Energie éolienne

Un vent favorable à l’éolien et à l’énergie propre

vendredi 13 juin 2008
par frage

On peut distinguer les éoliennes à axe de transmission horizontal qui représente la majorité des aérogénérateurs et les éoliennes à axe vertical. Les éoliennes peuvent être installées au sol ou en mer (offshore). Les éoliennes permettent de générer des forces mécaniques ou électriques en captant l’énergie cinétique du vent. Chaque éolienne de nouvelle génération permet d’alimenter environ 2000 foyers en électricité « propre ».

L’électricité propre et renouvelable se développe très rapidement avec les éoliennes ou aérogénérateurs qui ne cessent de s’améliorer.

On pourra distinger les petites éoliennes des grandes ainsi que les éoliennes terrestre des éoliennes en mer (off shore).

Les éoliennes en mer ont l’avantage de bénéficier de vents plus rapide et plus régulier ce qui leur permet d’atteindre un rendement moyen annuel de 40 à 50 % qui est supérieur à celui des éoliennes terrestres qui se situe à moins de 30 %. Pour rappel le rendement d’une éolienne est le rapport entre sa puissance totale produite sur un an et ce qu’elle aurait produit en conditions météorologiques favorable.

Les pales des petites éoliennes tournent en général plus de 250 tours/minute alors que les grandes peuvent aller jusqu’à 45 tours/minute.

Les grandes éoliennes tournent idéalement entre 12 et 18 tours/minute pour les éoliennes de nouvelle génération pensées pour minimiser les accidents :

Au début des années 80 leur taille était inférieur à 18 mètres pour une puissance de 100 kW.
Dans les années 90 les nouvelles éoliennes se développent avec des tailles allant jusqu’à 40 mètres pour une puissance de 500 kW.
Les aérogénérateurs de génération 2000 ont une taille pouvant aller jusqu’à 112 mètre et développent une puissance entre 2 et 5 MW (Million de watt).

Une éolienne de nouvelle génération qui développe une puissance de 2 MW représente l’alimentation de 2000 foyers en électricité.

En France : On assiste à une croissance remarquable de la production : 596 GWh en 2004, 964 GWh en 2005, et de l’ordre de 2150 GWh en 2006. Les aérogénérateurs font désormais partie du paysage avec une capacité installée qui évolue rapidement de 723 MW de puissance installée fin 2005, 1388 MW fin 2006 et aujourd’hui plus de 2 500 MW (source : DGEMP-Observatoire de l’énergie. Mai 2007).

Parc éolien en France	2000	2004	2005	2006	2007
production en GWh	-	596 GWh	964 GWh	2150 GWh	2,5TWh
capacité installée en MW	30 MW	363 MW	723 MW	1388 MW	2454 MW

Dans le monde : En 2004, on estimait la capacité des éoliennes installée à l’échelle mondiale à plus de 47 317 MW dont 16 629 MW pour l’Allemagne, 8 263 MW pour l’Espagne, 6 740 MW pour les Etats-Unis, 3 117 MW pour le Danemark et 3 000 MW pour l’Inde (source : GWEC)

L’année 2007 est marquée par une croissance globale de 27% du secteur éolien avec une capacité supplémentaire installée de 20 000 MW (par rapport à l’année 2006) ce qui ramène la capacité installé d’éolien à 93 900 MW à l’échelle mondiale.
L’éolien européen représente 56 346 MW avec une croissance de 17% en 2007. Les pays ayant la plus forte capacité installé sont l’Allemagne avec 22 247 MW (23.7%), les Etats-Unis avec 16 818 MW (17.9% du total et + 45 % en 2007), l’Espagne avec 15 145 MW (16.1%), l’Inde avec 7 84 5MW (8.4%), la Chine avec 5 906 MW (6.3%) , le Danemark avec 3 125 (3.3%), l’Italie avec 2 726 MW (2.9%), la France avec 2 454 MW (2.6%), le Royaume-Uni avec 2 389 MW (2.5%) et le Portugal avec 2 150 MW (2.3%) (source : GWEC).

Parc éolien dans le monde	1995	2000	2004	2005	2006	2007
capacité installée en Europe MW				40500		56346
capacité installée total monde en MW	4 800	17400	47620	59091	74051	93864
(source : GEWC)

Les estimations de développement laissent prévoir une capacité installée de plus de 170 GW à l’horizon 2010 et 240 GW à l’horizon 2012.

Pour répondre aux besoins croissant d’électricité à l’échelle mondiale l’AIE estimait en 2006 qu’il faudrait être en mesure de fournir une capacité installé de plus de 4800 GW d’ici 2030.

