Conference

Conférence WinMon conference

Une autre conférence… Celle-ci organisée par le RBINS (Royal Belgian Institute of Natural Sciences) à Bruxelles du 26 au 28 Novembre 2013 avec pour thème l’impact des éoliennes offshore sur l’environnement et en particulier sur la faune sauvage.

Image RBINS

Eoliennes offshore belges – Belgian offshore windfarms – Image RBINS

En même temps que l’état belge a attribué des concessions pour des parcs éoliens offshores à construire dans ses eaux territoriales, il a confié au RBINS la mission d’évaluer l’impact environnemental associé. D’un point de vue scientifique, il existe encore peu de données sur le sujet, mises à part celles de l’Allemagne et des Pays-Bas qui ont mis en place des programmes similaires. Au terme de six ans de monitoring dans la Mer du Nord, les chercheurs du RBINS, du département de biologie marine de l’université de Gent et des instituts flamands pour la pêche et la nature ont organisé la conférence WinMon pour présenter leurs résultats. Ils ont également édité un rapport complet qui est disponible sur internet.

Pour les éoliennes terrestres, on peut résumer les problèmes environnementaux comme suit :

–          Le bruit de fonctionnement a un impact sur l’homme (syndrome éolien) ou pas – le débat continue…

–          Les éoliennes semblent particulièrement létales pour les chauves-souris (par collision et parce que la dépression créée dans le sillage des courants aériens écrase les poumons des chauves-souris, les tuant sur le coup) qui sont souvent des espèces protégées ;

–          Les collisions avec d’autres oiseaux protégés sont non négligeables – voir les débats sur le milan royal au sein de la coopérative Lucéole par exemple ;

–          Les dérangements causés par la construction et les véhicules de maintenance pourraient en pratique réduire l’habitat de la faune aux abords des éoliennes. Leur bruit pourrait d’ailleurs avoir un impact sur la faune autant que sur les humains (Buxton 2006). Au vu des déboires déjà occasionnés par les points ci-dessus, personne ne tient à explorer plus avant ces dernières considérations (il n’y a pas de données).

En offshore, le problème de la relation aux humains est résolu. Cela permet d’ailleurs aux constructeurs de moins soigner l’habillage acoustique de leurs machines. Les chauves-souris qui migrent vers l’Angleterre effectuent leur traversée plutôt au niveau de Calais ; on met donc également de côté ce souci (a priori – des chauves-souris ont été observées près des éoliennes hollandaises). Les problèmes anticipés sont désormais les suivants :

–          Quelle est l’ampleur des collisions avec les oiseaux marins ? Eux aussi comptent de nombreuses espèces protégées, et il n’y a pas de preuves car la mer emporte les cadavres.

–          Est-ce que d’une manière ou d’une autre la présence des éoliennes réduit l’habitat des oiseaux marins ? Et des poissons ?

–          Mais le problème le plus mobilisant pourrait être le fait que le bruit énorme généré lors de la construction (les pylônes sont enfoncés dans le sol au fond de la mer avec une sorte d’énorme marteau) provoque avec certitude un dérangement et probablement une douleur, voire des dégâts auditifs permanents chez les cétacés. Encore pire : dans l’océan le son se propage bien mieux que dans l’air. Or cela paraît incroyable, mais malgré la pollution, la surpêche et le trafic maritime continu, la Mer du Nord a une population de petits dauphins, des marsouins communs. A de plus hautes latitudes, vers l’Ecosse, on trouvera de plus grands animaux comme la baleine de Minke. Les cétacés utilisent leur audition pour communiquer, éviter les obstacles et chasser ; elle leur est primordiale. Le bruit qui règne dans les océans (forages offshores, sonars militaires, fret maritime) est identifié comme un facteur qui menace leur survie.

Construction - Image RBINS

Construction – Image RBINS

La bonne nouvelle est que comme les épaves de navires, les fondations des éoliennes deviennent en fait des récifs sur lesquels les organismes marins prennent appui pour se développer. Dans leur périmètre, coquillages, crustacés et poissons abondent. Mais le facteur déterminant est certainement qu’aux abords des champs d’éoliennes, la présence des bateaux de pêche est strictement interdite pour des raisons de sécurité, ce qui transforme de facto les concessions en réserves marines où les stocks de poissons peuvent se reconstituer (renaturation). Le partage de l’espace est de fait source de conflit entre les promoteurs éoliens, les pêcheurs et la nature.

