Énergie éolienne
L'énergie éolienne est l'énergie tirée du vent au moyen d'un dispositif aérogénérateur: éolienne, moulin à vent, tour à vent, etc.
L'énergie du vent, Eole est le nom donné par les anciens grecs au Dieu des vents, fils de Poséidon.
Sommaire
Description
L'énergie éolienne peut être utilisée de deux manières :
- Transformation en énergie mécanique: le vent est utilisé pour faire avancer un véhicule (voilier, char à voile), pour pomper de l'eau (moulins de Majorque, moulins aux Pays-Bas, éoliennes dans les champs pour abreuver le bétail) ou pour faire tourner une meule pour produire de la farine (blé, châtaigne, ...) ou de l'huile (olive, tournesol, ...).
- Transformation en énergie électrique: l'éolienne est accouplée à un générateur électrique pour fabriquer du courant continu (installation reliée à des batteries) ou alternatif (installation reliée au secteur).
Histoire
Les moulins à vent sont une invention d'origine très ancienne. On pense que des roues à énergie éoliennes rudimentaires furent utilisées en Perse (Iran actuel) dès le VIIe siècle après JC., voire avant. Elles servaient à l'irrigation des terres cultivées et pour écraser du grain.
Le moulin à vent a connu un grand développement en Europe au cours du XIVe siècle, en particulier aux Pays-Bas. Outre le meulage du grain et l'irrigation des terres agricoles, les moulins à vent étaient utilisés pour un grand nombre de tâches, allant du pompage de l'eau de mer, au sciage du bois, en passant par la fabrication du papier et de l'huile ou encore le meulage de divers matériaux.
Économiquement viable ?
Avec un coût d'environ 35 centimes par kWh, l'électricité éolienne industrielle ou classique (parcs d'éoliennes) serait loin de la rentabilité économique sans les aides fiscales. Il suffit de jeter un coup d’œil sur sa facture EDF où le coût du KWh est d’environ 10 centimes. Voir l’article sur le coût de l'électricité nucléaire...
Le coût de l'électricité de l'éolien urbain (ou de proximité) n'est pas encore évalué en France, alors qu'il se développe rapidement dans les pays du nord l'Europe.
Électrification en site isolé
L'éolien est adapté et rentable pour électrifier des zones non raccordées au réseau. C'est notamment le cas dans les pays en voie de développement.
Avantages et Inconvénients
Nous recommandons la lecture d'un ouvrage de Francis Meunier, "Maîtriser l'effet de serre", où tout un chapitre donne les dimensionnements, les avantages et inconvénients possibles.
Les avantages
- C'est une énergie propre (ne produit pas de déchet), dont le fonctionnement ne pollue ni l'atmosphère ni le sol ni l'eau.
- L’énergie éolienne est une énergie renouvelable idéale parce que :
- il s’agit d’une forme d’énergie indéfiniment durable et propre,
- elle ne nécessite aucun carburant,
- elle ne crée pas de gaz à effet de serre (sauf pour la fabrication et l'implantation de l'éolienne),
- elle ne produit pas de déchets toxiques ou radioactifs,
- elle est créée par les vents et les brises qui sont saisonniers, voir quotidiens (en bord de mer ou en montagne par exemple),
- la plupart des (petites) éoliennes sont silencieuses et ne présentent aucun danger important pour les oiseaux ou les autres espèces sauvages,
- les propriétaires fonciers reçoivent souvent un paiement pour l’utilisation de leur terrain, ce qui augmente leur revenu ainsi que la valeur du terrain,
- la propriété des aérogénérateurs par des particuliers et par la communauté permet aux gens de participer directement à la conservation de leur environnement,
- les éoliennes peuvent alimenter des sites isolés et non raccordés au réseau électrique général,
- les nouvelles générations d'éoliennes peuvent être intégrées directement dans des espaces urbains et donc réduire considérablement les coûts et surtout les pertes liées au transport entre le producteur et le consommateur,
- les coûts d'installation ne sont pas très élevés,
- on n'a rien à enterrer (mises à part les fondations),
Les inconvénients
- L'énergie éolienne est variable dans le temps. Les petites installations d'éoliennes utilisées en autonomie doivent stocker l'énergie sous forme d'accumulateurs qui sont très chers si l'on veut avoir de l'électricité en permanence. En revanche, les installations reliées à un grand réseau électrique sont relayées, pendant les périodes sans vent, par les autres sources d'énergie.
