L'ENERGIE EOLIENNE - GÉNÉRALITÉS

POURQUOI?

Raréfaction des hydrocarbures fossiles et réchauffement climatique

Force est de constater que la source des hydrocarbures fossiles, principal moteur d'une prospérité sans précédente ces deux derniers siècles, se tarit. Si l'augmentation de la consommation énergétique  se poursuit au même rythme qu'aujourd'hui, les réserves de pétrole seront épuisées aux environs de 2050 et celles de gaz naturel 15 ans plus tard. Seul le charbon pourra être exploité pendant encore plus de deux siècles. Ces hydrocarbures fossiles fournissent 85 % de l'énergie mondiale. Ils sont aussi les principaux responsables du réchauffement climatique.

Sans mesures drastiques et immédiates, l'accumulation de gaz carbonique qu'ils émettent après leur combustion, aura des conséquences graves pour l'avenir de l'humanité. Ce défi impose à la communauté internationale de mettre en œuvre un nouveau modèle de développement durable fondé sur le renforcement de l'efficacité énergétique alliée au développement massif des énergies renouvelables.



Le choix de l'Europe en faveur des énergies renouvelables

Le Conseil Européen a adopté, en mars 2007, une stratégie « pour une énergie sûre, compétitive et durable » dite « feuille de route des 3x20 ». Elle vise trois objectifs majeurs pour l'Europe d'ici 2020:
 
• Réduire de 20 % les émissions de gaz à effet de serre
• Améliorer l'efficacité énergétique de 20 %
• Porter à 20 % la part des énergies renouvelables dans la consommation énergétique globale

Depuis, l'Europe a tout mis en œuvre pour développer cette stratégie, en affirmant son ambition d'atteindre l'objectif de 20% d'énergies renouvelables dans sa consommation finale d'énergie en 2020. En effet, à fin 2009, 75 000 MW éoliens sont installés en Europe pour une production annuelle de 142 millions de MWh, soit 4.2% de la consommation électrique européenne.
 
L'éolien devient ainsi la première filière de production électrique européenne en termes de nouvelle puissance installée en 2009. De plus, elle connait une croissance importante, d'environ 30% par an depuis les dix dernières années.

Au niveau mondial l'éolien représente 340 millions de  MWh (dont 100 000 installés en 2008) de production électrique soit 2% de la consommation totale d'électricité dans le monde.

Au niveau national, d'après les estimations du Grenelle de l'environnement, le parc éolien français produira 55 millions de MWh, de quoi couvrir 10% de la consommation électrique du pays d'ici 2020.

La politique de soutien au développement de l'éolien en France

Les Pouvoirs Publics soutiennent le développement de l'éolien avec un système tarifaire d'obligation d'achat du kilowattheure produit. Cette politique correspond à une volonté de privilégier une énergie propre, par opposition aux formes de production traditionnelles d'électricité dont les coûts sur l'environnement sont externalisés. Le tarif fixe d'obligation d'achat vise aussi à garantir les investissements des producteurs d'électricité éolienne et à assurer la rentabilité des parcs. Ce système existe depuis 1955 pour l'hydroélectricité. Fixé dans le cadre d'un contrat de 15 ans (20 ans pour les parcs en mer), il s'établit actuellement à:

• 8,2 ct€/kWh pendant 10 ans pour les parcs terrestres, puis entre 2,8 et 8,2 c€/kWh pendant 5 ans selon la qualité du vent sur le site,
• 13 ct€/kWh pendant 10 ans pour les parcs en mer, puis entre 3 et 13 c€/kWh pendant 10 ans selon la qualité du vent sur le site.

Malgré toutes les idées reçues qui circulent sur le coût des énergies renouvelables, il faut rappeler que la contribution à l'énergie éolienne s'élève seulement à 1,50 € par foyer et par an et donc d'ici quelques années, les premiers parcs installés ne bénéficieront plus de l'obligation du tarif d'achat, fixée à 15 ans.
André Antolini, le Président du Syndicat des Energies renouvelables souligne que « L'électricité qu'ils produiront sera alors à un prix beaucoup plus bas que celui du marché puisqu'il s'agira essentiellement de financer le coût de leur maintenance ; le combustible vent étant gratuit, local et inépuisable ».

