Parcs éoliens offshore à l’intérieur d’une zone Natura 2000 : explorer les options pour un développement respectueux de la nature

Les parcs éoliens en mer du Nord sont importants pour notre approvisionnement en énergie. Parallèlement, les zones Natura 2000 en mer et la biodiversité qu'elles contiennent doivent être protégées. Le programme d’études EDEN2000, "Exploring options for a nature-proof Development of offshore wind farms inside a Natura 2000 area" vise à combler les lacunes des connaissances scientifiques grâce à 25 études.

Zones pour l'énergie éolienne dans le plan d’aménagement des espaces marins

Si notre mer du Nord est un vaste espace de quelques 3.500 km², cet espace est cependant fortement sollicité par de nombreuses activités économiques et touristiques importantes : pêche, extraction de sable, navigation, énergie éolienne, activités militaires, plongée sous-marine, planche à voile, ...

Pour permettre à toutes les activités de s’y dérouler, les autorités ont établi un plan d’aménagement des espaces marins (PAEM) dont le PAEM 2020-2026 (Arrêté Royal du 22 mai 2019)  est la dernière mise à jour.


Carte intégrée de la brochure « Cela bouge en mer. Le plan d’aménagement des espaces marins 2020-2026 »

Etant donné l’importance d’augmenter nos capacités d’approvisionnement en énergie renouvelable, l’implantation de nouveaux parcs éoliens en mer du Nord a été décidée lors de la réalisation du PAEM 2020-2026.

La sélection d’espaces réservés à l’éolien a été réalisée en concertation avec les parties prenantes. Trois nouvelles zones, désignées sous le label Zone Princesse Elisabeth, sont réservées pour l’implantation d’éoliennes. Deux de ces zones sont situées dans ou à proximité d’espaces reconnus comme zone Natura 2000 : « Vlaamse Banken ». Cette zone est désignée pour protéger les bancs de sable et les lits de gravier peu profonds. Les lits de gravier non perturbés, par exemple, constituent des refuges uniques pour des espèces gravement menacées telles que l’alcyon et la chaline.
 
Zones Natura 2000 et zones énergie renouvelable (PAEM 2020-2026)

Conditions pour la construction d'éoliennes en zones Natura 2000

La législation prévoit un permis environnemental pour avoir l’autorisation de construire une éolienne dans la partie belge de la mer du Nord. Ce permis environnemental nécessite un rapport sur les incidences environnementales.

De plus, lorsqu’il s’agit de construire en zones Natura 2000 ou en dehors de ces zones mais avec un risque d’impacts sur celles-ci, une autorisation Natura 2000, basée sur une évaluation appropriée est requise (arrêté royal du 27 octobre 2016 relatif à la procédure de désignation et de gestion des zones marines protégées).



L’évaluation appropriée vérifie si le projet aura ou non des effets significatifs sur les objectifs de conservation fixés pour la zone, ses espèces et ses habitats.

Chaque autorisation Natura 2000 délivrée par le Ministre en charge de la mer du Nord ne pourra être accordée qu’après l’analyse complète des effets possibles relevés dans le cadre de l’évaluation appropriée. Le Ministre pourra alors si nécessaire, compléter l’acte d’autorisation par des conditions additionnelles et/ou des mesures compensatoires qui garantiront le maintien de la qualité du réseau Natura 2000. Si l'évaluation appropriée montre que des effets négatifs significatifs peuvent se produire, le projet ne peut pas être réalisé.

L'objectif est de développer une production d'énergie durable via des éoliennes, dans le respect des zones protégées et de la biodiversité.

Le programme d’études EDEN2000

Pour répondre à cet impératif de protection des zones Natura 2000, le ministre a identifié, avec le Service Milieu marin (Service Public Fédéral Santé publique), l’Institut Royal des Sciences naturelles de Belgique – Direction Opérationnelle Milieux Naturels (IRSNB- DO Nature), les ONG environnementales (4Sea) et l’asbl Belgian Offshore Platform - BOP, les lacunes dans les connaissances scientifiques. Il a été décidé de financer un important programme d’études scientifiques réparti sur plusieurs années (2019-2023).

EDEN2000, Exploring options for a nature-proof Development of offshore wind farms inside a Natura 2000 area, est supervisée par un comité de pilotage comprenant le ministre, le Service Milieu marin et l’IRSNB-DO Nature. Ce dernier, en charge de la réalisation d’EDEN2000, délivrera le rapport final dans le courant du premier trimestre 2023.