- L'énergie éolienne ne peut être qu'une énergie d'appoint. Elle tourne uniquement s'il y a du vent. En cas de manque de vent ou d'un vent trop faible, nous sommes obligés de faire appel à de l'électricité issue de centrales thermiques (charbon, fuel, gaz ou nucléaire).
- Le stockage de l’énergie électrique a toujours été un problème. EDF utilise la technique dite du château d’eau pour le stockage de la surproduction d'électricité nucléaire du à leur grande inertie, de la nuit vers le jour et pour fournir ainsi les courants de pointe car très rapide à réagir à une demande brusque sur le réseau quand la capacité hydroélectrique française est déjà utilisé à sont maximum. Mais est-ce adaptable à l’éolien ?
En faible partie seulement et pour au moins deux raisons. La première, il n’est pas aisé de trouver deux lacs mitoyens de niveaux différents permettant la mise en œuvre de cette technique et quand cette possibilité existe, EDF l’utilise déjà pour la régulation du nucléaire. En France, il y a bien peu de sites non utilisés qui s’y prêteraient. La seconde, c’est que l’alternance des jours et des nuits est immuable. Il est aisé de planifier et calculer les volumes et puissances nécessaires et disponibles pour stocker la nuit ce qui sera consommé le jour. En revanche, comment dimensionner les infrastructures pour compenser un manque de vent qui peut durer plusieurs jours.
- Les éoliennes ont un rendement qui tourne autour de 20% (Le rendement d’une éolienne est le rapport entre la puissance totale produite par une éolienne sur un an et ce qu’elle aurait produit si les conditions météorologiques avaient été optimales). En 2005, sur toute l’Allemagne, le rendement des éoliennes a été inférieur à 20 %. Pour transformer les kW éoliens aléatoires en kW garantis (mais attention, un KW est toujours un KW !), il faut leur adjoindre des kW complémentaires provenant d'une centrale thermique dite de régulation. Les centrales thermiques à flamme de régulation sont très polluantes, elles émettent beaucoup de CO2... Les jours d’hiver où un bel anticyclone empêche le moindre vent sur la France, la production des éoliennes tombe à zéro et il faut disposer de 100 pourcents d’apport autre.
- La localisation des éoliennes est dépendante de la ressource (le vent) et on ne peut pas les implanter n’importe où. En premier lieu, on trouve les zones côtières. Mais pour avoir l’équivalent annuel de production d’une seule centrale nucléaire de 5000 MWH, il faudrait 12500 éoliennes de 2 MW (du fait du mauvais rendement des éoliennes). A raison de 5 éoliennes par Km de côte, cela demanderait 2500 Km de côte française intégralement couvertes d’éoliennes. Et comme il n’est pas pensable d’en installer dans de nombreux endroits tel que la baie du mont St Michel, la pointe du Raz, la dune du Pilat ou la plage de Nice, les côtes françaises ne suffiraient pas pour une seule centrale. Il existe d’autres sites en France, mais en zone montagneuse, l’impact écologique lors de l’installation n’est pas négligeable. En effet, loin des infrastructures routières, il faut faire prendre en compte les nombreuses allées et venues des toupies de bétons et autres camions de ferrailles et les milliers de tonnes de terre, caillasse et autre roche qu'il faut évacuer (quand on creuse un trou, on se retrouve avec de la terre en trop). Tous ceux qui ont assisté au montage d'éoliennes ont été impressionnés par les convois exceptionnels transportant les fûts des pylônes, les gigantesques pales et la cellule de la machine. Il ne faut pas non plus oublier l’accès des grues de très fortes capacités. En fait, il faut une piste de 5.5 mètres de large, à large rayon de braquage, ce qui n’est pas très courant ni aisé en montagne.
