Éolienne Aérogénérateur pour transformer le vent en énergie

Temps de lecture: 9 min , Dernière mise à jour: 05/03/2024
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L’énergie éolienne est une véritable énergie renouvelable qui utilise les masses d'air (le vent) pour créer de l’électricité. L'avantage des éoliennes est lié à leur propreté résiduelle, car elles ne rejettent ni déchet ni gaz dans leur fonctionnement et entrent de ce fait dans une logique de développement durable et de baisse de production de déchets radioactifs. Comment fonctionne une éolienne ? Quels sont les avantages et inconvénients des éoliennes ? Les éoliennes sont-elles vertes ?

La force naturelle du vent

Le vent agite les cimes des arbres et fait virevolter les feuilles. Parfois violent, il soulève les jupes, retourne les parapluies, fait grincer les volets et fait claquer les portes, parfois léger, et doux comme une légère brise qui emporte des senteurs d'été. Énergie par excellence le vent est une formidable source d’énergie douce que l'on peut apprivoiser grâce aux éoliennes.

Cette énergie est produite par la force exercée par le vent sur les pales d'une hélice. Même si elle n'est pas encore courante, elle est de plus en plus utilisée, car cette source d’énergie est économiquement bien placée. Les aérogénérateurs, appelés couramment éoliennes, bénéficient de constants progrès technologiques qui les rendent plus efficaces, plus fiables et moins bruyants. Ils ont l’énorme avantage de produire une électricité décentralisée, sans pollution à l’usage ( empreinte écologique pour leur fabrication) et sans émissions de gaz à effet de serre.

Un peu de physique

Le flux de rayonnement solaire échauffe inégalement les masses d'air de l'atmosphère, provoquant ainsi des mouvements de masse d'air entre zones de températures et par suite de pressions différentes. Environ 2 % de l'énergie solaire est transformée en énergie cinétique des vents. Les pales d’une éolienne sont mues grâce à la masse d'air qui les traverse. Sachant qu’un mètre cube d'air pèse 1,225 kg, si l’on expose une surface de 1 m2 à un vent d'un mètre par seconde, le débit sera de 1 m3/seconde, soit 1,225 kg par seconde.
Cette puissance permettrait d’alimenter environ 2 000 foyers français pour assurer leur consommation électrique (hors utilisation d’un chauffage électrique) grâce à une éolienne d’une puissance de 2 Mégawatts produisant annuellement environ 4 400 Mégawatts/heures.
Le vent ne souffle pas en permanence dans toutes les régions en France, et même si des parcs d’éoliens s’implantaient sur tout le territoire, la production ne serait pas suffisante pour fournir une énergie de substitution, mais chaque mégawatt injecté dans le réseau serait autant d’émission de gaz à effet de serre en moins.

Qu'est-ce qu'une éolienne ?

Ce système existe depuis des millénaires, la force du vent étant utilisée pour propulser des navires à voiles et assurer la rotation des ailes des moulins à vent. Les éoliennes pour particulier sont des machines permettant de bénéficier d’une production d’électricité autonome et de revendre cette électricité à un fournisseur comme EDF en la restituant sur le réseau électrique.

Une éolienne est un appareil permettant de convertir l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique. Cette énergie mécanique naturelle et gratuite a été utilisée depuis des millénaires pour pomper l'eau ou moudre le grain.

Les machines actuelles sont utilisées pour produire de l'électricité qui est consommée localement (sites isolés), ou injectée sur le réseau électrique (éoliennes connectées au réseau). L'application « connecté réseau » ou « grand éolien » représente, en terme de puissance installée, la quasi-totalité du marché éolien.

Ancien moulin à vent. Photo Picbleu ®

ancien-moulin-a-vent

Les 2 types d'éoliennes

Deux grandes familles d'éoliennes cohabitent : les machines à axe vertical et les machines à axe horizontal. Pour le « grand éolien », les machines à axe horizontal sont utilisées, elles se composent, dans la plupart des applications, d'un rotor tripale. Les technologies de conversion et de contrôle peuvent varier d'une éolienne à une autre. Les gammes de puissance nominale vont de 1 à 5 MW. L'avantage principal des éoliennes à axe horizontal est lié à leurs performances supérieures à celles à axe vertical essentiellement en termes de rendement aérodynamique et de coût de maintenance.

