent apparaître à partir des navires entrants. Les navires sont des transporteurs bien connus d'espèces non indigènes par l'échange d'eau et l'encrassement de la coque (l'accumulation de croissance marine réduit la vitesse du navire).
Les espèces non indigènes, comme la méduse Rhopilema nomadica, sont très opportunistes par nature et infiltrent impitoyablement les habitats marins locaux. Ils constituent une menace importante pour la biodiversité marine et entraînent des pertes écologiques et économiques importantes pour les communautés locales de pêcheurs dès qu'ils deviennent envahissants. "Cela affecte toute la chaîne trophique d'un écosystème marin, de la surface de la mer au fond", explique Romañach.
« Les États-Unis sont dans une situation très similaire à celle des régions méditerranéennes. De nombreux projets de parcs éoliens à grande échelle avec des turbines flottantes sont financés aux États-Unis avec peu de connaissances sur leurs impacts locaux », ajoute-t-il.
Malgré tout le malheur, les chercheurs ont découvert que les éoliennes offshore peuvent agir comme des récifs artificiels dans les bonnes circonstances. Dans le projet pilote éolien offshore de Virginia Beach en 2020, les habitants ont observé que les fondations en acier des turbines étaient devenues un habitat pour les algues et les moules. Les fondations ont attiré des bancs de poissons tels que Mahi, appâts et bars.
« Dans les parties de la mer où les habitats sont dégradés, les éoliennes aident à fournir plus de biodiversité. Par exemple, en mer du Nord, certaines zones ont souffert de la surpêche en raison de l'utilisation de chalutiers de fond. Les éoliennes offshore ont aidé à restaurer [ces écosystèmes] », explique Romañach.
Mais pour les habitats marins qui ont déjà des récifs coralliens et d'autres formes de biodiversité, il prévient que l'impact d'un parc éolien pourrait faire plus de mal que de bien.
« Nous craignons que les compagnies énergétiques ne soient tentées de rechercher des zones marines protégées où la pêche est interdite car le reste de la mer est déjà encombré d'autres activités commerciales. L'effet de récif artificiel ne fonctionnera pas dans les points chauds de la biodiversité marine », a-t-il en outre averti.
Bien qu'il puisse être utile d'évaluer soigneusement quelles zones de la mer sont les mieux adaptées aux parcs éoliens offshore, les chercheurs affirment que les technologies silencieuses peuvent également atténuer et minimiser les effets néfastes du bruit sous-marin sur les écosystèmes marins fragiles.
Pendant la phase de construction, l'empilement percutant des fondations dans le fond marin peut être particulièrement bruyant, explique Jakob Tougaard, professeur et chercheur principal sur les mammifères marins à l'université d'Aarhus.
Une mesure d'atténuation efficace consiste à installer des rideaux à bulles d'air, ajoute-t-il. Cette technologie comprend un tuyau perforé placé autour du chantier sur le fond marin. Il crée un épais rideau de bulles d'air générées par l'air comprimé, augmentant la densité de l'eau et atténuant les bruits de chantier.
Pour protéger les baleines franches de l'Atlantique Nord, en danger critique d'extinction, l'administration Biden a récemment annoncé une initiative multi-agences pour rendre les activités éoliennes offshore respectueuses de l'environnement. Certaines mesures incluent la limitation de la vitesse des navires pour toute la construction et l'exploitation à 10 nœuds ou moins.
Francine Kershaw, scientifique principale au National Resources Defense Council, a également recommandé les fondations basées sur la gravité comme autre mesure d'atténuation dans son blog. Les fondations des turbines n'ont pas besoin d'être martelées dans le fond marin - des blocs de béton géants placés au fond de la mer peuvent également faire l'affaire. Cette technologie est déjà en place dans des parcs éoliens offshore en Suède, au Danemark, en Belgique et en Allemagne.
Mais Romañach prévient que les mesures d'atténuation pourraient ne pas être adéquates pour protéger les habitats marins, qui résistent naturellement au changement climatique grâce au « carbone bleu », explique Romañach. "Les parcs éoliens offshore sont également efficaces pour atténuer le changement climatique, mais s'ils endommagent les aires marines protégées ou les points chauds de la biodiversité, la plupart de leurs avantages seront perdus à long terme."