Mais l’abondance de nourriture est susceptible d’attirer les prédateurs, c’est-à-dire essentiellement les oiseaux, qui se mettent en péril en s’approchant trop des éoliennes. En fonction de l’espèce, on observe l’un des trois comportements types (Campo 1995) : évitement, indifférence ou attraction. Les oiseaux qui évitent les champs d’éoliennes se privent d’un habitat et comme les éoliennes sont construites de préférence sur des fonds peu profonds, les espèces qui consomment surtout des poissons vivant à faible profondeur sont perdantes. Les migrateurs qui contournent l’obstacle doivent dépenser une énergie précieuse pour effectuer le détour (il y a plus d’un million d’oiseaux qui empruntent le couloir migratoire de la Mer du Nord). Quant aux oiseaux qui sont attirés par l’abondance de poisson ou la présence de structures sur lesquelles ils peuvent se poser (barges de construction, plateforme de surveillance), ils risquent la collision. Certains sont plus vulnérables que d’autres en fonction que l’altitude de vol caractéristique de l’espèce (au niveau des pales ou plus haut). Pour l’instant, il n’a pas été mis en évidence de cas dans lequel les éoliennes sont systématiquement responsables de la démise d’une espèce particulière. Il y a un problème toutes espèces confondues à cause des éclairages nocturnes obligatoires sur le mât et les pales (à destination des avions et des bateaux) car la lumière attire les oiseaux. En Allemagne, de nombreux cadavres ont été récupérés sur les plateformes (voir photo) ; les migrants qui survolent la Mer du Nord de nuit en suivant les étoiles sont désorientés par les signaux des éoliennes.

Victimes de collisions - Collision Victimes - Image BioConsult

Victimes de collisions – Collision Victimes – Image BioConsult

Les marsouins ont été clairement observés en train de fuir la zone pendant la construction. Ils se sont déplacés de plus de 20 km. Les territoires abandonnées ont été repeuplés par la suite et il n’y a donc pas de perte d’un point de vue global, mais il est impossible de déterminer si ce sont les mêmes individus qui reviennent ou d’autres encore naïfs. Dans tous les cas, il est risqué d’éloigner même temporairement un marsouin de ses bons terrains de chasse car c’est un animal qui a besoin de manger en continu pour maintenir sa chaleur corporelle. La réponse logique du législatif serait d’interdire la construction pendant les mois de forte présence de marsouins.

Les autres craintes des biologistes sont un effet barrière potentiel et l’effet de cumul. En effet, on ignore si le fait d’aligner des centaines d’éoliennes le long de la frontière hollandaise pourrait empêcher les animaux de remonter vers le nord. L’effet de cumul est à prendre en compte par exemple au niveau des collisions avec les oiseaux. La norme allemande est de tolérer une perte de deux oiseaux par éolienne et par an ; elle devrait garantir que les populations ne souffrent pas significativement. Mais dans un contexte où tous les pays installent des éoliennes offshore dans la Mer du Nord (Belgique, Pays-Bas, Allemagne, Danemark, Ecosse), si tous maintiennent deux oiseaux par an, le total sera bien plus élevé et donc non négligeable. L’habitat est également modifié à grande échelle.

Les norvégiens de NINA ont mené des recensements à grande échelle et compilé toutes les données existantes sur leurs oiseaux marins (espèces protégées, distribution des habitats, territoires de pêche, effets barrières…) pour déterminer quelles étaient les zones les plus propices à l’implantation d’éoliennes off-shore dans leur pays. Leur travail remarquable est un exemple de bonne pratique.

Répondre aux problèmes posés par les éoliennes marines nécessite avant toute chose des programmes de suivi des populations. Pour les oiseaux, le monitoring acoustique n’est pas approprié, car les oiseaux de mer ne sont pas des chanteurs. Ils vont à terre tous les étés pour nidifier dans des colonies mais dès qu’ils sont de retour en mer, ils sont peu sociables et donc peu communicatifs. Les comptages se font selon les techniques classiques, en suivant des lignes fictives qui traversent l’habitat à étudier à bord d’un avion ou d’un bateau. Les ornithologues se répartissent des quadrants et comptent à la main les oiseaux en vol et posés sur la mer. Pour les éoliennes belges, un radar a été installé sur la plateforme de contrôle située au milieu d’une des parcelles construites. Cet appareil permet de détecter les oiseaux en vol et de visualiser leurs trajectoires. Les données sont ensuite utilisées dans des programmes qui estiment les risques de collision. De superbes images ont été réalisées les nuits de grande migration (voir l’image). De telles nuits, les modèles indiquent la possibilité de 21 collisions par nuit et par éolienne.