Aspect positifs

L’éolien se développe dans une dynamique de lutte contre les dérèglements climatiques et de production d’énergie plus propre et renouvelable.

L’évolution technique des éoliennes se traduit par un gain remarquable de productivité :

Les aérogénérateurs d’énergie sont désormais plus robuste et conçus pour une durée de vie d’au moins 20 ans. L’augmentation de la taille des éoliennes conduit à diminuer leur vitesse de rotation qui pourra varier pour les modèles de dernière génération entre 8 et 20 tours par minutes.
Les aérogénérateurs d’énergie sont très fiables et tournent en moyenne annuelle 98 % du temps pendant lequel les conditions de vent sont favorables.
On peut aussi souligner la forte diminution du nombre de machine à installer pour une sécurité accrue.
Grâce aux différents progrès techniques réalisés sur les aérogénérateurs les bruits d’origine mécanique et aérodynamique ont sensiblement diminués.

L’éolien s’adapte aux contraintes géographiques difficiles (zones cycloniques, accès difficiles et insulaires), on parle alors de technologies adaptées aux "Farwinds".

On assiste au développement de l’éolien en mer (éolien offshore) grâçe à la maturité de la technologie terrestre. Les conditions favorables à l’éolien en mer sont une faible bathymétrie, peu de houle et une faible distance à la côte. Les coûts de construction plus élevés en mer que sur terre sont compensé par des capacité de production supérieure pour l’offshore. On pourra citer les parcs éoliens offshore du Danemark Horns Rev et Nysted qui représentent respectivement plus de 160 MW et 158 MW de capacité installées et alimentent en électricité au total près de 300 000 foyers.

Aspects négatifs

Bien qu’en forte croissance, l’effort de développement des parcs éoliens est encore insuffisant pour couvrir les besoins des villes en électricité. On pourra noter de plus que le développement de l’éolien n’est pas uniforme à l’échelle mondiale et fortement concentré en Europe et dans les pays développés. Très paradoxalement même en Europe ce ne sont pas les zones qui ont le potentiel le plus forts qui ont été les premières à investir l’énergie éolienne. La compétition entre les ressouces énergétiques et la monté des prix des énergies fossiles devrait cependant favoriser sa promotion.

L’éolien n’a pas que des amis car il perturbe les riverains et contrarie certains paysages. Les parcs éoliens restent dans la plupart des cas aménagés hors des parcs nationaux et des réserves naturelles.

Les nuisances sonores éoliennes souvent évoquées comme un aspect négatif ne constitue plus un obstacle réel avec les aérogénérateurs de nouvelle génération. Un aménagement provoque une nuisance sonore de 90 à 100 dB(A) à la source, 50-60 dB(A) à 40 mètres , entre 35-45 db(A) à 350 mètres. Comparativement le bruit de fond dans une chambre à coucher calme ou en zone rurale se situent entre 20à 40db(A) tandis que le seuil de la douleur sonore se situe à 140db(A) (source : Wind Power in the UK, Sustainable Development Commission, 2005)

Bien que les études montrent que l’éolien représente une part très faible en pourcentage dans les causes mesurées de mortalité pour les oiseaux (source : ADEME, CANWEA), les sites d’implantation éoliens doivent impérativement tenir compte de la route des oiseaux migrateurs qui se sont parfois retrouvés face à de véritables murs mortels. Les études préalables doivent permettre d’évaluer les impacts sur la migration des oiseaux, d’exclure les zones de refuges et nidification ainsi que les zones proches des lieux d’implantation d’espèces menacées (comme par exemple les chauves souris ou les rapaces dont l’aigle de Bonnelli ).

Contraintes

Aujourd’hui la demande est supérieure à l’offre et les études préalables doivent être conduites et validées avant toute implantation.

La « variabilité » du climat (annuelle et decennale) demeure une composante importante conditionnant l’exploitation de l’éolien.

Le respect des mesures pour la protection des oiseaux migrateurs et notamment des rapaces en évitant la construction de parc éolien dans les couloirs de migration d’oiseaux ou à proximité d’un site de reproduction.

Axes de réflexions

A t’on investi toutes les possibilités de développement de l’éolien ? Pourquoi des régions ou le potentiel éolien est riche n’investissent pas encore cette source d’énergie ?

Quelles innovations pour demain en terme de technologies éoliennes ?

Perspectives

Développement de la technologie pour de meilleurs rendements et une production toujours plus forte d’énergie plus propre.

Calquer mieux géographie des ressources et du potentiel avec géographie de l’exploitation.

Le développement des parcs éoliens notamment en mer semble bien ammorcé, devrait continuer sa croissance et s’élargir à davantage de pays.