ENERGIE EOLIENNE

L'énergie éolienne est l'énergie du vent et plus spécifiquement, l'énergie tirée du vent au moyen d'un dispositif aérogénérateur ad hoc : éolienne, moulin à vent

L'énergie éolienne tire son nom d'Éole, le nom donné par les anciens Grecs au dieu censé produire le vent. L'énergie éolienne peut être utilisée de deux manières :

Transformation en énergie mécanique : le vent est utilisé pour faire avancer un véhicule (voilier), pour pomper de l'eau (moulins de Majorque, éoliennes dans les champs pour abreuver le bétail) ou pour faire tourner une meule.

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).

Avantages et inconvénients
L'énergie éolienne est une énergie propre, qui ne produit aucun déchet, ni aucune émission dans l'atmosphère. Cependant, le barrage massif des couloirs de vent peut avoir des conséquences sur l'écosystème.

En effet, il ne faut pas oublier que "rien ne se perd, rien ne se créé, tout se transforme". L'énergie puisée par les éoliennes correspond à une énergie d'échange thermique, de convection. Une implantation massive d'éoliennes peut potentiellement avoir des conséquences sur le climat local notamment en aval des éoliennes par rapport au sens des vents dominants.

Les éoliennes peuvent alimenter des sites isolés et non raccordés au réseau électrique général.
Du fait de l'inconstance du vent, les éoliennes ne sont pas utilisables en permanence.

Il faut donc les coupler soit à un dispositif de stockage de l'énergie, soit à une autre source d'énergie, soit à un réseau très étendu (à l'échelle de l'Europe par exemple). Cela amène à une sensible augmentation des coûts de l'énergie et peut changer le caractère écologique de l'énergie éolienne si la source d'énergie de substitution est une centrale à combustible fossile comme au Danemark ou à la Pointe du Raz.

Les très rapides variations de la capacité de production amènent aussi des difficultés de gestion de la production : les centrales électriques classiques sont longues à démarrer voire très longues pour les centrales nucléaire. La capacité de production disponible non utilisée doit en permanence être capable de combler une baisse de la production éolienne.

La production hydraulique sert usuellement à ajuster la production à la charge du réseau, mais sa capacité est limitée et déja pleinement utilisée en France dans ce rôle par les autres sources d'énergies en place.
L'implantation des éoliennes sur le territoire peut poser des problèmes d'insertion du fait de leur dispersion (chemins d'accès, bruit, esthétique contestée, lignes électriques, migrations d'oiseaux...).

L'implantation en mer (éventuellement sur des stations flottantes, comme cela est étudié au Japon) rencontre un intérêt très important.
La localisation des éoliennes est dépendante de la ressource (le vent) et ne correspond généralement pas aux zones de consommation. De plus le caractère dispersée 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 (visuel, sonore, électromagnétique) des lignes à haute tension donc pose des problèmes semblables à ceux qu'induit le nucléaire.

Source d'énergie renouvelable à intégrer
Des éoliennes ont été employées, pour la production d'électricité domestique, avec des batteries pendant des décennies dans des régions éloignées. Des unités génératrices de plus de 1 MWe fonctionnent maintenant dans plusieurs pays.

Le rendement est une fonction de la vitesse de vent au carré, ainsi les éoliennes ont besoin d'un vent dans la gamme de 3 à 25 m/s (11 - 90 km/h), et dans la pratique relativement peu de secteurs sur terre ont les vents dominants significatifs. Comme le solaire, l'éolien a besoin d'énergie alternative pour les périodes plus calmes.

Il y a maintenant des milliers d'éoliennes fonctionnant dans diverses régions du monde, avec des entreprises de service public ayant une capacité totale de plus de 39 000 MWe, et l'Europe représente 75 % (ultimo 2003). Le reste est produit par des compagnies privées reliées ou non au réseaux.

L'Allemagne est le principal producteur de l'électricité produite par le vent avec plus de 16 628 MWe en 2004 de puissance installee. L'Espagne est le deuxième producteur mondial avec 8 263 MWe. En 2004 les États-Unis ont une puissance installee de 6 752 MWe d'énergie éolienne, en troisième position derrière l'Allemagne et l'Espagne. La France était en 2004 seulement le 16° producteur d'énergie éolienne avec 390 MWe, soit 17,3 fois moins que la production américaine et 42,6 fois moins que la production allemande.