Pour les cétacés, le monitoring acoustique est une institution (PAM, Passive Acoustic Monitoring). Ce sont des animaux qui utilisent la communication acoustique de manière continue ; il est donc facile de submerger des hydrophones et de les écouter pour les compter. Les signaux des cétacés sont moins complexes que ceux des oiseaux et donc plus simples à classifier. En Mer du Nord, les hydrophones ont été utilisés essentiellement pour mesurer les niveaux de bruit sous-marin pendant la construction des éoliennes. Les recensements de marsouins ont été faits depuis un avion. Mais il existe un projet d’installer des hydrophones permanents.

La société APEM Ltd a mis au point une caméra et un logiciel qui permettent une analyse haute résolution et quasi-automatisée de recensements vus d’avion. L’Allemagne va bientôt imposer de faire les recensements à partir d’images satellites ; il y aura moins d’information sur les comportements, mais une meilleure détectabilité et moins de variabilité observateur. Les images peuvent également être stockées pour d’éventuelles vérifications ultérieures.

À suivre : conférence Wind Energy and Wildlife Impacts, Berlin 2015.

 

(Voir plus bas pour d’autres images)

 

*****

Another conference… This one was organized by the RBINS (Royal Belgian Institute of Natural Sciences) in Brussels on November 26-28th, 2013. The topic was the impact of offshore wind farms on the environment and in particular on wildlife.

At the same time when Belgium awarded lots for the construction of offshore wind farms in its territorial waters, it also gave the RBINS the mission to evaluate the associated environmental impact. From a scientific standpoint, there is little data available on this subject, aside from what came out of similar Dutch and German programs. After six years of monitoring in the North Sea, the researchers of the RBINS, of the Gent university department of marine biology and of Flemish institutes for fisheries and nature organized the WinMon conference to present their findings. They also wrote an extensive report which is available on the internet.

For onshore wind farms, environmental issues can be summarized as such:

–          The operational noise has an impact on man (wind turbine syndrome) or not – the debate rages on…

–          Wind turbines seem particularly lethal for bats (through collisions and because the pressure dip in the air currents crushes the lungs of bats, instantly killing them) which often are protected species;

–          Collisions with other protected birds are non negligible – see for example the discussions on the red kite that the Lucéole cooperative is going through;

–          Disturbances caused by the construction and maintenance vehicles could in practice shrink wildlife habitats around wind turbines. Their noise could have an impact on fauna as much as it does on humans (Buxton 2006). Seeing the difficulties already mentioned in the above points, no one has any desire to explore these questions further (there is no data).

Offshore, the human contact issue is solved – and it allows manufacturers to downgrade the acoustic coating of their machines. Bats migrating to and from the UK apparently cross the Channel closer to Calais/Dover; hence this issue is also set aside (this is a priori, because bats were observed in the Dutch wind farms). The anticipated issues are the following:

–          What is the extent of bird collisions? Sea birds have many protected species as well and there are no proofs of collisions as the sea washes away the bodies.

–          Does the presence of wind farms reduce the habitat of birds one way or another? And what about fishes?

–          But the most appealing problem might be the fact that the consequent noise emitted during construction (masts are pushed into the sea bed using some sort of big hammer) causes with absolute certainty a disturbance and probably pain and hearing loss in cetaceans. Even worse: in the ocean, sound travels much better than in air. Now, as unbelievable as it is, despite pollution, overfishing and continuous ship traffic, the North Sea hosts a population of small dolphins, harbor porpoises. Further North by Scotland, larger cetaceans such as Minke whales will be found. Cetaceans use their hearing to communicate, avoid obstacles and forage; it is an essential tool. The noise level in oceans (from offshore drilling, military sonars, and shipping) is known to be a factor that affects their survival.

The good news is that just as ship wrecks, wind turbine foundations become reefs on which marine organisms develop. In their perimeter, shells, crustaceans and fishes thrive. Yet a key factor here is that fishing is strictly forbidden in wind farms for security reasons, which de facto turns them into marine reserves where fish stocks can build back up (rewilding). Sharing space is a cause of conflict between wind farm promoters, fishermen and nature.

