Estimations sensiblement réduites du potentiel éolien en mer de la Chine grâce à une modélisation spatiale à l’échelle des parcs et aux effets de sillage

Pourquoi c’est important pour l’énergie propre

La Chine dispose de quelques-uns des meilleurs emplacements au monde pour les éoliennes en mer, et de nombreux plans énergétiques supposent que ces zones venteuses peuvent fournir une grande part de l’électricité future du pays. Cette étude pose une question simple mais cruciale : quelle quantité d’électricité peut véritablement être produite lorsqu’on passe des cartes idéalisées à la réalité complexe des parcs éoliens réels ? En examinant attentivement la disposition des turbines, l’interférence créée par leurs sillages et les coûts de ces projets, les auteurs montrent que les estimations antérieures du potentiel éolien offshore de la Chine étaient probablement trop optimistes.

Au‑delà des cartes simplifiées

La plupart des études antérieures estimaient le potentiel éolien offshore en répartissant des turbines individuelles de manière uniforme sur de larges zones marines, en n’appliquant que des règles de base concernant la profondeur de l’eau, les zones protégées et un espacement très grossier entre machines. Elles appliquaient ensuite une décote unique et approximative — souvent autour de 10 % — pour représenter l’énergie perdue lorsque des turbines se trouvent dans l’ombre aérodynamique les unes des autres, ou « sillages ». En réalité, les développeurs ne construisent pas des turbines isolées ; ils conçoivent des parcs entiers, chacun avec une implantation soigneusement étudiée. Les nouveaux projets éoliens offshore en Chine se sont aussi éloignés du littoral et installés en eaux plus profondes, ce qui modifie à la fois la conception technique et le coût. Tous ces détails influent sur la quantité d’électricité réellement livrable au réseau à un prix abordable.

Mesurer les parcs éoliens réels depuis l’espace

Les chercheurs ont commencé par cartographier presque tous les parcs éoliens offshore existants en Chine à l’aide d’images radar satellite et de bases de données publiques de projets. Ils ont mesuré les espacements réels des turbines, à la fois dans le sens du vent dominant et perpendiculairement à celui‑ci, et compté le nombre typique de rangées. Ils ont constaté que la plupart des parcs chinois utilisent trois ou quatre rangées de turbines, avec des machines espacées d’environ 8 à 12 diamètres de rotor dans le sens du vent et de 3 à 6 diamètres de rotor en travers. En s’appuyant sur ces schémas observés, ils ont conçu six configurations de parc représentatives de différentes tailles, au lieu de supposer une seule grille de turbines idéaliste. Ils ont ensuite implanté ces parcs réalistes dans toute la zone économique exclusive de la Chine, là où la profondeur, la distance au rivage, les vagues et les zones protégées permettaient la construction.

Réviser le volume d’énergie éolienne disponible

Pour estimer la quantité d’électricité que ces parcs pourraient produire, l’équipe a combiné plusieurs éléments : des données météorologiques détaillées couvrant les dernières décennies, des projections climatiques pour le milieu du siècle, des courbes de puissance réalistes pour des turbines modernes de 4, 8 et 11 mégawatts, et des modèles sophistiqués de la propagation des sillages au sein d’un parc. Ils ont comparé trois modèles de sillage, du plus simple au plus avancé. Sur des dizaines de scénarios, ils ont trouvé que les pertes liées aux sillages à l’échelle des parcs sont généralement bien supérieures à l’hypothèse traditionnelle de 10 %, souvent de l’ordre de 14–20 % et même plus dans le modèle le plus prudent. En conséquence, le potentiel technique total de l’éolien offshore chinois tombe à environ 2,5–4,2 pétawattheures par an — bien en dessous de nombreuses estimations antérieures, qui dépassaient souvent 5,6 pétawattheures et approchaient parfois 10.

Coûts, parcs en eau profonde et limites régionales

L’étude calcule également le coût actualisé de l’électricité pour chaque parc modélisé, en tenant compte de la profondeur de l’eau, de la distance au rivage, des coûts d’installation et de maintenance, et des différences entre fondations fixes et flottantes. Les projets peu profonds et proches du littoral coûtent généralement moins par unité d’électricité, mais la plupart des meilleurs sites peu profonds sont déjà occupés. Le passage en eaux plus profondes ouvre plus de ressources et permet des parcs flottants plus denses, mais fait fortement augmenter les coûts. Dans de nombreux scénarios, seule une fraction des parcs modélisés serait actuellement rentable sans soutien supplémentaire. Les auteurs montrent aussi que la plupart des provinces côtières ne peuvent pas satisfaire tous leurs besoins électriques uniquement par l’éolien offshore ; beaucoup ne pourraient couvrir que 60–80 % de leur demande, et certaines, comme Shanghai et Hebei, bien moins.

Ce que cela implique pour les plans d’énergie propre

Pour les non‑spécialistes, le message clé est que la ressource éolienne offshore de la Chine reste très importante, mais pas aussi illimitée ni aussi bon marché qu’on l’espérait autrefois lorsque l’on intègre les contraintes d’ingénierie et d’espacement réelles. Une conception de parc soignée, une meilleure gestion des effets de sillage et des réductions de coûts — en particulier pour les éoliennes flottantes en eau profonde — seront essentielles si l’éolien offshore doit jouer le rôle central que beaucoup de scénarios climatiques lui assignent. Cette approche à l’échelle du parc, sensible à la disposition des machines, fournit une base plus sobre et réaliste pour fixer des objectifs énergétiques nationaux, choisir où construire en priorité et équilibrer l’éolien offshore avec d’autres options bas carbone dans la trajectoire de la Chine vers la neutralité carbone.

Citation: Xu, S., Yin, G., Hu, P. et al. Substantially lower estimates in China’s offshore wind potential using farm-scale spatial modeling and wake effects. Nat Commun 17, 2043 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68655-2

Mots-clés: éolien offshore, énergie en Chine, potentiel d’énergie renouvelable, conception de parc éolien, éoliennes flottantes