Émissions chimiques

⚠️ ⚠️ ⚠️ 150 à 160 kg d’aluminium par jour largués dans la baie de Saint-Brieuc pendant 20 ans 

Si le projet d’IBERDROLA est mené à son terme, 150 à 160 kg d’aluminium par jour pendant 20 ans minimum seront relargués dans la baie de Saint-Brieuc, comme l’annonce Ailes Marines dans ses déclarations à l’enquête publique.

Pour protéger les fondations éoliennes de la corrosion marine, Ailes Marines a choisi la solution des anodes sacrificielles, des pains de métal en aluminium qui vont s’oxyder à la place des fondations en métal, et libérer leurs composés chimiques dans le milieu marin. Ailes Marines évalue à 64 tonnes par an la quantité d’aluminium qui sera larguée dans l’eau, un taux supérieur au seuil retenu par l’INERIS. Sans compter qu’avec la force des courants et la bathymétrie de la baie à l’endroit du projet, de nombreux pains d’aluminium vont se détacher sans pouvoir être repêchés et devront être remplacés.

Première évaluation d’Ailes Marines dans l’enquête publique (2016)

Aluminium 1

Commentaire de l’INERIS

Aluminium 2

Nouveau calcul d’Ailes Marines

Aluminium 3 masse dissoute

⚠️ L’hypothèse 150 kg/jour est 25% au-dessus du seuil retenu par l’Inéris.

⚠️ L’hypothèse 160 kg/jour est 33% au-dessus du seuil retenu par l’Inéris.

Le risque chimique sur la chaîne trophique du relargage de 150-160 kg de contaminants d’aluminium pendant 20 ans minimum, n’a pas été évalué.


Anode sacrificielle / Anode à courant imposé

Une anode sacrificielle est un lingot essentiellement composé d’aluminium mais également d’indium, de zinc ou d’autres métaux. La pièce est simplement fixée sur les fondations des éoliennes. Par le jeu des différences de potentiel électrochimique, l’anode se « sacrifie » en se corrodant à la place de l’élément à préserver. Ce processus provoque la dissolution dans l’eau des métaux qui composent l’anode.

En baie de Saint-Brieuc, chaque éolienne rejettera autour de 1 000 kg d’anodes en aluminium-zinc chaque année.

L’alternative est une anode à courant imposé. Les structures sont protégées de la corrosion en les polarisant au moyen d’une tension électrique continue. Sur les projets du Tréport et de Yeu-Noirmoutier, cette tension ne dépasserait pas 6 Volts, soit l’équivalent de 4 piles AA montées en série. Les anodes à courant imposé ne rejettent pas de métaux dans l’eau et requièrent moins de matériaux et moins d’entretien.

Le choix du type de protection n’est donc qu’une question financière. Ailes Marines a imposé l’anode sacrificielle, moins coûteuse que l’anode à courant imposé.


Les anodes sacrificielles polluent-elles les écosystèmes marins ?

Il est difficile d’apporter une réponse scientifique complète, les études menées jusqu’à aujourd’hui sont récentes, partielles, incomplètes, généralement financées par les développeurs.

De plus, dans le cadre de la convention OSPAR, il n’y a pas de suivi spécifique sur les parcs éoliens !

🔺 Étude ANODE

https://www.france-energies-marines.org/projets/anode/

L’évaluation des risques menée dans la cadre du projet ANODE concerne exclusivement la colonne d’eau avec un objectif de protection des organismes pélagiques.

L’évaluation des risques, liés aux rejets de métaux par les anodes sacrificielles, pour le compartiment « biote » (visant la protection des prédateurs supérieurs) n’a pas été abordée.

La bioaccumulation des métaux rejetés, tout au long de la chaine trophique n’entrait pas non plus dans les objectifs du projet ANODE. L’étude n’a donc pas intégré́ la bioaccumulation des organismes vivants au sein de la chaine trophique, notamment des prédateurs des espèces venant se fixer sur les fondations, ni des organismes benthiques filtreurs exposés pendant 365 jours par an et concentrant les métaux dans leurs tissus. 

Conclusion

En combinant expertise écotoxicologique et modélisation hydrodynamique, le projet ANODE a permis de déterminer qu’il n’y a pas de risque associé à la plupart des éléments composant les anodes galvaniques, à savoir le zinc, le fer, le cuivre et le cadmium.

En revanche, concernant l’aluminium, des expérimentations complémentaires sont nécessaires pour conclure. En effet, les deux concentrations prédites sans effet (PNEC) actuellement disponibles ne semblent pas adaptées pour cette évaluation. Il faut donc affiner ces seuils et inclure des données issues de mesures in situ afin de pouvoir estimer l’éventuel risque associé aux relargages d’aluminium.