Les données et informations résultants de cette étude scientifique seront incluses dans les conditions liées aux appels d’offre et donc utilisées dans le cadre des procédures de marché public pour la construction d’éoliennes sous la responsabilité de la DG Energie du SPF Economie.

Un programme d’études en plusieurs parties : 25 études

L’objet des études du programme EDEN2000 a été déterminé sur la base des préoccupations sociales telles qu'énumérées par les ONG environnementales (4Sea), l'industrie offshore (BOP), le Service Milieu marin, le cabinet du ministre de la Mer du Nord et l’IRSNB :

1. Modélisation de l'envasement des lits de gravier à la suite de l'installation de parcs éoliens

L'étude vise à estimer l'étendue spatiale de l'envasement dû aux panaches sédimentaires et à la modification des équilibres érosion/dépôt dans les parcs éoliens offshore. Sur la base des connaissances existantes sur l'occurrence des panaches sédimentaires (par exemple, les rayons de distribution, la dépendance à la marée et les processus sédimentaires), des modèles numériques sont utilisés pour simuler la dynamique changeante de l'érosion/sédimentation. Des recommandations sur la distance minimale entre les éoliennes à installer et les lits de gravier écologiquement importants sont formulées.

2. Effets de la perte d'habitat (quantitatif et qualitatif), sensibilité partielle de la faune des lits de gravier à l'envasement en raison (1) des panaches de sédiments (organiques) et (2) de l'érosion/dépôt (minéral)

Cette étude vise à déterminer la sensibilité de la faune des lits de gravier à l'envasement résultant des panaches de sédiments et de la modification de la dynamique d'érosion/dépôt dans les parcs éoliens. Dans une expérience de laboratoire, trois hôtes typiques des lits de gravier, à savoir l’alcyon Alcyonium digitatum, l'étoile de mer commune Asterias rubens et le buccin commun Buccinum undatum, seront soumis à différents niveaux d'envasement et leur réaction et survie seront étudiées. Ces résultats permettront de formuler des recommandations sur la position des éoliennes par rapport à l'habitat du lit de gravier.

 

3. Surface d’habitat de banc de sable disparu et fortement perturbé en raison de l'empreinte des éoliennes, de la couche de protection contre l'érosion et du câblage

Le nombre d'éoliennes, le choix du type de fondation et le choix connexe de la protection contre l'érosion déterminent la taille de l'empreinte des futurs parcs éoliens. Un calcul de cette empreinte pour les parcs éoliens donne un aperçu de la perte permanente (en pourcentage) de l'habitat naturel des bancs de sable dans les eaux belges.

4. Effets des câbles (perte d'habitat)

Outre la perte permanente de l'habitat des bancs de sable, celui-ci est fortement influencé et modifié à proximité des éoliennes. Le changement des schémas d'écoulement modifie la dynamique d'érosion-dépôt et de grandes quantités de matériaux fins produits par la faune sur les fondations sont déposées dans les sédiments environnants. Cet impact diminue avec la distance de l'éolienne mais peut encore être observé à plus de 100 m de l'éolienne. En plus d'affiner la connaissance de la perte d'habitat, cette étude permettra également de qualifier et de quantifier la modification de l'habitat dans la zone des éoliennes.

5. Effet du bruit (impulsif) de battage de pieux sur les poissons juvéniles et les larves de poissons

Le battage des fondations des éoliennes offshore s'accompagne de niveaux sonores élevés qui peuvent avoir des effets négatifs sur la vie marine, notamment sur les poissons juvéniles et les larves de poissons. Cette étude passe en revue les connaissances existantes sur les effets du bruit impulsif sur la physiologie et le comportement du bar juvénile Dicentrarchus labrax, une espèce que l'on trouve couramment à proximité des parcs éoliens et qui est représentative des espèces de poissons très sensibles au bruit sous-marin. Les résultats fournissent des indications supplémentaires sur les valeurs seuils écologiquement rationnelles pour le bruit sous-marin.

6. Sensibilité des espèces d'oiseaux actuelles par rapport aux parcs éoliens

Les oiseaux de mer réagissent aux parcs éoliens en mer en fonction de l'espèce. Certaines espèces ne sont pas affectées ou sont même attirées, mais il y a aussi des espèces qui évitent les parcs éoliens. Sur la base des données existantes, on cherche à savoir quelles espèces évitent les parcs éoliens et peuvent donc être affectées négativement par ces derniers.