Les zones de développement éolien (ZDE)

Pour délimiter le développement sur le territoire, l'Etat a instauré en 2007 les « zones de développement éolien » (ZDE). Depuis le 15 juillet 2007, seules les éoliennes installées dans les ZDE peuvent bénéficier du tarif fixe d'obligation d'achat. Créées à l'initiative des communes ou communautés de communes, ces zones sont définies par le préfet du département, qui fixe leur périmètre géographique ainsi que les puissances minimales et maximales pouvant être déployées. L'autorité administrative dispose d'un délai de six mois pour se prononcer et prendre un arrêté de création de la ZDE.



Le Grenelle de l'Environnement

L'organisation du Grenelle Environnement, portée par le Ministère de l'Ecologie, du Développement et de l'Aménagement durables en 2007, visait à créer les conditions favorables à l'émergence de cette nouvelle donne française en faveur de l'environnement. Il a réunit pour la première fois l'Etat et les représentants de la société civile afin de définir une feuille de route en faveur de l'écologie, du développement et de l'aménagement durables. Le Syndicat des Energies Renouvelables (www.enr.fr) a joué un rôle important dans le déroulement des débats et la conclusion est très positive pour l'avenir des énergies renouvelables.

Les objectifs du Grenelle de l'Environnement pour 2020 :
• + 20 millions de tonnes équivalent pétrole d'énergies renouvelables, soit au moins 20 % d'énergies renouvelables dans la consommation énergétique de la France à l'horizon 2020

• L'énergie éolienne est indispensable pour l'atteinte de cet objectif : elle compte pour un quart des 20 millions de tonnes équivalent pétrole

• Pour la filière éolienne : 25 000 MW éoliens, dont 6 000 MW en mer, soit environ 8 000 éoliennes.

En effet dans son discours de clôture du Grenelle, Nicolas Sarkozy a déclaré: «Le programme nucléaire a été lancé en 1974 pour réduire notre dépendance énergétique. Je veux engager un programme national des énergies renouvelables avec la même ambition...»

Une énergie renouvelable, respectueuse de l'environnement

L'éolien ne consomme aucun combustible, ne dégage aucun gaz à effet de serre et ne produit pas de déchets. Il utilise le vent, aussi abondant qu'inépuisable. Son impact sur l'environnement est particulièrement limité. L'évolution technique rend les éoliennes de plus en plus silencieuses. Rien de plus simple que de visiter un site pour le constater par soi-même. Les parcs éoliens sont libres d'accès, sans la moindre clôture, ce qui témoigne du haut niveau de sûreté de cette technologie. Et ils sont souvent des atouts touristiques pour les communes qui les accueillent. L'ap­parition d'éoliennes dans le paysage est appréciée comme symbole esthétique d'un développement durable préservant l'avenir des générations futures.

En France, l'installation des parcs éoliens est soumise à une des législations les plus strictes en Europe. Les textes en vigueur soumettent à permis de construire la construction de parcs éoliens. Ces autorisations sont délivrées par le préfet de département au vu notamment d'une étude d'impacts et après enquête publique auprès des populations intéressées. L'instruction des permis permet de recueillir l'avis des services de l'Etat compétents notamment quant à la qualité de l'intégration paysagère, à la protection de la flore et de la faune locales, au respect des vestiges archéologiques, au respect de la tranquillité des riverains ou encore à l'absence de perturbations radioélectriques.

L'éolien est aussi une source d'énergie réversible : le démantèlement d'un site éolien est simple et rapide. Et il ne laisse aucune trace. La loi impose aux propriétaires de parcs éoliens de provisionner le montant du coût de la déconstruction des machines.

Une énergie plébiscitée
Dans le baromètre d'opinion sur le climat publié par le Commissariat général au développement durable en novembre 2010 il y apparaît que l'énergie éolienne est largement plébiscitée par les Français. D'après le Syndicat des Energies Renouvelables deux français sur trois sont favorables à l'implantation des éoliennes près de chez eux.

Suite à l'enquête réalisée par le Syndicat des Energies Renouvelables on constate que : « l'opinion est très positive vis-à-vis de l'énergie éolienne. En effet, il s'avère que 67 % des enquêtés seraient favorables à l'implantation d'éoliennes à un kilomètre de chez eux, s'il y avait la possibilité d'en installer. Cette attitude est largement partagée par la population, dans (toutes les) catégories de population.»
Le rapport d'évaluation du Grenelle de l'environnement présenté par l'ancien Ministre d'Etat, Jean-Louis BORLOO, en novembre 2010 souligne le fait que à la fin de l'année 2010 « l'énergie éolienne a atteint une capacité installée de plus de 5 000 MW contribuant ainsi à plus de 10 % de la production d'électricité renouvelable, hydraulique compris». 