Et que dire du chantier de montage ? Les pales ne sont pas assemblées en l’air, mais au sol. Il ne faut pas oublier que l’hélice a un diamètre d’environ 100 mètres. Même s’il n’est pas prévu qu’elle bouge au sol, il faut néanmoins une surface plane d’environ 2800 m2 qu’il faut, le plus souvent araser au bulldozer. Il faut aussi un minimum de préparation du sol pour les deux grues. Une surface décapée et empierrée de 16 par 20 mètres pour la grande et une de 10 par 12 pour la petite. Ceci, bien sur se répète pour chaque éolienne d’une ferme. Ajoutons aussi la création du réseau souterrain de lignes à haute tension sur plusieurs kilomètres. Mais même en éoliennisant tout les sites ventés de France, on ne couvrirait qu’environ 15 Pourcent de nos besoins. Voir la très bonne étude : http://oooxygene.alwaysdata.net/eolienne.html
- Le caractère dispersé de la majorité des implantations amènerait en cas de fort développement de l'éolien à renforcer le réseau de transport électrique entre les zones de production éolienne et les zones de consommation. Ce renforcement du réseau est très coûteux et provoque les nuisances classiques (visuelle, sonore, électromagnétique) des lignes à hautes tension. L’implantation de la nouvelle génération d’éoliennes urbaines que l'on peut placer sur les immeubles, les hangars, un château d'eau, les abris de bus, dans un parc (comme une œuvre d'art !), une maison, un jardin, ... c'est-à-dire au plus proche de la consommation ne résoudrait en rien le problème des nouvelles lignes à haute tension, car les jours sans vent, il faudra toujours transporter du courant en provenance d’autres lieux.
- Si une éolienne est mal placée par rapport aux habitations, l'ombre de ses pales en rotation provoque un effet stroboscopique jugé désagréable. Mais comme le soleil (du moins la Terre) tourne, alors cet effet ne dure que quelques instant dans la journée. D'autre part, il n'a jamais été entendu cette idée concernant les quelques lieux visités pour l'éolien.
- Bref, nous recommandons au lecteur d'aller voir sur place n'importe quel champ d'éoliennes classiques qu'il apercevra dans son avenir. Il sera convaincu de l'innocuité de la chose, et du plaisir de la force que produit le vent.
(* ctm/kWh = centimes (d'euro?) par Kilo-Watt heure, dB = décibel)
Résumé
- L'électricité éolienne dépend d'une source non permanente qu'est le vent (Quand le vent s'arrête, l'éolienne ne produit plus d'électricité, alors que nous ne sommes pas habitués à l'utiliser par intermittence) De nombreuses pompes fonctionnent avec l'énergie du vent, et bien d'autres appareils pourraient aussi fonctionner par intermittence.
- Il y a donc nécessité de pouvoir stocker l'électricité ou d'en générer à la demande.
- Le bruit semble être un problème seulement pour les anciennes éoliennes.
- Problème esthétique (subjectif) : il faudrait 25000 éoliennes classiques de 2 MW unitaire pour produire l'électricité d'une centrale nucléaire de 5000 MW à la condition qu'elles fonctionnent à 100 % de leur puissance en permanence, ce qui n'est pas le cas. En fait, sur une moyenne annuelle, il en faudrait environs 12500.
- Solution : les fermes d'éoliennes « offshore » (comme en pleine mer) et/ou les éoliennes urbaines.
- La localisation : elle est limitée aux zones venteuses. Il y a donc nécessité de transporter l'électricité vers les zones consommatrices.
- Impact sur la faune : des ornithologues ont constaté que des éoliennes étaient responsables de la mort des animaux, notamment certaines chauves-souris, ainsi que quelques oiseaux. Cependant, en France la Ligue de Protection des Oiseaux affirme qu'en suivant certaines de ses directives qu'elle-même qualifie de "simples" (construire hors des couloirs de migration), il est tout à fait possible de limiter l'impact de ces installations sur la faune. De plus, il y aurait plus de morts d'oiseaux se cognant aux vitres, qu'ils ne voient pas, des immeubles que dans les éoliennes, qu'ils évitent généralement à cause des perturbations dans les flux d'air qu'elles provoquent.
Voir pour de plus ample détail : Limites des énergies renouvelables.
Voir aussi
Liens internes
- Éolienne
- Petit éolien
- Moulin à vent
- Tour à vent
- Utilisation de l'énergie
- Énergies renouvelables
- Char à voile
- Kite wind
Liens externes
- Ebonys
- Mini-eoles
- Éolienne à axe vertical
- Wiki Éolienne
- L'aérogénérateur 800 KVA BEST
- The Wind Power
- Vent de Colère
- Risque, Environnement ; Gouvernance de l'énergie pour le XXIe siècle
Bibliographie
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