Comprendre l'énergie éolienne

D'où provient notre électricité ?

En France, d’où provient notre électricité ? 

Source : Bilan électrique 2020 – RTE

 

 

Dans son rapport annuel (disponible en version électronique ici), le gestionnaire du réseau électrique français RTE note que pour l’année 2020, la production électrique nationale était à 67,1 % d’origine nucléaire, à 7,5% d’origine thermique dit «classique» (c’est-à-dire de l’électricité produite à partir des combustibles fossiles : gaz, fioul ou charbon), à 13 % d’origine hydraulique, à 2,5% d’origine solaire et à 7,9% d’origine éolienne terrestre.

On peut lire dans ce même rapport : « L’énergie éolienne produite est en hausse, et devient la 3ème source de production devant le gaz« . Source RTE

〉 Un chiffre à retenir pour 2020 :
〉L’énergie éolienne : une énergie essentielle en France, pour plusieurs raisons :
    1. Elle permet de contribuer à limiter les émissions de gaz à effet de serre responsables du changement climatique, en se substituant majoritairement aux moyens de production d’électricité à partir de combustible fossiles (fioul, gaz, charbon).
    2. Elle permet de sécuriser la production d’électricité : augmenter la production d’électricité à partir d’énergies renouvelables permet d’accroître la diversification des ressources et donc la diversification du mix énergétique français. En effet, ne pas dépendre d’une seule énergie est un facteur de sécurité.
    3. Elle permet de diminuer notre dépendance énergétique et stabiliser les prix : contrairement aux centrales thermiques à combustible nucléaire ou fossile (gaz, fioul, charbon), il n’est pas nécessaire d’importer du combustible pour faire fonctionner une éolienne.
〉Un gisement éolien important en France

La France possède le deuxième gisement éolien (ressources en vent) d’Europe derrière le Royaume-Uni. Selon le SER (Syndicat des énergies renouvelables), l’énergie éolienne pourrait satisfaire 10% de la consommation d’électricité française d’ici 2030.

〉Une technologie performante

La technologie ne cesse de se perfectionner : toujours plus silencieuses, les éoliennes sont aujourd’hui plus puissantes, leur efficience a été multipliée par dix en dix ans. Grâce aux progrès technologiques, les nouveaux parcs produisent de plus en plus d’électricité. Aux prémices de la recherche sur les possibilités de produire de l’électricité à partir de la force du vent, les premières éoliennes avaient une puissance de seulement quelques centaines de kW ; aujourd’hui les éoliennes onshore les plus puissance font jusqu’à 5 MW – celles installées en mer allant jusqu’à 12 MW.

Principe de fonctionnement d'une éolienne

Énergie inépuisable basée sur l’utilisation ancestrale du vent, l’éolien produit un courant propre et sans émission de gaz à effet de serre. C’est une technologie parvenue aujourd’hui à maturité avec un développement continu ces dix dernières années sur l’ensemble du territoire Français, afin notamment de répondre aux objectifs que la France s’est fixée en matière de transition énergétique.

Au-delà de ses atouts environnementaux, l’éolien permet de créer de nouveaux emplois non délocalisables liés aux métiers de la construction et de l’exploitation-maintenance ; il contribue également au développement économique local.

〉Comment une éolienne produit-elle de l’électricité ?

Une éolienne permet de transformer l’énergie du vent en énergie électrique.

En soufflant, le vent fait tourner les 3 pales du rotor. Ce dernier entraîne à son tour une génératrice, située dans la nacelle, produisant de l’électricité.

L’ensemble des éoliennes d’un même parc est raccordé, par un réseau de câbles souterrains, à un poste de livraison, qui collecte l’ensemble de l’énergie produite. Elle est ensuite acheminée via un câble souterrain vers le réseau public d’électricité (poste source Enedis ou RTE) et donc vers les consommateurs.

Source : SER
Fonctionnement d'une éolienne - FEE
Fonctionnement d'une éolienne - FEE
〉Quel est le temps de retour énergétique d’un parc éolien ?

Le temps de retour énergétique d’un parc éolien, c’est à dire, le ratio entre l’énergie dépensée durant tout le cycle de vie du parc (fabrication des composants, transport, construction, démantèlement…) par rapport à l’énergie produite par ce même parc, est en moyenne de 4 à 8 mois seulement.

〉Quelles sont les dimensions des éoliennes ?

En 2020, les éoliennes terrestres installées en France ont une puissance installée moyenne d’environ 2MW. Les constructeurs proposent actuellement des éoliennes dont la hauteur en bout de pâle est comprise entre 150 et 220m de haut.

Les fondations d’une éolienne sont de forme conique et, en fonction du type de sol (agricole, forestier, etc.), sont construites à des profondeurs comprises entre 2.5 et 3.5m et des diamètres allant de 15 à 25m.

