Princesse Élisabeth : les grues sont essentielles pour l'usine de construction de l'île

Sur le chantier de fabrication de TM Edison à Vlissingen, aux Pays-Bas, des ouvriers s'affairent à couler du béton pour former d'énormes blocs de béton armé de la taille d'un immeuble de dix étages. Un jour, ils formeront les fondations d'une immense île.

Chaque cuboïde massif mesure 57 mètres de long, 30 mètres de large et 30 mètres de haut, et pèse 22 000 tonnes. Il faut trois mois à une équipe d'environ 300 ouvriers pour construire un seul bloc.

Le Premier ministre belge sortant, Alexander De Croo (à droite), photographié lors d'une visite à Vlissingen, aux Pays-Bas, sur le chantier de construction de l'île énergétique Prinses Elisabeth Eiland (Île de la Princesse Élisabeth), en mer du Nord. Photo : Belga Photo Dirk Waem/Reuters

Une fois prêts, les blocs – ou caissons – seront mis à flot, remorqués par un remorqueur jusqu'à un point en mer situé à environ 45 kilomètres au large d'Ostende, en Belgique. Là, ils seront coulés et des dragues les rempliront de sable pour former les fondations d'un projet visant à dynamiser l'énergie éolienne offshore en mer du Nord.

En observant leur progression lors d'une matinée venteuse mais ensoleillée plus tôt cette année, le Premier ministre belge sortant Alexander de Croo a déclaré que l'île Princesse Elisabeth, comme la nouvelle structure sera connue, agira comme une sorte de méga-sous-station électrique reliant le nombre croissant de parcs éoliens en construction dans la mer du Nord, contribuant à réduire radicalement l'utilisation des combustibles fossiles à travers l'Europe et à limiter la dépendance du continent au gaz russe.

« La mer du Nord est appelée à devenir le moteur de notre indépendance énergétique, et l'île Princesse Élisabeth jouera un rôle crucial dans ce processus », a déclaré M. de Croo aux journalistes lors d'une visite officielle du chantier. « La Belgique est depuis longtemps pionnière dans l'éolien offshore et, en continuant d'innover, nous consolidons notre position pour l'avenir. »

Il est certes facile de comprendre pourquoi le projet a trouvé grâce auprès des politiciens.

Quels sont les avantages des îlots énergétiques ?

Contrairement au système actuel où chaque parc éolien offshore envoie l'électricité produite au réseau national via son propre câble dédié, le projet, construit par l'électricien belge Elia pour un montant estimé à 3,566 milliards d'euros (3,9 milliards de dollars américains), vise à capter simultanément l'électricité de plusieurs parcs éoliens et à la transférer à terre via un seul grand câble, de manière plus économique et plus efficace. Les îlots énergétiques pourraient également alimenter plusieurs pays en électricité en fonction de la demande.

Alors que les pays européens s’engagent à construire des dizaines de nouveaux parcs éoliens en mer du Nord, multipliant sa capacité totale d’environ 30 gigawatts aujourd’hui à 120 gigawatts d’ici 2030 et 300 gigawatts d’ici 2050 – suffisamment pour alimenter chaque foyer du continent – le besoin d’une infrastructure électrique améliorée pour distribuer cette énergie devient de plus en plus fort.

Travaux sur le chantier de fabrication de TM Edison à Vlissingen, aux Pays-Bas. Photo : AMCS

« L'île Princesse Elisabeth sera la première île énergétique artificielle au monde qui combine à la fois le courant continu et le courant alternatif », a déclaré Jan Fordeyn, directeur du développement de projets et de la conception conceptuelle chez Jan de Nul, l'une des deux sociétés belges de dragage et de construction à qui a été attribué le contrat d'ingénierie, d'approvisionnement, de construction et d'installation pour sa construction.

L'infrastructure haute tension de l'île regroupera les câbles d'exportation des parcs éoliens de la zone Princesse Élisabeth, tout en servant de plaque tournante pour les futures interconnexions avec la Grande-Bretagne et le Danemark. L'île constituera la première pierre d'un réseau électrique offshore européen intégré.

