Définition et usages

L’énergie éolienne est l’énergie mécanique fournie par le vent. Cette énergie est de nos jours convertie en électricité et c’est l’usage pratiquement exclusif de cette énergie dans les pays développés. Quand on parle de l’éolien, on se réfère implicitement à l’électricité d’origine éolienne.

On ne détaillera donc pas ici les autres potentialités de l’énergie éolienne connues depuis l’antiquité : transport maritime (marine à voile) et transformations mécaniques (moulins à vent).

Principe de fonctionnement

L’énergie est récupérée à partir d’éoliennes, système de production électrique comprenant un mât, qui supporte des pales qui tournent sous l’effet du vent. Le rotor relié à ces pales tourne et produit de l’électricité.

Il existe des éoliennes de toutes tailles, depuis des éoliennes dites de toit ou de pignon (installables sur toiture) jusqu’à des mâts de 170 mètres de hauteur (éolienne Haliade 150).

Plus le vent est régulier, mieux l’éolienne fonctionne. La régularité du vent au sol est perturbée par tous les obstacles physiques présents sur le terrain : forêts, immeubles… Pour cette raison les côtes, les crêtes dégagées ou la pleine mer sont des environnements propices à l’installation d’éoliennes. Les éoliennes de pleine mer (dites offshores) sont encouragées et se perfectionnent, malgré des contraintes environnementales fortes (la salinité de l’eau et de l’air corrodent les matériaux). Des éoliennes flottantes ont commencé à faire leur apparition comme au large de Fukushima, ce qui permet de les installer même à l’à-pic de fonds marins profonds.

A contrario, Les zones urbanisées sont défavorables à cause des nombreuses turbulences et les éoliennes de toit n’ont pas de bons rendements (il faudrait monter jusqu’à 45 mètres de hauteur en milieu périurbain et 72 mètres en agglomération pour retrouver la même vitesse moyenne de vent qu’à 10 mètres de hauteur en rase campagne). Il arrive même que la consommation électrique de l’onduleur* excède la production de l’éolienne.

Les éoliennes doivent être reliées au réseau de transport ou de distribution pour évacuer l’électricité produite vers les lieux de consommation. Pour cette raison, on regroupe souvent les éoliennes près des réseaux. On parle de parcs d’éoliennes, de champs d’éoliennes, ou de fermes de production éolienne.

Les consommateurs ne se trouvant souvent pas à proximité des champs de production, La production d’électricité à partir d’éoliennes est donc la moins « décentralisée » des productions dites décentralisées

*Appareil convertissant le courant continu généré en courant alternatif injectable sur le réseau

Zoom sur le parc éolien de Massif du Sud

Parc éolien massif sud

D’une capacité installée de 150 MW, le parc de Massif du Sud permet d’alimenter en électricité 35 000 foyers – © EDF EN

En  juin 2013, EDF EN, filiale du groupe EDF a inauguré, en collaboration avec le canadien Enbridge, le parc éolien de Massif du Sud. D’une capacité de 150 MW, cette installation permet d’alimenter en électricité 35 000 foyers québécois. Située à l’intérieur du parc régional du Massif du Sud, à cheval sur quatre communes (Saint-Luc-de-Bellechasse, Saint-Magloire, Notre-Dame-Auxiliatrice-de-Buckland et Saint-Philémon), l’installation est constituée de 75 turbines REpower, d’une puissance unitaire de 2 MW.

Avantages et inconvénients

L’éolien a pour avantages principaux :

  • D’être visible dans le paysage. L’installation d’éoliennes est un marqueur fort de vertu environnementale. Les élus locaux comme les dirigeants d’entreprise apprécient ces installations qu’on peut valoriser facilement par l’image ;
  • D’être une énergie disponible partout (même si certaines régions sont « mieux » ventées que d’autres, idem à l’échelle locale), renouvelable et inépuisable ;
  • De produire directement de l’électricité sans carbone (donc de ne pas rejeter de gaz à effets de serre). Mais, indirectement, ces rejets peuvent augmenter (cf. infra) ;
  • D’avoir une faible emprise au sol, ce qui ne fait pas concurrence à d’autres usages fonciers (terres agricoles par exemple).
  • D’avoir une bonne image dans l’opinion publique (un sondage IPSOS de décembre 2012 indique que 83% des français se font une bonne image de l’énergie éolienne).