7. Effets des champs électromagnétiques des câbles sous-marins sur les espèces réceptrices sensibles dans les zones de conservation (comportement non reproducteur)

Les champs électromagnétiques des câbles électriques des parcs éoliens peuvent affecter la vie marine. Sur la base des connaissances existantes, les champs électromagnétiques des parcs éoliens et les effets associés sur le comportement des individus adultes de certaines espèces de requins et de raies, de crustacés et de poissons osseux typiques des bancs de gravier sont cartographiés. Ces résultats donnent un aperçu de la flexibilité possible concernant l'emplacement des câbles électriques des parcs éoliens.

8. Parcs éoliens offshore et effets de barrière cumulés sur les oiseaux marins dans les eaux marines belges

Des recherches ont montré qu'un certain nombre d'espèces d'oiseaux de mer évitent les parcs éoliens en totalité ou en partie, ce qui réduit leur habitat ou bloque partiellement leur route de migration. Ces espèces sont potentiellement menacées par l'augmentation du nombre de parcs éoliens dans le sud de la mer du Nord. Sur la base d'une étude documentaire, cet effet de barrière sur les oiseaux de mer est typiquement quantifié pour la partie belge de la mer du Nord. Cette étude donne un aperçu de la nécessité, de l'emplacement et de la taille des corridors pour les oiseaux marins qui évitent les parcs éoliens.

9. Analyse de la probabilité de facilitation des ravageurs et des espèces non indigènes par les parcs éoliens

Les substrats durs artificiels des parcs éoliens attirent des espèces auparavant absentes du sud de la mer du Nord et facilitent l'expansion d'une faune typique des côtes rocheuses. En outre, les éoliennes offshore peuvent favoriser la prolifération d'espèces non indigènes et invasives. Cette étude compile une liste d'espèces non indigènes et (potentiellement) invasives présentant un risque élevé d'envahissement qui sont présentes ou dont on peut s'attendre à ce qu'elles soient présentes dans les parcs éoliens belges. Cette liste donne un aperçu des espèces prioritaires pour un suivi plus détaillé. Les mesures possibles pour empêcher la prolifération de ces espèces sont étudiées.

10. Effets sur les écosystèmes benthiques de l'exclusion de la pêche de fond, un bilan dans le cadre des parcs éoliens. Partie : les lits de gravier

Afin de garantir la sécurité, les parcs éoliens sont des zones interdites à un grand nombre d'autres activités humaines, notamment la pêche de fond. L'exclusion de facto de ce type d'activités perturbant le fond marin dans les parcs éoliens crée des "zones de repos" pour la faune benthique, y compris les espèces de poissons démersaux. Cette étude évalue, sur base de la littérature disponible, quel rétablissement (densité, diversité, biomasse/spectre de taille) des communautés benthiques typiques des habitats de bancs de sable peut être attendu dans les parcs éoliens belges.

11. Effets de la pêche de fond exclue, partim gravier.

La pêche qui perturbe le fond provoque une perturbation physique des lits de gravier, ce qui ne permet pas à la faune associée de se développer dans leurs structures 3D typiques.  En l'absence de perturbation du fond, les lits de gravier peuvent devenir les communautés de fond les plus riches de la partie belge de la mer du Nord. Cette étude documentaire examine comment la faune typique des lits de gravier à longue durée de vie peut se rétablir et quelles en sont les conséquences positives sur la qualité de l'habitat de la zone, y compris le rôle des lits de gravier comme frayères.

12. Flexibilité de l'ingénierie technique en ce qui concerne la construction ou les couches de protection contre l'érosion autour des éoliennes dans les eaux marines belges en vue de biodiversité

Les couches de protection contre l'érosion autour des fondations des éoliennes sont habitées par des espèces telles que le crabe de la mer du Nord et le homard européen, des espèces de poissons commerciaux comme le cabillaud et même des espèces de poissons rares peu connues. Cependant, la richesse des micro-habitats et des espèces est bien moindre que ce que l'on peut attendre près des substrats durs naturels des fonds marins tels que les lits de gravier). Cette étude vise à fournir une vue d'ensemble détaillée, basée sur les connaissances et les données existantes, de la flexibilité de l'ingénierie concernant l'installation de couches de protection contre l'érosion. Des possibilités précieuses pour l'installation de couches de protection contre l'érosion respectueuses de la nature et stimulant la nature sont formulées.

13. Effet du matériau sur la richesse spécifique et la densité des épibioses

Les communautés qui se développent sur les substrats durs artificiels sont généralement assez pauvres en espèces et diffèrent fondamentalement des substrats durs naturels, ce qui signifie que leur fonction dans l'écosystème est également différente. Le type de substrat joue ici un rôle important. Cette étude compare la biodiversité qui se développe sur l'acier et le béton, deux types de substrats présents dans les parcs éoliens belges.