De plus la filière d'énergies renouvelables est en plein développement, et elle est génératrice d'activité économique et d'emplois. Ainsi, elle représente actuellement plus de 10 000 emplois et elles seront 60 000 en 2020, quand la puissance du parc atteindra 25 000 MW et représentera près de la moitié de l'électricité de source renouvelable de notre pays », explique Nicolas WOLFF, Président de France Energie Eolienne, branche éolienne du SER.

 

L'énergie éolienne en chiffres*:

• 5000 MW de puissance installés sur tout le territoire

• Environ 3000 éoliennes

• 7.8 TéraWattheures d'électricité produite en 2009

• Environ 11 000 emplois

• 2.31 millions de tonnes de co² évitées en 2009

*Chiffres clés en France concernant l'évolution du parc éolien français au 15/07/2010 d'après le Syndicat des Energies Renouvelables 

 

COMMENT?

Image © Siemens


Une éolienne est composée de trois parties principales : le mât, la nacelle et le rotor.

Le rotor est la partie qui tourne sous l'action du vent. Il est composé du nez, d'une hélice à 3 pales et de l'axe tournant à l'intérieur de la nacelle. Les pales sont aujourd'hui faites de matériaux composites à la fois légers et résistants : polyester renforcé de fibre de verre ou de carbone. Leur longueur atteint actuellement entre 30 et 55 mètres, soit un diamètre du rotor compris entre 60 et 110 mètres. Pourquoi de telles dimensions? La puissance d'une éolienne est proportionnelle à la surface balayée par ses pales. En augmentant la longueur des pales on augmente la surface balayée et donc la puissance de l'éolienne.

La nacelle abrite les équipements qui produisent l'électricité à partir de la rotation de l'axe du rotor, qu'on appelle aussi « arbre lent ». La rotation, uniquement provoquée par le vent, est transmise par l'arbre lent à un multiplicateur où la vitesse de rotation est augmentée jusqu'à 1500 tours par minute.
Cette énergie mécanique est ensuite convertie en électricité à 690 Volts par une génératrice. Un transformateur, situé dans la nacelle ou au pied du mât, permet ensuite d'élever cette tension à 20 000 Volts pour distribuer l'électricité produite vers un point de comptage et de livraison.
Pour pouvoir démarrer, une éolienne a besoin d'une vitesse de vent minimale, de l'ordre de 10 à 15 km/h. Au-delà de 90 km/h, le rotor est arrêté. Si les éoliennes fonctionnaient dans ces conditions, elles subiraient des efforts importants et une usure prématurée. De plus, ces régimes de vents forts sont peu fréquents; les arrêts pour vents forts ne sont donc pas très pénalisants pour la production électrique totale.
Si les éoliennes ne fonctionnent pas au-delà d'une vitesse de vent de 90 km/h, leurs fondations sont par contre conçues pour résister à des vents beaucoup plus importants.
Les éoliennes sont contrôlées par un système de supervision informatisé qui permet notamment d'orienter le rotor de l'éolienne vers la direction du vent et de modifier l'angle d'incidence des pales par rapport au vent, afin de maximiser la récupération d'énergie.
Grâce à ce système de supervision et de contrôle, l'éolienne peut être arrêtée automatiquement et très rapidement en cas de nécessité. La sécurité du fonctionnement des éoliennes est ainsi assurée en continu.

Le mât supporte l'ensemble des équipements permettant de produire l'électricité (nacelle + rotor). Il est constitué de plusieurs tronçons métalliques fixés au sol sur une fondation en béton. Après les travaux, seul le mât sort du sol. La fondation est recouverte et l'espace redevient utilisable pour le pâturage par exemple.

Les mâts des éoliennes peuvent atteindre 100 m de haut pour les plus puissantes. Les rotors sont placés à des hauteurs importantes car le vent y souffle plus fort qu'au sol (et donc l'énergie produite est plus importante) et le vent y est moins perturbé par l'effet des obstacles : relief, arbres, maisons.