En matière d'éoliennes, la France possède le deuxième potentiel de vent juste derrière le Royaume-Uni, mais seulement 2 200 aérogénérateurs fournissent moins de 1 % de l'énergie totale en France, soit 2 500 MW, une production faible par rapport à l'Allemagne ou au Danemark. Pourtant, le vent constitue une « matière première » disponible, propre, sans déchets et gratuite. Avec toutes ces qualités réunies, cette filière industrielle à l'état larvaire mériterait d'être promue par les pouvoirs publics. Au contraire, une campagne de dénigrement à été soigneusement orchestrée par l'Institut Montaigne qui dénonce le coût des éoliennes, le comité d'orientation stratégique, présidé par l'ancien président de la République Monsieur Valéry Giscard d'Estaing dont l'un de ses membres, Monsieur Marcel Boiteux est justement un ex-patron d'EDF, et enfin de l'État, qui au même titre que les activités les plus polluantes veut soumettre les parcs éoliens a la procédure d'autorisation des installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE).

Quelles utilisations pour l'éolien ?

Il existe deux utilisations principales pour ce type d'équipements :

  • Les installations reliées au réseau électrique. La vente d'électricité est soit totale soit partielle.
  • Les installations en site isolé non raccordé au réseau. L'énergie éolienne est alors « auto-consommée » par les occupants du logement.

5982 MW, c'était la puissance record atteinte par le parc éolien français le jeudi 27 décembre 2012. La production d’électricité éolienne instantanée équivalait à celle de 6 réacteurs nucléaires, soit environ 8.5 % de la consommation totale, elle a évité le recours à des centrales thermiques fossiles polluantes.Sur l’ensemble de l’année 2012, le taux de production a été d’environ 3 %, (soit la consommation domestique de près de 6 millions d'usagers, chauffage électrique compris). Il faut noter que la production éolienne française est plus élevée durant les mois les plus froids.

Le dispositif français IPES (Insertion de la Production Eolienne et photovoltaïque sur le Système) mis en place par RTE, l’opérateur du réseau de distribution, permet de prévoir chaque jour la production éolienne sur le territoire et d’y adapter les besoins énergétiques. Lorsque la production éolienne est faible, elle peut utilement être compensée par une production hydraulique dont les stocks ont été économisés les jours de production éolienne plus élevée. Cette souplesse préfigure les futurs smartgrids, ou réseaux de distribution intelligents. RTE dans son « Bilan Prévisionnel », précise « qu’en France, 25 000 MW d’éoliennes ou 5 000 MW d’équipements thermiques apparaissent équivalents en termes d’ajustement du parc de production »

L'énergie éolienne en Europe, malgré la crise, marquait un dynamisme très important et une croissance mondiale de près de 30 % en 10 ans. En Europe, l'énergie éolienne est entrée dans une phase industrielle (les installations éoliennes représentent plus de 21 % de nouvelle capacité électrique installée). En France, le Syndicat des énergies renouvelables regroupe 450 adhérents et représente un chiffre d’affaires de 10 milliards d’euros et 80 000 emplois (chiffres 1er décembre 2012). La filière éolienne emploie 200 000 personnes en Europe. (Source European Wind Energy Association).

Le potentiel de l'éolien en France

La France est le deuxième pays le plus venteux après le Royaume-Uni grâce à ses trois grandes façades maritimes. Le potentiel est énorme, il est estimé à 85 TWh en éolien terrestre (1) et 477 TWh en éolien off-shore.

(1) Étude de BTM Consult 1993
(2) Evaluation des cabinets Garrad Hassan et Germanisher Lloyd 1995.
Un réacteur nucléaire de 1450 MW fonctionnant avec un taux de disponibilité de 80 % produit annuellement 10TWH, l’équivalent peut être fourni par 2600 MW d’éoliennes offshore placées en Manche (3800 heures à plein régime). (3) Projet London Array de construction d’un parc de 271 éoliennes au large des côtes anglaises entre 2008 et 2010. www.londonnarray.com

Une éolienne d'une puissance de 2 mégawatts/heure. Photo Picbleu ®

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Les éoliennes pour les particuliers pourraient-elles se développer ?

Dans les années à venir, si l'énergie devient plus chère encore, comme c'est le cas dans d'autres pays, l'éolien pourrait bien se développer en France massivement. Le souci de préserver la nature est de plus en plus ancré dans la tête d'une majorité de gens, aussi il faudrait encourager cet élan et leur permettre de s'équiper avec des installations à des niveaux de prix attractifs.

Pour demander un devis pour s'équiper avec une éolienne

Il faut demander une étude sur le calcul de la production potentielle d'électricité annuelle en kWh/an en fonction de la situation (410 stations et sous stations météo intégrant DJU, latitude, altitude, vitesse du vent), de la hauteur de mât et du diamètre de l'éolienne, de son environnement et des techniques de mise en œuvre.

Site intéressant sur les éoliennes : France Énergie Éolienne : www.fee.asso.fr

Avantages inconvénients des éoliennes

Comme tout produit il existe des points négatifs et positifs.



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