14. Effets de la combinaison du choix du matériau, de la structure spatiale et/ou de la complexité et des dimensions physiques en ce qui concerne la construction d'une couche de protection contre l'érosion

La mesure dans laquelle la biodiversité se développe sur les couches de protection contre l'érosion dépend du matériau utilisé, mais aussi de la complexité de l'habitat créé, et de la combinaison de ces éléments. Cette recherche expérimentale étudie quels sont les matériaux et leur configuration les plus appropriés pour réaliser une valeur ajoutée écologique des couches de protection contre l'érosion. La recherche aboutira à des recommandations sur la combinaison du choix des matériaux, de la structure spatiale et/ou de la complexité, et des dimensions physiques concernant la construction de couches de protection contre l'érosion afin de maximiser la biodiversité.

15. Effets du type de fondation, de l'emplacement et du matériau utilisé sur la diversité, la densité et la biomasse de l'épifaune sur les éoliennes

D'après les connaissances actuelles, la faune salissante des fondations des éoliennes dans l'écosystème marin semble dépendre du type et de l'emplacement de l'éolienne. Grâce à de nouvelles données de terrain et à une étude expérimentale in situ, l'effet différentiel du matériau, du type de fondation et de l'emplacement géographique sur la diversité, la densité et la biomasse de l'épifaune sur les turbines sera étudié. Cette sous-étude fournira une réponse statistiquement solide à la question de savoir comment le type de fondation, l'emplacement et le matériau utilisé affectent la diversité, la densité et la biomasse de l'épifaune sur les fondations.

16. Effets des champs électromagnétiques des câbles sous-marins sur les espèces réceptrices sensibles dans les zones de conservation (focus : reproduction)

Les champs électromagnétiques à proximité des câbles électriques des éoliennes ont un impact sur la vie marine en fonction des espèces. Plusieurs études ont été réalisées à ce sujet, mais les connaissances des effets sur la reproduction font presque totalement défaut. Cette expérience de laboratoire étudie ces effets sur les roussettes et les homards européens, toutes les espèces qui sont susceptibles de se reproduire dans les lits de gravier. Ces résultats donnent un aperçu de la flexibilité possible concernant l'emplacement du câblage électrique pour les parcs éoliens.

17. Effets des champs électromagnétiques des câbles sous-marins sur les espèces réceptrices sensibles dans les zones de conservation (focus : reproduction) EXTENSION à d'autres espèces

Les champs électromagnétiques à proximité des câbles électriques des éoliennes ont un impact sur la vie marine en fonction des espèces. Plusieurs études ont été réalisées à ce sujet, mais les connaissances des effets sur la reproduction sont quasi inexistantes. Cette expérience de laboratoire étudie ces effets sur la seiche et le calmar commun, toutes les espèces qui sont susceptibles de se reproduire dans les lits de gravier. Ces résultats donnent un aperçu de la flexibilité possible en ce qui concerne l'emplacement du câblage électrique des parcs éoliens.

18. Risque d'envahissement des gravières dû à la présence de ravageurs et d'espèces non indigènes

Les substrats durs artificiels des parcs éoliens offrent des opportunités aux espèces potentiellement invasives. L'une de ces espèces est l'anémone de mer, qui est connue pour sa capacité à couvrir de vastes zones et à chasser ainsi les autres espèces. L'anémone constitue donc une menace possible pour le rétablissement de l'écosystème du lit de gravier. À l'aide d'une étude en laboratoire, on étudiera l'éventuelle colonisation de l'anémone de mer facilitée par les fondations des éoliennes. Il est ainsi possible de déterminer la distance minimale entre les turbines et les lits de gravier.

19. Conditions de restauration des lits de gravier dans la partie belge de la mer du Nord

Les lits de gravier constituent un habitat privilégié dans la nouvelle zone des éoliennes. En excluant le chalutage de fond dans les parcs éoliens, on offre des possibilités de rétablissement de l'écosystème du lit de gravier. Cette étude bibliographique offre un aperçu des conditions préalables au développement d'une faune naturelle des bancs de gravier dans les eaux belges et dresse une carte des zones les plus propices à un rétablissement naturel dans les eaux belges. Des recommandations sont formulées concernant la taille optimale et la distribution spatiale des bancs de graviers en fonction du développement naturel de la faune des bancs de graviers.