Une éolienne prend en moyenne 2 100m² au sol, soit l’équivalent d’une vingtaine d’ares.

Idées reçues et questions fréquentes

Les éoliennes font-elles du bruit ?

Source : ademe

Les éoliennes sont des installations qui peuvent émettre un bruit de fond, principalement dû aux vibrations entre le vent et les pales.

Ces émissions sonores sont cependant encadrées par la législation des Installations Classées pour la Protection de l’Environnement (ICPE) qui fixe le niveau des émergences à ne pas dépasser : +3dB la nuit et +5dB le jour par rapport à un bruit ambiant de 35dB.

Si un dépassement est observé par simulation lors des études ou lors du fonctionnement des éoliennes, des actions de bridages seront imposées pour freiner les machines et ainsi respecter la réglementation.

Les éoliennes produisent-elles des infrasons ?

Les éoliennes génèrent des infrasons du fait de leur exposition au vent, qu’elles soient en fonctionnement ou à l’arrêt.

Cependant, l’Agence nationale de sécurité sanitaire, de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) estime que les infrasons émis par les éoliennes sont suffisamment faibles pour ne pas constituer une gêne ou un danger pour la santé*. A titre de comparaison, les infrasons émis par notre organisme (battements du cœur ou respiration) et transmis à notre oreille interne sont plus intenses que ceux émis par les éoliennes.

*L’éolien en 10 questions, ADEME, 2019

Les éoliennes ont-elles un impact sur la santé ?

Actuellement, il n’existe aucune donnée sanitaire démontrant des effets sur la santé des riverains. En 2017, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) et l’Académie nationale de médecine indiquent dans une étude « qu’aucune maladie ni infirmité ne semble pouvoir être imputée au fonctionnement des éoliennes »*

L’installation d’éoliennes est strictement encadrée par le régime ICPE qui impose de respecter une distance minimale de 500m des habitations et des seuils d’émergences sonores à ne pas dépasser, le but étant d’assurer un niveau élevé de protection des riverains.

*« Nuisances sanitaires des éoliennes terrestres », Académie nationale de médecine, mai 2017.

Les éoliennes ont-elles un impact sur l’environnement et la biodiversité ?

Les impacts potentiels sur l’environnement sont spécifiques à chaque parc éolien en fonction des milieux naturels et des paysages dans lesquels ils se trouvent.

C’est pourquoi, chaque projet éolien nécessite une étude environnementale approfondie, menée par des bureaux d’études indépendants. Le but de cette étude est de recenser l’ensemble des espèces et des milieux naturels sensibles présents sur la zone de projet afin de déterminer les impacts potentiels qu’un parc éolien engendrerait.

Ces études permettent de définir et d’adapter au mieux le positionnement des éoliennes pour privilégier une implantation la moins impactante possible, selon la logique « éviter, réduire, compenser ». Par ailleurs, les oiseaux et les chauves-souris étant les espèces les plus sensibles à l’éolien, elles font l’objet d’une attention particulière et les éoliennes peuvent être bridées à certaines périodes de l’année (périodes de reproduction) et sous certaines conditions météorologiques pour limiter les impacts sur ces espèces.

Pour en savoir plus : L’éolien en 10 questions, ADEME, 2019

L'énergie éolienne est-elle vraiment verte et respectueuse de l'environnement ?

Si une éolienne utilise la force du vent, inépuisable et propre, elle nécessite – comme tout produit ou construction humaine – des ressources qui peuvent générer des impacts sur l’environnement. Pour mesurer ces impacts, on utilise L’Analyse du Cycle de Vie (ACV). 

Cette méthode évalue, pour une éolienne, sa fabrication, sa construction et son exploitation et jusqu’à son démantèlement (voir schéma ci-dessous). L‘ACV permet d’estimer qu’il faut 7,7 mois à partir de la mise en service d’une éolienne Nordex* pour que l’électricité produite égale l’énergie nécessaire à sa fabrication en usine. Ce « temps de retour énergétique » en fait une énergie vraiment verte !

L’ACV permet d’inventorier, pour chacune des étapes détaillées dans le schéma ci-dessus, l’ensemble des flux de matière et d’énergie entrants et sortants pour estimer les impacts environnementaux de chacun de ces flux et donc calculer l’impact global du produit par rapport au service qu’il rend.

L’analyse du cycle de vie permet également de comparer l’énergie éolienne à d’autres moyens de production, en déterminant les émissions de CO2, induits par la production d’1kWh. Pour une durée de vie de 25 ans, une éolienne Nordex est responsable de l’émission de 6,5 g de CO2 par kWh produit, contre 820 g pour 1 kWh produit par une centrale à charbon.