Pour réduire les risques et les coûts associés à la construction dans un endroit aussi éloigné, TM Edison essaie de garantir qu'une grande partie des travaux de construction complexes se déroulent sur terre, dans son chantier de fabrication spécialement conçu à Vlissingen.

Le béton est d'abord coulé pour créer les bases massives renforcées des caissons, avant que les plaques de base durcies ne soient acheminées sur des patins vers une deuxième station. Là, un coffrage coulissant est installé et le béton est coulé en continu dans les immenses moules pendant une dizaine de jours, montant lentement pour construire les murs gigantesques à un rythme de 100 millimètres par heure grâce à des pompes à béton électriques du fabricant allemand Putzmeister.

Des blocs de construction pour créer une île

« Aux heures de pointe, environ 400 personnes par équipe travailleront sur le chantier, soit environ 800 personnes par jour », explique Fordeyn. « Le projet requiert diverses spécialisations. Parmi celles-ci figurent des ferrailleurs, des ouvriers coffrants et bétonniers, des grutiers, des soudeurs et des électriciens. »

Après cela, les caissons partiellement formés sont ensuite déplacés lentement sur des glissières vers un troisième poste de travail où des entrées de câbles sont ajoutées, suivies d'un autre arrêt où un toit en béton armé est ajouté et éventuellement des murs anti-tempête.

L'ensemble du processus nécessite environ 85 jours par caisson, mais grâce au système de postes de travail, il est possible de produire jusqu'à cinq caissons simultanément. Au total, environ 165 000 mètres cubes de béton seront coulés dans les caissons.

« Pour nous, les plus grands défis sont principalement liés au calendrier serré du projet », explique Fordeyn. « Mettre en place un chantier complet en moins de six mois a été l'un des plus grands défis jusqu'à présent. »

Vue d'artiste du projet final. Image : Elia

Aux grues

Au moment de la rédaction de ce rapport, six grues à tour Liebherr étaient à l'œuvre sur le chantier, fournissant des barres d'armature et d'autres éléments au tablier supérieur du coffrage glissant et aux tours des pompes à béton (dont quatre étaient montées sur rails pour faciliter leur déplacement sur le chantier). Parmi elles, la 1 000 EC-H, la plus grande grue à tour standard du fabricant, ainsi qu'une 550 EC-H, une 245 EC-H, trois 340 EC-B et une 280 EC-H.

Trois grues télescopiques sur chenilles, une Liebherr LTR 1100, une Sennebogen 653R-E et une Marchetti CW70.42L, ainsi qu'une grue sur chenilles à flèche en treillis robuste Liebherr HS 8200 étaient également en service.

La plupart des grues ont été louées à TM Edison par ses sociétés mères Jan de Nul et DEME, bien qu'un porte-parole de la coentreprise ait indiqué qu'elle utilisait également des grues mobiles de location plus petites pour certains chantiers. Les grues travaillant sur le chantier étaient équipées de systèmes anticollision AMCS (France).

L'assemblage de l'infrastructure de l'îlot énergétique nécessite le levage et la manœuvre d'éléments structurels et d'équipements de grande taille. Les équipes ont utilisé des palonniers du fabricant britannique Modulift pour répartir uniformément la charge, notamment pour les sections de coffrage. « Les palonniers ont joué un rôle essentiel dans la construction des sections en béton, l'une d'elles pesant environ 17 tonnes et mesurant 10 mètres de long », explique Ruben Verschueren, chef de chantier en génie civil chez TM Edison. « Nous utilisons une configuration un sur un, avec un palonnier MOD 34 en haut et un MOD 24 en bas. »

Déplacement des caissons

Une fois les caissons complètement durcis, ils sont chargés sur une barge entièrement submersible, remorqués jusqu'à une fosse de mise à l'eau, puis mis à flot jusqu'à un quai de stockage séparé. Une fois les équipes de dragage en mer prêtes, les caissons sont remorqués jusqu'à leur emplacement définitif par des remorqueurs, soigneusement positionnés à l'aide d'ancres et de treuils pré-posés, et entièrement lestés d'eau. Un second navire les remplit ensuite de sable et les recouvre d'une importante couche de roche pour les protéger de l'érosion.

