L'énergie éolienne peut être classée, de manière générale, en deux catégories. La plus connue est l'énergie éolienne terrestre. Les éoliennes que l'on aperçoit parfois, imposantes et blanches, au bord de l'autoroute, entrent dans cette catégorie.
Le type le moins connu est l'éolien offshore, où les éoliennes sont installées en mer. Ce type d'énergie éolienne présente deux avantages par rapport à son équivalent terrestre. Le premier est que la vitesse du vent a tendance à être plus élevée et plus constante au-dessus de l'océan que sur terre, ce qui permet de produire davantage d'énergie par éolienne et d'assurer un approvisionnement en électricité plus régulier. Le deuxième avantage est que les éoliennes offshore sont moins gênantes pour les populations : leur impact visuel et le bruit qu'elles génèrent posent moins de problèmes que leurs homologues terrestres.
Malgré ces avantages, l'éolien offshore n'est pas sans poser des défis considérables. Cette technologie est plus coûteuse que l'éolien terrestre, les chaînes d'approvisionnement nécessaires à la mise en place des éoliennes sont plus complexes et moins développées, et les problèmes techniques à surmonter sont plus importants.
Le rapport EPO/IRENA 2023
Fin 2023, l'Office européen des brevets (OEB) et l'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA) ont publié un rapport conjoint d'analyse des brevetsvisant à examiner les tendances du secteur de l'éolien offshore. Ce rapport donne un aperçu des technologies auxquelles les acteurs du marché consacrent leurs ressources en recherche et développement.
De 2002 à 2022, 17 000 familles de brevets ont été publiées dans le domaine de l'éolien en mer. On a également observé, au cours de cette période, une augmentation annuelle moyenne de 18 % du nombre de demandes de brevets liées à l'éolien en mer.
Surmonter les défis grâce à l'innovation
Le rapport de l'OEB et de l'IRENA recense sept grands groupes de concepts technologiques. Nous allons ici nous pencher sur deux d'entre eux afin de voir comment le secteur relève les défis auxquels il est confronté.
Fondations fixes et flottantes
Les parcs éoliens en mer se présentent principalement sous la forme d'éoliennes à fondation fixe, c'est-à-dire d'éoliennes ancrées au fond marin. Cependant, 80 % des ressources éoliennes offshore mondiales se trouvent dans des eaux dont la profondeur dépasse 60 mètres. L'utilisation d'éoliennes à fondation fixe à ces profondeurs pose d'importants défis techniques et économiques.
Les fondations flottantes pour éoliennes constituent une technologie visant à contourner les problèmes rencontrés par les éoliennes fixes, grâce à l’utilisation de plates-formes flottantes auxquelles l’éolienne est ancrée. Les dépôts de brevets reflètent l’augmentation des ressources consacrées à cette solution potentielle. Le nombre de brevets relatifs aux fondations flottantes a été multiplié par dix depuis 2002 et représentait 80 % des brevets déposés pour les fondations éoliennes offshore en 2022.
La mise en œuvre d'éoliennes flottantes peut ouvrir des marchés sur lesquels les éoliennes à fondation fixe ne sont pas adaptées. La côte ouest des États-Unis, en particulier, ne dispose pas d'un plateau continental peu profond significatif et constitue un exemple de marché qui pourrait être développé grâce à l'utilisation de systèmes flottants. Les données relatives aux dépôts de brevets semblent le confirmer, puisque les États-Unis sont le leader mondial en termes de nombre de brevets déposés au cours des deux dernières décennies dans le domaine de la technologie des fondations flottantes.
Stockage d'énergie
La possibilité de stocker l'énergie produite permet d'assurer un approvisionnement énergétique plus flexible. La production d'énergie éolienne n'étant pas constante, le secteur recherche donc des moyens de stocker l'énergie excédentaire produite pendant les périodes de production plus intense.
Le nombre de familles de brevets internationaux (IPF) portant sur des solutions de stockage d’énergie associées à des parcs éoliens offshore a quadruplé au cours des quatre dernières années. Cette évolution s’explique en grande partie par les innovations dans le domaine des électrolyseurs destinés à la production d’hydrogène : 63 % des IPF déposées en 2022 dans le domaine du stockage d’énergie concernaient des électrolyseurs offshore installés sur site.
L'hydrogène offshore présente l'avantage supplémentaire de permettre la reconversion des infrastructures pétrolières et gazières existantes, qui risqueraient autrement de devenir obsolètes à mesure que les pays s'éloignent de ces sources d'énergie. Une étude menée en 2023 par Guidehouse et Enersea indique que cette reconversion pourrait être mise en œuvre en mer du Nord dès 2030. Non seulement cette reconversion est rentable – elle permet de réduire les coûts jusqu’à 90 % –, mais elle élimine également l’impact environnemental lié à l’installation de nouveaux gazoducs.
Innovation future
Le secteur de l'éolien offshore connaît des progrès technologiques rapides, et les acteurs du marché innovent sans cesse pour surmonter les défis auxquels ils sont confrontés. Si l'éolien offshore doit jouer un rôle significatif dans la lutte contre le changement climatique, cette innovation et la protection par brevet qui l'encourage semblent vouées à jouer un rôle important.
Barker Brettell dispose d'un groupe spécialisé dans le secteur de l'énergie. Si vous souhaitez discuter des différentes options pour protéger votre invention, n'hésitez pas à contacter l'auteur de cet article ou votre conseil en brevets habituel chez Barker Brettell.
« Le nombre de brevets relatifs aux fondations flottantes a été multiplié par dix depuis 2002 et représentait 80 % des brevets déposés pour les fondations éoliennes en mer en 2022. »