The abundance of food is however likely to attract predators, namely birds, which endanger themselves by coming close to the turbines. Depending on the species, the three typical behaviors are observed (Campo 1995): avoidance, indifference and attraction. Birds which avoid the farms are deprived of a habitat and as wind turbines are built preferably in shallow waters, birds which eat mainly shallow water fish are negatively impacted. Migrants which fly around the obstacle have to spend costly extra energy on the detour (there are more than a million birds flying through the North Sea migration corridor). As for birds which are attracted by the abundance of fish or the presence of structures on which they can rest (construction barges, surveillance platforms), they risk colliding with the blades. Some are more vulnerable than others because of their species-specific flight altitude (as high as the blades, higher than the blades…). As of now, there is no proven case in which wind turbines systematically cause the decline of a specific specie. There is an all-species issue because of the mandatory lights used to ward off boats and planes because light attracts birds. In Germany, many bird bodies were recovered on offshore platforms (see picture); nocturnal migrants following the stars over the North Sea are disoriented by wind turbine signals.

Harbor porpoises were clearly observed fleeing the zone during construction. They went more than 20 km away. Abandoned territories were later repopulated and thus there is no loss from a global perspective, but it is impossible to assess whether the same animals returned or whether the animals were new to the area and still naïve. In all cases, it is risky to take a harbor porpoise away from its good foraging spots because this is an animal that needs to eat constantly to maintain its body heat. The logical regulatory response would be to forbid all construction during the months of strong presence of harbor porpoises.

Other fears of biologists are a barrier effect and an accumulation effect. Indeed, aligning hundreds of wind turbines along the Dutch border might prevent wildlife from going north as they need. The cumulative effect should be taken into account for example for bird collisions. The German norm demands a maximum loss of two birds per turbine per year; this should guarantee that populations are not significantly affected. Yet in a context in which all countries are building offshore wind farms (Belgium, the Netherlands, Germany, Denmark, Scotland), if all keep to the two birds per year rule, the total will be much higher and thus non negligible. Habitats are also modified on a large scale.

Norwegian researchers (NINA) conducted bird surveys and compiled all existing data on their sea birds (protected species, habitat distribution, foraging territories, barrier effects…) to determine which areas where the most suitable to build wind farms. Their work is commendable as an example of good practice.

To answer the environmental questions asked by the development of offshore wind farms, one first needs to conduct population surveys. For birds, acoustic monitoring is not appropriate as sea birds do not sing. They go onshore every summer to breed in colonies but as soon as they are back on the sea, they are not much social and hence do not communicate. Counts are done using classic techniques, following line transects through the target area onboard a ship or a plane. Ornithologists split quadrants and count by hand birds in flight and swimming birds. For the Belgian wind turbines, a radar was installed on the control platform located in the middle of one of the constructed lots. This device detects birds in flight and record their trajectories. The data is then used in programs which compute collision risks. Superb images were captured during nights of intense migration (see image). On such nights, models indicate a likelihood of 21 collisions per night per wind turbine.

15 minutes de la nuit du 22/10/2012: les traces roses montrent des milliers d'oiseaux traversant le champ d'éoliennes - 15 minutes during the night of 2012/10/22: thousands of birds (pink lines) cross the windfarm - Image RBINS

15 minutes de la nuit du 22/10/2012: les traces roses montrent des milliers d’oiseaux traversant le champ d’éoliennes – 15 minutes during the night of 2012/10/22: thousands of birds (pink lines) cross the windfarm – Image RBINS

For cetaceans, Passive Acoustic Monitoring (PAM) is an institution. These are animals which use acoustic communication constantly; it is thus easy to immerse hydrophones to listen and count. Cetacean signals are less complex than those of birds and thus simpler to classify. In the North Sea, hydrophones were used mainly to measure the underwater noise level during construction of the wind farms. Cetacean surveys were done from a plane. There is a project however to install moored hydrophones.

APEM Ltd developed a camera system with accompanying software which allows high-resolution and almost automated analysis of survey images taken from a plane. Germany will soon impose to do the surveys based on satellite images. There will be less information on behaviors, but a better detectability and less variability from the observers. The images will also be stored for possible further verifications.

To keep an eye on: the Wind Energy and Wildlife Impacts conference in Berlin in 2015.

Analyse haute-résolution vue d'avion - High resolution analysis from plane surveys - Image APEM Ltd

Analyse haute-résolution vue d’avion – High resolution analysis from plane surveys – Image APEM Ltd

 

 

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