🔺 Évaluation des effets potentiels des anodes galvaniques en aluminium en milieu marin

2021, Thèse d’Alexandre Levallois https://borea.mnhn.fr/fr/evaluation-effets-potentiels-anodes-galvaniques-aluminium-milieu-marin-répartition-transfert-dans

Conclusion

Le système immunitaire des huîtres semble impacté aux plus fortes concentrations comme en témoigne la diminution de MDA dans la glande digestive et la baisse de l’activité́ phagocytaire.

La tendance à la baisse des réserves énergétique pour les conditions C2 et C3 pourrait induire à terme des problèmes dans le cycle de reproduction des organismes, le glycogène étant une source d’énergie importante pour la gamétogenèse.

Les résultats indiquent que seule la concentration la plus élevée en aluminium (C3 à 296 μg L-1) est associée à des effets marqués sur les organismes. L’aluminium dissous des anodes galvaniques ne semble donc pas constituer de risque environnemental direct chez l’huître creuse dans les conditions classiques d’utilisation des anodes, étant donné que les concentrations en aluminium dans le milieu marin varient de 0,1 en plein océan, à 80 μg L-1 dans les ports les plus pollués. Il n’est cependant pas exclu que les produits issus de la dissolution des anodes galvaniques facilitent l’entrée de l’aluminium dans les réseaux trophiques et facilitent sa biomagnification chez les organismes de niveau trophique supérieur.

Des investigations supplémentaires sur les stades larvaires des huîtres, probablement plus sensibles, ainsi que sur d’autres groupes taxonomiques sont nécessaires.


🔺 Évaluation des effets potentiels des métaux libérés pas les anodes galvaniques sur l’ormeau

Laureen Nivelais, 2021, Agrocampus Ouest Rennes, https://halieutique.institut-agro-rennes-angers.fr/files/fichiers/memoires/202123.pdf

Conclusion

L’objectif de cette étude est d’évaluer et caractériser l’impact des métaux libérés par les anodes galvaniques le long des côtes françaises de la Manche sur l’ormeau Haliotis tuberculata.

Dans un premier temps, l’évaluation de l’exposition a été réalisée en estimant les quantités d’anodes présentes sur les côtes françaises de la Manche et Mer du Nord. Plus de 5 000 T sont installées sur l’ensemble des infrastructures maritimes (72 % sur les parcs éoliens offshore, 25% sur les structures portuaires et 3% sur les bateaux de pêche et de plaisance).

Toutes les données n’ont pas pu être recueillies du fait de l’indisponibilité́ de certains contacts ou du manque d’information sur le sujet. Les navires militaires et de commerce n’ont pas été pris en compte dans cette étude, une grande partie mesurant plus de 50 m, la protection par anodes galvaniques est sans doute minoritaire.

Concernant la 2ème phase sur les tests d’exposition d’organismes marins, les résultats ont montré́ une baisse significative de la croissance, du taux d’ingestion et des phénomènes de bioconcentration dès une concentration moyenne de 457.8 ± 86.8 μg.L-1. Les pontes observées après la 4ème semaine chez les individus de la classe 50 mm ont pu perturber certains des résultats notamment ceux sur la croissance. L’ensemble des bacs a été touché et pour certains plusieurs fois, il n’a donc pas été possible d’écarter les individus ayant pondu. Les concentrations présentant un risque lors de l’expérimentation semblent très supérieures à celles estimées dans le milieu naturel.


Et en Mer du Nord ?

🔺 Les éoliennes polluent la Mer du Nord avec leur protections anticorrosion

2015, https://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/windraeder-kontaminieren-nordsee-mit-giftigem-rostschutz-a-1020944.html

Les éoliennes passent pour conciliables avec l’environnement – cependant les Installations offshore comportent une part d’ombre. Les tours d’acier, selon les Informations du Spiegel libèrent des tonnes de composés métalliques dans la mer. Avec le développement continu des installations d’éoliennes en mer, des milliers de tonnes de composés métalliques toxiques seront dans les années qui viennent disséminées dans la Mer du Nord et la Mer Baltique. La raison est liée à l’utilisation d’anodes sacrificielles pour empêcher la corrosion des fondations en acier des parcs éoliens. Les anodes sacrificielles qui sont principalement composées d’aluminium, mais aussi de zinc et de métaux lourds, se dissolvent peu à peu dans I’eau. Il n’y a pas à ce jour, d’évaluation des conséquences environnementales. S’agissant seulement de la protection anticorrosion des tours d’acier sur lesquelles les éoliennes sont montées, pour chaque tour, seront libérées dans I’eau de mer jusqu’à dix tonnes d’aluminium sur une durée de 25 ans, selon les informations du Spiegel. C’est ce qu’a estimé I’Office Fédéral pour la construction hydraulique (Bundesanstalt fïir Wasserbau). L’objectif de réaliser 6500 Mégawatts de parcs éoliens jusqu’en 2020 pourrait signifier une dissémination supplémentaire d’environ 13.000 tonnes d’aluminium pour la Mer du Nord et la Baltique.

