L'énergie éolienne offshore est considérée comme l'un des piliers clés de la transformation énergétique de l'UE. L'UE prévoit de multiplier par plus de dix la capacité installée d'énergie éolienne offshore en mer du Nord d'ici 2050 par rapport à la base actuelle. Cependant, de nouvelles recherches du Helmholtz-Zentrum Hereon, une filiale de l'association allemande Helmholtz, soulignent que cette expansion remodèle le processus de transport et de dépôt des sédiments des fonds marins à grande échelle et depuis longtemps et a déjà montré des changements évidents dans des zones maritimes telles que la German Bight. Des résultats pertinents ont été récemment publiés dans la revue "Communications Earth & Environment".
L’étude souligne que les particules en mer du Nord sont en mouvement presque constant, y compris les sédiments des fonds marins agités par les vagues et les courants océaniques, les matières importées de l’Atlantique via la Manche et les sédiments transportés dans la mer par les rivières. Ces particules se déposent et se remettent en suspension à plusieurs reprises, pour finalement s'accumuler en une fine couche de boue dans des eaux relativement calmes. Les éoliennes offshore forment des « obstacles » à la surface de l'eau et sous l'eau, perturbant la structure en couches du plan d'eau et affaiblissant la vitesse d'écoulement sur une vaste zone, modifiant ainsi la configuration spatiale du transport et du dépôt des sédiments.
L'équipe du Centre Helmholtz a découvert que les parcs éoliens offshore existants ont entraîné une redistribution des sédiments dans toute la mer du Nord, impliquant jusqu'à environ 1,5 million de tonnes de sédiments par an, qui contiennent de grandes quantités de carbone organique. Une partie importante de ces sédiments provient de restes de plantes et d'animaux marins et est riche en carbone organique particulaire (POC). Une fois que ces particules de carbone organique se sont déposées sur le fond marin, elles peuvent être stockées dans la couche de sédiments pendant des centaines d'années, faisant du fond marin un important puits de carbone, aidant l'océan à absorber et à stocker le dioxyde de carbone pendant une longue période et à ralentir l'impact du changement climatique.
Afin de quantifier l'impact des parcs éoliens sur les processus de sédiments et de puits de carbone, l'équipe de recherche a construit un nouveau modèle numérique intégrant les conditions atmosphériques, les vagues, les courants et les processus de transport de sédiments dans le cadre de simulation. Le modèle, développé sur la base des recherches antérieures de l'agence sur l'impact des éoliennes offshore sur le mouvement de l'air et de l'eau, permet d'évaluer les effets combinés de groupes de parcs éoliens sur la dynamique de sédimentation à l'échelle régionale.
"Les résultats de nos simulations montrent qu'à mesure que les parcs éoliens offshore continueront à se développer au cours des prochaines décennies, l'ampleur de cette redistribution des sédiments continuera à s'accumuler." a déclaré Jiayue Chen, premier auteur de l'article et de l'Institut d'analyse et de modélisation des systèmes côtiers du Centre Helmholtz. Elle a souligné que ce changement pourrait affecter le mécanisme de fonctionnement à long terme et la capacité de stockage du carbone de l'écosystème de la mer du Nord. Environ 52 % de la redistribution des sédiments a lieu dans le golfe allemand, ce qui fait de cette zone l'une des zones les plus touchées.
Les chercheurs prévoient de se concentrer ensuite sur l'évaluation de l'impact spécifique de ces changements sur les zones côtières sensibles telles que la mer des Wadden. L’évolution des battures et des îles de la mer des Wadden repose sur un apport continu de sédiments pour résister à la pression de l’ajustement morphologique provoqué par l’élévation du niveau de la mer. Une fois que la voie de transport des sédiments est modifiée par des installations d'ingénierie à grande échelle, cela peut avoir un impact profond sur la stabilité des reliefs côtiers et la structure de l'écosystème.
Dans le même temps, l’équipe étudie également plus en profondeur les effets de rétroaction de ces processus sur le fonctionnement des puits de carbone océaniques. Si des sédiments à grains fins contenant du carbone organique sont « transportés » d’une zone initialement propice à un enfouissement à long terme vers un environnement plus susceptible d’être remué et reminéralisé, l’efficacité du stockage du carbone à long terme par l’océan peut changer, affectant ainsi indirectement le cycle régional et même mondial du carbone.
"En comprenant mieux la répartition des sédiments et les modèles de stockage du carbone dans la mer du Nord, nous pouvons évaluer de manière plus complète les risques à long terme pour la stabilité côtière, la sécurité de la navigation et la fonction écosystémique de la baie allemande", a déclaré Chen Jiayue. Elle a souligné que cette recherche constitue une base importante pour le développement durable de l'énergie éolienne offshore et aide les décideurs politiques, les entreprises et les industries à mieux prendre en compte la capacité de charge environnementale et l'impact écologique lors de la planification de la sélection et de l'aménagement des futurs sites de parcs éoliens.