20. Options d'atténuation et de compensation (intérimaire, 2019-2020)

Toutes les études du projet EDEN2000 visent à formuler des recommandations concernant un développement écologiquement responsable et/ou stimulant la biodiversité des parcs éoliens dans la nouvelle zone d'éoliennes. Cette étude résume les recommandations des études menées en 2019-2020 en accordant une attention particulière à l'atténuation des effets indésirables, au renforcement des effets souhaitables et aux possibilités de compensation de ces effets indésirables pour lesquels l'atténuation s'avère insuffisante.

21. Options d'atténuation et de compensation (finale, 2019-2022)

Toutes les études du projet EDEN2000 visent à formuler des recommandations concernant un développement écologiquement responsable et/ou stimulant la biodiversité des parcs éoliens dans la nouvelle zone d'éoliennes. Cette étude résume toutes les recommandations en accordant une attention particulière à l'atténuation des effets non désirés, au renforcement des effets désirés et aux possibilités de compensation pour ces effets non désirés pour lesquels l'atténuation semble insuffisante.

22. Complexité des effets, matériau, … de la couche de protection contre l'érosion par rapport à disponibilité alimentaire pour les niveaux trophiques supérieurs

La complexité, la taille et les matériaux utilisés dans les couches de protection contre l'érosion déterminent en grande partie leur végétalisation et donc la disponibilité de nourriture pour les niveaux trophiques supérieurs tels que les poissons. Une compréhension approfondie de cette relation permet de créer des couches de protection contre l'érosion d'une manière qui offre des opportunités aux espèces ayant un intérêt pour la conservation et/ou le commerce. Cette analyse des données existantes dans le pays et à l'étranger permet de comprendre comment ces caractéristiques physiques influencent les propriétés de la chaîne alimentaire. Les résultats offrent des conseils sur la construction de couches de protection contre l'érosion qui stimulent la biodiversité.

23. Cartographie des lits de gravier

Les lits de gravier qui sont largement répandus dans la nouvelle zone des éoliennes offrent un énorme potentiel écologique. Ces habitats devraient être colonisés par une faune riche une fois que la pêche de fond sera exclue des parcs éoliens. D'autre part, les parcs éoliens peuvent également avoir des effets négatifs sur ce potentiel écologique : on ne peut exclure les effets indésirables des champs électromagnétiques, l'envasement, la facilitation des espèces invasives, etc. Afin d'éviter autant que possible les éventuels effets indésirables, cette étude cartographie la distribution modélisée des lits de gravier.

EDEN 2000 Shapefiles lits de gravier 

Type 1 : Paysage composé d'une grande zone continue avec une forte probabilité d'occurrence de gravier d'affleurement

  •  Forte chance de potentiel écologique maximal
  • Risque élevé de restrictions de construction liées à un permis environnemental

Type 2 : paysage composé de zones plus petites avec une forte probabilité d'occurrence de gravier d'affleurement entrecoupé de dunes de sable grossier

  • Forte chance de grand potentiel écologique
  • Possibilité réelle de restrictions de construction en lien avec un permis environnemental

Type 3 : Paysage composé de zones plus petites avec une faible probabilité d'occurrence de gravier d'affleurement

  • Faible chance de potentiel écologique
  •  Faible probabilité de restrictions de construction liées à un permis environnemental
24. Hydrodynamique à petite échelle de la zone de chevauchement entre la zone protégée Vlaamse Banken et la nouvelle zone éolienne

Le potentiel écologique des lits de gravier est déterminé par plusieurs facteurs. Outre la densité de gravier diurne, on considère que les schémas d'écoulement ont une forte influence sur le développement de la faune des lits de gravier. Cette étude de modélisation cartographie l'hydrodynamique à fine échelle dans les lits de gravier de la nouvelle zone du parc éolien. Les habitats des lits de graviers présentant des potentiels écologiques plus ou moins élevés seront cartographiés.

25. Effets in situ à court terme des mesures efficaces de protection contre l'érosion sur la biodiversité de la faune des substrats durs.

En excluant la pêche de fond dans les parcs éoliens, les lits de gravier présents seront à nouveau colonisés par la riche faune d'antan. Toutefois, ce rétablissement naturel peut prendre plusieurs années, voire plusieurs décennies. Cette expérience de terrain teste la possibilité d'accélérer la récupération en introduisant des structures artificielles stimulant la biodiversité. En cas de succès, ces structures peuvent être intégrées dans les couches de protection contre l'érosion des éoliennes et/ou placées temporairement dans les lits de gravier.