Le graphique ci-dessus compare les émissions moyennes de CO2 par kWh d’électricité produite pour chaque source d’énergie. Ces chiffres sont ceux du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC)**. Les donnés de l’éolienne Nordex sont issues d’un audit*.

*Rapport d’audit LCA of a Nordex windfarm with Delta4000 Turbines – réalisé sur un parc d’éoliennes N149 en Suède par Sphera Solutions (anglais).

**Revue de littérature par le GIEC (anglais).

Les oiseaux migrateurs sont-ils perturbés ?

Les oiseaux migrateurs peuvent être perturbés si un parc éolien est installé au cœur d’un axe migratoire.

Les études environnementales menées au cours du développement d’un projet éolien servent à identifier ces axes de migrations afin de s’assurer que le parc éolien se situe en-dehors des couloirs de migration.

Pourquoi y-a-t-il un balisage lumineux sur les éoliennes ?

Comme toute construction de grande taille, les éoliennes peuvent représenter des obstacles pour la navigation aérienne (militaire ou civile). Par mesure de sécurité les éoliennes doivent donc être dotées d’un balisage lumineux pour signaler leur positionnement. La réglementation impose un balisage clignotant blanc le jour et rouge la nuit.

Le balisage clignotant est l’une des principales nuisances évoquées par les riverains. Aussi, depuis février 2019, des expérimentations sont en cours pour limiter le balisage aux éoliennes situées aux extrémités d’un parc et en éclairage fixe.

Les éoliennes ont-elles un impact sur l’immobilier ?

De multiples facteurs peuvent avoir un impact sur la valeur d’un bien, tels que l’attractivité de la commune et de sa région, le dynamisme économique, etc.

En 2008, Climat-Energie-Environnement a réalisé un rapport sur l’impact de l’énergie éolienne sur le marché immobilier. Ce rapport démontre l’absence d’impact significatif de l’éolien sur la valeur des biens immobiliers autour de 5 parcs éoliens sur 240 communes de la région Nord-Pas-de-Calais. De même l’installation des parcs n’a pas provoqué de baisse du nombre de demandes de permis de construire.

Une autre enquête menée par le Conseil d’architecture, d’urbanisme et d’environnement de l’Aude a conclu que les éoliennes n’avaient pas d’impact significatif sur le marché de l’immobilier. Ce département est pourtant l’un de ceux qui comptent la plus forte concentration de parcs éoliens en France.

Si le parc éolien est bien conçu – et la réglementation est là pour y veiller –, il n’y a pas de nuisances à proximité, et donc aucune raison pour que le prix des maisons baisse. Au contraire, les taxes perçues par la commune qui possède un parc éolien lui permettent d’améliorer les équipements communaux et la qualité de vie des habitants. La conséquence est une valorisation de l’immobilier.

Ce phénomène d’amélioration du standing s’observe en particulier dans les petites communes rurales qui, avec l’implantation d’un parc éolien, vont être dynamisées amorçant ainsi la spirale inverse. Mais ce phénomène peut s’observer partout où les retombées économiques directes et indirectes vont permettre l’amélioration des équipements ou des services communaux.

Pourquoi les éoliennes sont parfois arrêtées ?

Les éoliennes fonctionnent 85% du temps mais il existe plusieurs raisons au fait qu’elles puissent être arrêtées en présence de vent :

  • Les vents: une vitesse de vent inférieur à 8km/h est insuffisante pour que les éoliennes puissent démarrer et au-delà de 90km/h, les éoliennes se positionnent automatiquement « en drapeau » par mesure de sécurité ;
  • La maintenance: l’intervention des techniciens de maintenance entraine un arrêt obligatoire et ponctuel des éoliennes pour garantir la sécurité des installations ;
  • Un plan de bridage: en fonction des conditions météorologiques et à certaines périodes de l’année, les éoliennes peuvent être arrêtées afin de respecter la réglementation acoustique ou de supprimer les impacts potentiels sur l’avifaune et/ou les chauves-souris.

Pour en savoir plus : Questions-Réponses, l’énergie éolienne terrestre du SER

La réception de la télévision peut-elle être perturbée ?

Comme beaucoup de constructions, les éoliennes peuvent perturber les ondes hertziennes (radio, télévision, etc.).

En revanche, depuis la diffusion massive de la Télévision Numérique Terrestre, les perturbations sont moindres voire inexistantes. Toutefois, la loi engage la responsabilité du développeur d’un projet éolien, qui est tenu de trouver à ses frais une solution technique si la perturbation est avérée. Si une implantation alternative des éoliennes n’est pas envisageable, le développeur peut fournir des équipements pour recevoir la télévision par satellite ou installer des réémetteurs directement sur les éoliennes.

Une éolienne est-elle recyclable ? Des "terres rares" sont-elles utilisées dans sa fabrication ?