Un autre défi majeur auquel l'équipe est confrontée réside dans la méthode de construction. Rares sont les structures de ce type qui ont été construites dans les eaux agitées de la mer du Nord.

« L'utilisation de caissons dans la conception d'infrastructures maritimes n'est pas aussi courante en mer du Nord qu'en Méditerranée », a admis Fordeyn. « Cela signifie que toutes les parties prenantes, des fournisseurs aux organismes de certification, sont confrontées à des aspects qui leur sont inconnus. »

Travaux de coffrage sur le chantier de Vlissingen. Photo : Belga Photo Dirk Waem/Reuters

Une fois tous les caissons en place, les équipes de TM Edison utiliseront des dragues pour remplir le cœur de l'île de sable et le compacter par vibroflottation. Une fois la structure principale de l'île terminée, les équipes installeront un petit port et une hélisurface pour les visites de maintenance.

Les équipes de construction d'un consortium dirigé par l'entrepreneur français Eiffage (via sa filiale belge Eiffage Métal Smulders) et le spécialiste néerlandais HSM Offshore Energy, sont chargées de la conception, de la fabrication, de l'installation et de la mise en service de quatre sous-stations électriques à courant alternatif sur l'île, dont deux seront des sous-stations de 1 050 mégawatts.

Les travaux d'installation sur l'île sont prévus de mai 2025 jusqu'au début de 2029.

Là aussi, les équipes sont déjà occupées à assembler les structures dans des chantiers de fabrication hors site afin de réduire le temps et le nombre de personnes nécessaires à l'assemblage final dans ce lieu reculé de la mer du Nord.

« La majeure partie des travaux actuels se déroule à terre, dans les usines Smulders de Vlissingen et HSM de Schiedam », a déclaré Marguerite Richebé, chargée des relations presse chez Eiffage. « Les modules seront équipés au maximum afin de limiter les travaux sur l'île. »

Fordeyn a déclaré que TM Edison et Elia faisaient également tout ce qu'ils pouvaient pour rendre l'emplacement éloigné plus accueillant pour les travailleurs nécessaires en mer pendant la phase d'installation en 2025.

« Les quarts de travail des travailleurs offshore durent généralement 12 heures », a-t-il expliqué. « Pendant leur temps libre à bord des navires d'installation, un service de restauration de qualité est à disposition, ainsi qu'une salle de sport, des jeux vidéo et un système de cinéma multimédia pour se divertir. Internet est également mis à disposition pour que les collègues offshore puissent rester en contact avec leurs proches. »

D'autres îles à venir

TM Edison et ses concurrents prévoient davantage de travaux de construction d'îlots énergétiques dans la région dans un avenir proche.

En 2021, le Parlement danois a adopté une loi relative à la conception et à la construction d'une île énergétique artificielle de 3 gigawatts en mer du Nord, à 80 kilomètres à l'ouest du Jutland, qui serait plus de deux fois plus grande que l'île Princesse Élisabeth. Deux ans plus tard, cependant, le Parlement a reporté l'appel d'offres pour sa construction en raison des coûts anticipés et envisagerait des options moins coûteuses, comme la construction d'une plateforme sur pilotis.

Un autre projet de complexe d'îles énergétiques de 6 kilomètres carrés, connu sous le nom de North Sea Wind Power Hub, dans la zone de navigation de Dogger Bank entre les eaux territoriales des Pays-Bas, de l'Allemagne et du Danemark, est en cours d'élaboration par l'opérateur de réseau néerlandais TenneT, sa filiale allemande et la compagnie d'électricité danoise Energinet.

« Nous pensons que la construction d'autres îles énergétiques n'est qu'une question de temps », a déclaré Fordeyn. « La mer du Nord offre des conditions favorables aux îles. Elle est relativement peu profonde et de nombreuses infrastructures doivent être aménagées. »