Les parcs éoliens sont en train de transformer la mer du Nord : des simulations révèlent des variations des courants

On prévoit que d’ici 2050, la capacité installée d’énergie éolienne en mer dans la mer du Nord soit multipliée par plus de dix. Jusqu’à présent, les implications physiques de cette évolution pour la mer n’étaient comprises que partiellement. Une équipe de recherche du Centre Helmholtz Hereon a étudié pour la première fois les effets à long terme sur l’hydrodynamique de la mer du Nord. L’étude s’est concentrée sur les effets dits de sillage.

Les éoliennes en mer extraient de l’énergie cinétique de l’atmosphère, influençant ainsi les courants d’air et les courants océaniques proches de la surface. Sous l’eau, les fondations des turbines ralentissent les courants de marée et génèrent des tourbillons turbulents à l’arrière des structures. Ces effets de sillage liés au vent et aux marées se combinent.

Des interactions imprévues

Jusqu’à présent, les effets atmosphériques et océaniques étaient majoritairement étudiés séparément. Le groupe de recherche, dirigé par le géophysicien Nils Christiansen, de l’Institut Hereon des systèmes côtiers – Analyse et modélisation, a analysé conjointement ces deux processus. L’étude s’est appuyée sur un scénario d’expansion de l’énergie éolienne en mer à l’horizon 2050. Les résultats ont été publiés dans la revue Communications Earth & Environment.

Les simulations montrent des changements significatifs, en particulier dans la baie Allemande. Les vitesses des courants diminuent et leur fréquence évolue.

Les conséquences ne se limitent pas à des points localisés. Des modifications à grande échelle du transport des sédiments pourraient se produire.

Les courants déterminent les zones de dépôt ou d’érosion du sable et du limon. Le brassage de l’eau de mer dépend également fortement de ces courants. Cela façonne à son tour l’écosystème marin. Ces changements pourraient affecter la répartition des nutriments, les niveaux d’oxygène et les habitats.

En outre, la précision des prévisions actuelles est essentielle pour le transport maritime, l’aide en cas de catastrophe, la gestion environnementale et la pêche. Lorsque les régimes de circulation évoluent de manière systématique, les modèles et les systèmes de prévision doivent eux aussi s’adapter. Cette étude fournit des bases importantes en ce sens.

Une planification précoce est nécessaire

Outre les effets potentiels à long terme, les chercheurs étudient également les moyens de minimiser les risques. Plusieurs facteurs sont déterminants, comme la distance entre les éoliennes, la configuration spatiale des parcs éoliens et les conditions locales de marée. Toutes ces variables influencent le degré de superposition de la turbulence.

Les simulations montrent également qu’un espacement plus important entre les turbines pourrait réduire significativement la superposition des tourbillons de marée. Cela diminuerait le brassage de l’eau, un constat déjà observé dans de précédentes études menées par le Centre Helmholtz Hereon concernant des turbines plus grandes et les effets atmosphériques. Les nouveaux résultats pourraient ainsi servir de base à une planification durable. L’optimisation de la répartition des parcs pourrait limiter les modifications physiques.

« En parallèle, nous devons comprendre comment les différents types d’installations marines et la taille des turbines influencent la mer du Nord », souligne Christiansen. Ce n’est qu’ainsi que les scientifiques pourront fournir à la société et à l’économie des informations fiables et élaborer des mesures permettant de réduire les risques potentiels à un stade précoce.

Référence de l'article :

Christiansen, N., Daewel, U. & Schrum, C. (2026): Cumulative hydrodynamic impacts of offshore wind farms on North Sea currents and surface temperatures. Communications Earth & Environment, 7, 164.