L’éolien a pour inconvénients majeurs :

  • D’être une énergie très intermittente. La force et l’orientation du vent sont inégales d’une heure à l’autre. Plusieurs fois par jour, une éolienne démarre ou s’arrête complètement (par manque ou par excès de vent) ; À l’échelle européenne, cette intermittence est vraie pour les vents d’Ouest dominants : ces vents se lèvent puis s’arrêtent de souffler à peu près en même temps d’Oslo à Lisbonne ;
  • Par contrecoup, d’augmenter les rejets de gaz à effet de serre. Comme le consommateur ne cale pas sa consommation en fonction du vent, il faut démarrer des moyens de production électriques de pointe pour compenser les variations de charge sur le réseau*. Dans la plupart des cas, on recourt aux centrales thermiques alimentées par des sources fossiles (gaz, fuel ou charbon), ce qui augmente la production d’électricité d’origine carbonée ;
  • D’être trop visible et bruyant dans le paysage. Des associations de riverains tentent souvent de ralentir l’installation de nouvelles éoliennes ;
  • D’être une énergie produite loin des lieux de consommation.

*Pour rappel, l’électricité ne se stocke pas en tant que telle (et il n’existe pas de solution de stockage massif de l’énergie sous une autre forme, à partir d’électricité, même si les progrèss sont rapides en ce domaine : http://www.solucominsight.fr/2013/12/quand-stockage-et-electricite-font-bon-menage/).

Acteurs

Les principaux acteurs de la filière éolienne en France sont :

  • Les grands producteurs d’énergie comme EDF (et sa filiale EDF Énergies Nouvelles), GDF-SUEZ, Iberdrola, Dong Energy (Danemark)… sont propriétaires de parcs éoliens (25 pour EDF EN). Ils opèrent en France comme à l’étranger (exemple du parc éolien du Massif du Sud au Canada). Ces installations leur permettent de diversifier leurs sources d’approvisionnement, de remplir leurs quotas d’économies d’énergie et d’améliorer leur image. Ce sont ces grands producteurs qui emportent les grands appels d’offres en cours pour installer des champs d’éoliennes off-shore.
  • Des investisseurs privés, d’origines et de motivations variées. Il peut s’agir de grands groupes cherchant à placer leurs fonds de manière rentable (et accessoirement à verdir leur image), comme Google. Il peut s’agir aussi d’associations de citoyens qui cherchent à maîtriser l’aménagement de leur propre territoire et à économiser sur leur facture d’électricité (exemple du parc d’Arfons-Sor dans le Tarn).
  • L’État et les institutions européennes qui établissent des règles et des normes privilégiant telle ou telle solution. En France, par exemple, les éoliennes dépassant 12 mètres de mât sont soumises à la réglementation ICPE* qui est très contraignante; ce sont les éoliennes de toit qui sont donc très avantagées, d’autant que les travaux d’installation bénéficient d’un crédit d’impôt de 25%. Autre exemple, c’est l’État qui définit des Zones de Développement Éolien pour lesquelles EDF est tenu de racheter l’électricité produite (environ 75 zones définies).
  • Les grands producteurs de matériel : Siemens, Alstom ou General Electric se positionnent pour équiper les grands champs d’éoliennes qui représentent des investissements colossaux en matériel (par exemple 300 éoliennes pour les sites off-shores britanniques).
  • Les régions : dans leurs SRCAE**, la plupart des régions ont affiché des objectifs ambitieux de développement de l’éolien sur leurs territoires (par exemple la Région Champagne-Ardenne prévoit que l’éolien représentera en 2020 90% de la production d’énergie renouvelable de la région). Elles se positionnent en promotrices de l’éolien sur leur territoire.

Les particuliers : Nombre de particuliers installent des éoliennes de toit en espérant faire baisser leur facture d’électricité. Il est difficile de connaître l’ampleur du phénomène

*Installations classées pour la protection de l’environnement

**SRCAE : Schéma Régional Climat Air Energie

L’éolien dans le Monde et en France

À la fin de 2012, le total mondial de la puissance installée éolienne atteignait 281,1 GW, en augmentation de 44,184 GW en un an. Cette augmentation est plus forte en Asie et en Amérique du Nord qu’en Europe, mais l’Europe reste cependant en tête pour la puissance totale en fonctionnement : 38,8 % contre 34,8 % pour l’Asie et 23,6 % pour l’Amérique du Nord.

Les fermes éoliennes en mer prennent une part grandissante dans cet essor, en particulier en Europe.

Les éoliennes ont produit 446 TWh en 2011, soit 2 % de la production d’électricité mondiale (22 126 TWh).

La France possède le deuxième gisement éolien européen après la Grande Bretagne. Les zones terrestres régulièrement et fortement ventées se situent sur la façade ouest du pays, de la Vendée au Pas-de-Calais, en vallée du Rhône et sur la côte languedocienne ; L’ADEME donne aussi une estimation du potentiel éolien offshore français : 30 000 MW.

Fin 2012, la puissance installée du parc éolien français (DOM inclus) atteignait 7 493 MW (5e rang en Europe). Les nouvelles installations sont en baisse : 757 MW en 2012 après 928 MW en 2011, 1190 MW en 2010 et 1247 MW en 2009.

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