De nouvelles fermes éoliennes en mer (offshore), sont projetées partout dans le monde. C'est la plus forte progression des productions d'électricité à la fin du 21ème siècle, et fournit un complément aux centrales électriques pour les besoins primaires. Le Danemark est un des acteurs importants, avec son laboratoire Risø ; le pays produit environ 20 % de son électricité avec des éoliennes.

Les éoliennes produisent 0,4 % de la production de l'électricité globale (ultimo 2002). La taille la plus rentable et la plus pratique, pour les éoliennes commerciales semble être autour de 600 kWe à 1 MWe, groupé dans de grandes fermes éoliennes. La plupart des turbines terrestres fonctionnent avec un facteur de charge de 25 % par année, mais certaines arrivent à 35 %.Le record est une eolienne experimental de RWE de puissance 5 Mwe qui aurrait un facteur de charge de 40%.

Une source d'énergie qui peut impliquer de la pollution
Le procédé, ne produisant pas de gaz à effet de serre (GES) dans son application simple (une éolienne), peut l'être beaucoup plus lorsqu'il est épaulé par une source d'énergie polluante.

En effet, faute de vent permanent, l'éolienne (surtout terrestre) produit de façon intermittente et doit donc être juxtaposée à une autre source d'énergie avant intégration au réseau électrique d'alimentation des foyers. Il s'agit aujourd'hui généralement d'une génératrice thermique (charbon, gaz ou fioul), prête à prendre le relais en cas de diminution du vent. Hors c'est lors du démarrage ou d'un changement brusque de régime que les générateurs thermiques émettent leur maximum de gaz à effet de serre (GES).

La capacité de production de la source d'énergie de «réserve», par exemple une centrale thermique, doit en ce cas être équivalente à celle de l'éolienne puisqu'elle doit pouvoir la remplacer complètement en cas d'absence de vent. Il faut donc par exemple avoir 1 MW grâce à la seule centrale thermique si l'éolienne a une capacitee de 1 MW. Actuellement le meilleur site terrestre français, à la Pointe du Raz, ne garantit pas un taux de charge de 50% de l'éolienne, point où les émission de GES de l'ensemble éolienne-centrale thermique sont reduit d'environs le facteur de charge de l'eolienne (20%). Les éoliennes permettent de faire tourner moins souvent les centrales thermiques.

Toutefois l'amélioration des performances de l'éolien et le couplage à des sources d'énergies complémentaires plus propres (gaz qui n'est pas une source renouvelable et qui produit des GES, charbon ou autres) réduisent cet effet fâcheux (si en supposant que le gaz naturel en brûlant n'emettra plus de GES, ce qui est bien sûr impossible).

Une solution à l'effet de serre ?
Le Danemark, pays pionnier en matière d'énergie éolienne, n'a pas réduit ses émissions de gaz à effet de serre. Mais il n'est pas certain que ce fait soit lié à cette source d'énergie car la France, pionnière du nucléaire, émettant moins de GES, voit elle aussi ses émissions de ces gaz augmenter au point que les mesures de 2005 ne permettent pas d'atteindre les objectifs du Protocole de Kyoto, découlant de mesures effectuées quinze ans auparavant.

Certes, les émissions de GES augmentent avec ou sans énergie nucléaire mais il y a un facteur de 1 a 2 entre certains pays de l'OCDE[1], par exemple la Suisse (8,9 MW produit/an/hab) ou la France (9,2 MW produit/an/hab) (2000~2500 gec/(an.hab)) (énergie nucléaire et hydraulique) contre (3500~4000) pour l'Allemagne (6,9 MW produit/an/hab) et le Danemark (7,3 MW produit/an/hab) (énergie fossile et éolienne), pays dont les climats moins cléments impliquent une forte augmentation du besoin de chauffage, lequel produit entre 27% et 39% du GES. Ceci est toutefois à relativiser puisqu'ils produisent moins d'énergie par habitant que la France et la Suisse (source AIE).


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