Les principaux matériaux qui composent une éolienne sont recyclables à plus de 93% : l’acier et le béton (90 % du poids d’une éolienne terrestre), le cuivre et l’aluminium (moins de 3% du poids). Les pales (6% du poids) sont plus difficiles à recycler, mais un travail de recherche et développement est engagé par la filière éolienne !

La réglementation évolue : à partir du 1er juillet 2022, l’Etat impose que 90% de la masse totale de l’éolienne soit recyclée ou réutilisée lors d’un démantèlement. Cette obligation passera à 95% pour les projets de parcs déposés après le 1er juillet 2024 (Arrêté du 22 juin 2020, modifiant l’arrêté du 26 août 2011).

Analyse des matériaux pour une éolienne Nordex N149 Delta4000

Par ailleurs, les éoliennes Nordex utilisent des technologies dépourvues de « terres rares ». Une étude menée par l’ADEME en 2019 estime d’ailleurs que les éoliennes composées d’aimants permanents – qui nécessitent des terres rares – ne représentent que 3% du parc terrestre français.

Pour en savoir plus : Terres rares, énergies renouvelables et stockage d’énergie – ADEME ( novembre 2019)

L’énergie éolienne est-elle subventionnée ?

Jusqu’en 2016, l’énergie éolienne a bénéficié d’un tarif de rachat préférentiel fixé par l’Etat à 82€/MWh dans le but de développer la filière éolienne dans le cadre de la transition énergétique. L’achat de l’électricité à ce tarif préférentiel était compensé via la contribution pour le service public de l’électricité (CSPE) à laquelle l’ensemble des consommateurs sont soumis.

Aujourd’hui, le tarif de rachat de l’électricité est fixé par appel d’offres, mettant en concurrence les producteurs. Lors du 5ème appel d’offres, le prix moyen des projets éoliens lauréats s’est établi à 62.9€/MWh. Ce résultat démontre que l’éolien terrestre est une énergie très compétitive.

Quelles sont les retombées locales ?

L’implantation d’un parc éolien génère des retombées fiscales dont bénéficient les collectivités, notamment la commune d’accueil, et qui permettent d’améliorer le cadre de vie des habitants. Ces retombées fiscales sont partagées entre les différents échelons de collectivité et son composées de :

  • La Taxe foncière sur les Propriétés Bâties (TFPB) ;
  • La Cotisation Foncière des Entreprises (CFE) ;
  • La Cotisation sur la Valeur Ajoutée des Entreprises (CVAE) ;
  • L’Impôt Forfaitaire sur les Entreprises de Réseaux (IFER) dont le montant est fixé à 7 700 € par MW installé (au 1er janvier 2021).

L’installation d’un parc éolien est également une source de création d’emplois locaux, notamment à travers les techniciens de maintenance qui interviennent au cœur des territoires.

Pour en savoir plus : https://amorce.asso.fr/evenement/club-des-collectivites-locales-eoliennes-cleo-fev-19

L'intermittence de l'éolien est-elle un problème ?

La France dispose de trois zones géographiques où s’appliquent des régimes de vent différents :

  • la façade Manche / Mer du Nord,
  • le front atlantique
  • la zone méditerranéenne.

La production, répartie dans ces différentes régions aux régimes de vent indépendants, permet d’apporter en permanence de l’électricité au réseau. Cet effet est accru au niveau européen grâce à l’interconnexion croissante des réseaux qui assure une production électrique sans interruption.

Aussi, l’éolien s’inscrit dans un mix énergétique et n’a pas vocation à être la seule source d’énergies renouvelables sur le territoire.

La répartition des éoliennes sur tout le territoire contribue à la bonne gestion des pics de consommation. Puisque le vent est plus fort lors des périodes de grand froid, l’éolien produit donc davantage au moment où la demande est maximale. Pour exemple, le mardi 17 et mercredi 18 janvier 2017, la production éolienne est montée jusqu’à 5  003 MW, soit 6 % de la consommation nationale, ce qui représente l’équivalent de cinq réacteurs nucléaires à pleine charge. Le jeudi 19 janvier 2017, à 9h00, heure où la consommation électrique a atteint 93 000 MW, niveau le plus élevé de l’hiver selon RTE, la production éolienne représentait 3 714 MW, soit 4 % du total de la consommation, l’équivalent de quatre réacteurs nucléaires. Parfois, ce chiffre peut grimper de manière bien supérieure. Ainsi le 20 novembre 2016 à 4h30, l’éolien a battu un nouveau record en couvrant 16,9% de la consommation électrique française.

A l’horizon 2020, on estime que l’éolien pourra sécuriser la consommation, en heure de pointe, d’environ un million de foyers, évitant ainsi la construction de l’équivalent de 10 centrales thermiques de 500 MW… et les émissions de gaz à effet de serre correspondantes.

Source : RWE.

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