Il existe aussi la possibilité de protéger électriquement I’acier contre la corrosion. Cette technique connue de la navigation maritime comporte des dépenses d’entretien plus élevées, elle est de ce fait plus coûteuse.


🔺 ESKP

2021, https://www.eskp.de/schadstoffe/korrosionsschutz-fuer-offshore-windkraft-problem-fuer-die-umwelt-9351114/

La protection contre la corrosion des éoliennes libère des substances

Les investigations portent sur les émissions chimiques pouvant émaner des systèmes de protection contre la corrosion des usines éoliennes. Afin d’augmenter la durée de vie des éoliennes, celles-ci sont protégées contre la corrosion, c’est-à-dire contre la rouille, avec divers matériaux au-dessus et au-dessous de l’eau.

Deux méthodes principales sont utilisées pour cela :

D’une part, les surfaces sont revêtues de divers matériaux plastiques. Celles-ci s’altèrent au fil du temps et les polluants majoritairement organiques qu’elles contiennent, tels que les plastifiants ou les stabilisants UV, sont progressivement emportés dans le milieu marin.

Au fil du temps, de grandes quantités de composés métalliques sont libérées. L’aluminium et le zinc en particulier, mais aussi le cadmium et le plomb hautement toxiques, ainsi que des éléments exotiques tels que l’indium et le gallium, pénètrent dans le milieu marin lorsque les alliages d’anodes se dissolvent.

Jusqu’à 26 éléments chimiques différents sont libérés par les anodes sacrificielles

De la protection contre la corrosion sur la fondation d’un seul pieu dit monopieu, c’est-à-dire une fondation constituée d’un seul pieu en acier, plus de 80 kg de matériaux inorganiques sont rejetés dans le milieu marin chaque année. Pour d’autres structures de fondation, telles que les jackets à trois pieds, les quantités émises sont encore plus importantes(Kirchgeorg et al., 2018 ; Reese et al., 2020).

40 éléments chimiques différents ont été examinés dans le cadre d’enquêtes détaillées sur la composition de divers types d’anodes en aluminium et en zinc utilisées (Reese et al., 2020).

15 éléments chimiques différents (en quantités quantifiables) ont été identifiés dans les types d’anodes à base de zinc. En proportions massiques décroissantes : zinc, aluminium, cadmium, plomb, fer, thallium, cuivre, bismuth, argent, gallium, manganèse, nickel, indium, vanadium et étain.

Pas moins de 26 éléments différents ont été détectés dans les anodes à base d’aluminium : aluminium, zinc, fer, bismuth, manganèse, indium, vanadium, gallium, nickel, plomb, cuivre, magnésium, chrome, cadmium, cobalt, étain, lanthane, uranium, Cérium, argent, thallium, néodyme, gadolinium, dysprosium, samarium et praséodyme.

Ces éléments chimiques sont utilisés comme composants des alliages ou proviennent d’impuretés dans les matériaux utilisés. Certains des métaux lourds contenus, qui sont toxicologiquement douteux, sont nécessaires en tant que composants des anodes pour qu’elles puissent fonctionner et se dissoudre dans l’eau de mer.

Résumé

De nombreux aspects de l’impact des parcs éoliens offshore sur le milieu marin sont encore largement méconnus. Les recherches sur les rejets chimiques et leurs effets sur les écosystèmes à proximité immédiate et plus lointaine des parcs éoliens en sont encore à leurs balbutiements. Les anodes dites sacrificielles, qui servent à protéger les systèmes de la corrosion, c’est-à-dire de la rouille, libèrent constamment des quantités non négligeables de métaux lourds dans l’environnement (plus de 80 kg d’alliage par système et par an).

Dans une étude récente (Reese et al., 2020), une enquête approfondie sur la composition inorganique de diverses anodes sacrificielles a été réalisée pour la première fois, examinant 40 éléments différents. Les résultats sont à la base du suivi des rejets de substances des éoliennes dans le milieu marin. Mais le grand nombre de substances trouvées indique à lui seul que l’enquête est complexe et l’évaluation compliquée. En outre, il existe une grande variété de substances organiques contenues dans les systèmes de revêtement et sur lesquelles il n’existe actuellement aucune information non plus.