Impacts hydrodynamiques cumulatifs des parcs éoliens en mer sur les courants et la température de surface de la mer du Nord

Pourquoi les modifications océaniques liées à l’éolien comptent

Les parcs éoliens offshore deviennent l’une des principales sources d’électricité en Europe, en particulier en mer du Nord. Mais des milliers d’éoliennes n’extraient pas seulement de l’énergie du vent : elles modifient aussi l’océan lui‑même. Cette étude pose une question simple mais de grande portée : à mesure que l’on densifie les parcs dans la mer du Nord, allons‑nous discrètement remodeler les courants, le mélange des eaux et même les températures de surface d’une manière qui affecte la vie marine et le climat ?

Ralentir la « circulation » naturelle de la mer

Les chercheurs ont utilisé un modèle informatique sophistiqué du centre et du sud de la mer du Nord, exécuté sur une décennie, pour comparer un monde avec et sans parcs éoliens offshore. Ils ont testé la configuration actuelle (environ 4 700 éoliennes en 2023) et un scénario futur correspondant aux objectifs politiques pour 2050, avec plus de 10 000 éoliennes. Le modèle montre que les parcs ralentissent collectivement les courants de surface : les parcs actuels réduisent déjà les vitesses moyennes de surface d’environ 10 % là où ils sont les plus denses, et dans le scénario 2050, les courants à certains sites — surtout dans la baie allemande (German Bight) — pourraient s’affaiblir de plus de 20 %. Parallèlement, les vitesses d’écoulement augmentent légèrement dans les interstices entre de grands regroupements d’éoliennes, le flux étant dévié autour de ces nouvelles « obstacles » en mer.

Deux types de sillage, deux empreintes différentes

Chaque éolienne génère deux types principaux de sillage. Au‑dessus de la surface, les pales prélèvent de l’énergie au vent, laissant une longue traînée d’air plus lent et plus turbulent qui s’étend sur des dizaines de kilomètres sous le vent. Cette contrainte éolienne moindre réduit la poussée à la surface de la mer et calme la turbulence dans les premiers mètres. Sous la surface, la fondation de l’éolienne agit comme un pieu dans une rivière, ajoutant de la traînée et engendrant des courants tourbillonnaires et énergétiques dans son sillage immédiat. Les simulations montrent que ces sillages sous‑marins peuvent augmenter la turbulence locale de plus de 30 % — parfois au‑delà des niveaux naturels — à quelques centaines de mètres à kilomètres de chaque structure. Ensemble, ces effets créent un patchwork d’eaux de surface apaisées entourant des « points chauds » étroits d’intense mélange.

Mélange, couches et une légère tendance au réchauffement

Cette lutte entre des surfaces plus calmes et des fonds plus agités modifie le mélange de la colonne d’eau. Dans les zones où l’espacement des éoliennes est dense, comme certaines parties de la baie allemande, la turbulence supplémentaire due aux fondations augmente le mélange vertical de 50 % jusqu’à plus de 100 % par moments, attirant de l’eau plus froide et profonde vers la surface en été. Cela peut refroidir localement la surface d’environ un demi‑degré Celsius et affaiblir le stratification saisonnière. Ailleurs, notamment dans des régions plus ouvertes et stratifiées saisonnièrement comme à l’est du banc de Dogger, le signal dominant est inverse : un mélange de surface plus faible et un échange air–mer réduit lié à des vents plus faibles. Là, la surface se réchauffe d’environ 0,2 °C et la séparation entre la couche de surface chaude et l’eau plus froide devient plus faible et plus marquée.

Déplacement d’énergie, de sédiments et de nutriments

Parce que les courants ralentissent près de nombreux parcs, l’énergie cinétique globale du système — son « budget » d’eau en mouvement — baisse de quelques pourcents dans le scénario futur. Des courants de fond moins vigoureux se traduisent par une contrainte de cisaillement du fond plus faible sur de vastes zones peu profondes, ce qui peut modifier la facilité avec laquelle les sédiments sont remobilisés. Des travaux antérieurs suggèrent que de tels changements peuvent influer sur la quantité de matière organique enfouie dans les fonds versus maintenue en suspension, avec des effets en chaîne sur la clarté de l’eau et la production primaire. L’étude conclut également que la marée principale de la région perd de l’énergie tandis que certains composants de marée à plus haute fréquence se renforcent, montrant que les parcs éoliens réaccordent subtilement le rythme et la forme des marées elles‑mêmes.

Ce que cela signifie pour le climat et la vie marine

En moyenne, le modèle suggère que l’expansion de l’éolien en mer pourrait faire augmenter les températures de surface de la mer du Nord d’environ un dixième de degré — faible par rapport aux variations annuelles, mais équivalant à environ 10 % du réchauffement à long terme attendu uniquement du changement climatique. Dans les zones stratifiées, un renforcement de la stratification peut rendre plus difficile l’apport d’eau de surface riche en oxygène vers le fond, suscitant des inquiétudes pour des régions déjà sujettes à de faibles teneurs en oxygène. Dans les zones mixtes dominées par les marées, les changements d’échange thermique lié au vent peuvent peser davantage que le mélange, indiquant des rétroactions complexes entre parcs éoliens, océan et atmosphère. Les auteurs soutiennent que, à mesure que l’éolien en mer passe de projets isolés à un réseau à l’échelle du bassin, son empreinte physique doit être traitée comme tout autre facteur anthropique majeur en mer — un élément que planificateurs et décideurs doivent intégrer dans la conception des futurs parcs, l’espacement des turbines et la gestion des écosystèmes marins.

Citation: Christiansen, N., Daewel, U. & Schrum, C. Cumulative hydrodynamic impacts of offshore wind farms on North Sea currents and surface temperatures. Commun Earth Environ 7, 164 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03186-8

Mots-clés: parcs éoliens en mer, courants de la mer du Nord, mélange océanique, température de surface de la mer, écosystèmes marins