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L'éolien

Eolien
L'énergie éolienne utilise la force du vent pour faire tourner des aérogénérateurs. Les progrès technologiques récents et des incitations financières importantes ont entraîné en Europe un développement rapide de cette énergie qui apparaît aujourd'hui comme une des filières matures mais encore peu exploitées

Le marché mondial

Il y a aujourd’hui quelque 94 GW* d’énergie éolienne installés dans le monde. Si les Etats-Unis affichent la plus forte progression en 2007, devant la Chine, l’Europe demeure le principal marché avec plus de 56 GW installés fin 2007. Avec 25 milliards d'euros annuels investis dans la construction de nouveaux équipements, l'énergie éolienne est devenu l'un des principaux acteurs du marché énergétique mondial.

* 1 Gigawhatt = 1.000 Mégawatt  

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Le marché européen

L’Europe des 27 regroupe 61% de la production mondiale d’énergie éolienne.

Dans l’Europe des Quinze, la part de l’énergie éolienne dans la consommation finale s’élève à 4,28%. La France ne tire pas ce chiffre vers le haut puisque seulement 1,21% de la consommation finale d’énergie provient de l’éolien. Si l’on considère l’Europe des 27, la part de l’énergie éolienne dans la consommation finale est de 3,78%.

En 2006, en termes de puissance totale installée, la France occupe la 6ème place de l’Union Européenne, derrière l’Allemagne, l’Espagne, le Danemark, l’Italie et le Royaume Uni.

Le marché français

Par décision du 25 avril 2002, la Communauté européenne a ratifié le protocole de Kyoto et l’a ainsi introduit dans le droit communautaire.

Elle a ainsi adopté la directive 2003/87/CE du 13 octobre 2003 établissant un système d’échange de quotas d’émissions de Gaz à Effet de Serre (GES). De plus, les conclusions du  Conseil des ministres de mars 2007 indiquent que l'Union Européenne prend de manière indépendante, l'engagement ferme de réduire les émissions de GES d'au moins 20% d'ici 2020 par rapport à 1990. Les énergies renouvelables devront représenter 20% de la consommation énergétique de l'UE en 2020.

La répartition de cet effort contraignant entre les 27 se fera en étroite collaboration avec les Etats membres et tiendra compte « des différents points de départ nationaux . En réponse aux décisions européennes, la loi française POPE de juillet 2005 comporte notamment des objectifs en terme de progression d'utilisation des énergies renouvelables thermiques et de diversification des moyens de production d'électricité, ainsi que des nouveaux outils incitatifs comme :

  • le crédit d'impôt majoré,
  • les certificats d'économie d'énergie.

la France s’est également fixée pour objectif, lors des groupes de travail du Grenelle de l’environnement, d’augmenter la part des énergies renouvelables à 20% de sa consommation finale d’énergie. Cette initiative devra aller de pair avec une simplification et une accélération des procédures administratives relatives aux énergies renouvelables, ainsi qu’un accès prioritaire à l’infrastructure des réseaux pour les énergies renouvelables.

Le parc éolien français

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Le parc éolien français a atteint, fin 2007, près de 2.500 mégawatts (MW), avec 1.500 éoliennes sur son territoire. On assiste à un décollage récent puisqu’en 2005, la France comptait seulement quelque 400 MW produits par les éoliennes. Sur l’année 2007, environ un millier de MW ont été raccordés en France. Pour exemple, le groupe Ostwind a inauguré le 16 février dernier un parc de 70 éoliennes (pour une puissance cumulée de 140 MW) à Fruges dans le Pas-de-Calais.

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La progression de l’éolien présente de fortes disparités régionales : la première région éolienne française est le Centre avec 315 MW installés, suivie des régions Languedoc-Roussillon (281 MW), Bretagne (254 MW), Lorraine (208 MW) et Picardie (193 MW). Mais cette disparité est également présente à l’intérieur même de chaque région. Le département de l’Eure-et-Loir cumule 82% de la puissance installée dans la région Centre.

cliquez sur la carte

Capacité de production

La puissance des éoliennes n’a cessé de croître ces 10 dernières années : en effet, entre 1997 et 2007, les évolutions technologiques ont permis de passer d’une puissance unitaire de 300 kW à 3 MW, soit une multiplication par 10 en 10 ans ! Cela signifie donc que l’on peut installer moins d’éoliennes pour une même quantité d’électricité produite.
Le schéma ci-contre illustre l’évolution de la puissance individuelle des éoliennes, entre 1999 et 2010. Aujourd'hui, pour produire 12 MW, seules 4 éoliennes sont nécessaires, et non plus 30 !

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Selon le Réseau de Transport de l’Électricité (RTE), la productivité du parc éolien français est nettement supérieure à la moyenne européenne. Cette spécificité s’explique par le caractère particulièrement avantageux des régimes de vents, ce qui place le gisement éolien français en deuxième position, juste derrière le Royaume-Uni.
Sur les 80 000 MW d’électricité consommée en France chaque hiver, environ 600 MW proviennent de l’énergie éolienne.

Les perspectives françaises

Toujours selon le Réseau de Transport de l’Électricité (RTE), la France serait en mesure d’atteindre les objectifs énergétiques qui lui ont été fixés grâce à l’énergie éolienne.
Néanmoins, certaines régions françaises freinent le développement national de l’éolien :

  • soit le réseau électrique y est inexistant ou quasi inexistant,
  • soit le câblage électrique ne permettrait pas d’absorber la production issue de champs éolien.

Pour répondre à ces difficultés et réussir à adapter et renforcer les réseaux électriques, le Réseau de Transport de l’Électricité travaille conjointement avec les professionnels de la filière et étudie différentes solutions telles que la création de lignes souterraines ou bien la hausse du niveau de tension, par exemple.

RTE a ainsi calculé que d’ici 2012, afin d’assurer l’extension du réseau électrique dû au développement de l’éolien, la France va devoir investir entre 200 et 400 millions d’euros. A l’horizon 2020, le montant s’élèvera à 1 milliard d’euros.
Tout ceci est à relativiser : notre voisine l’Allemagne prévoit quant à elle de débourser 3 milliards d’euros d’ici 2017 pour le développement de son parc éolien.
La proposition de nouvelle directive européenne, publiée le 23 janvier 2008, appelle chaque État membre à augmenter sa part d’énergies renouvelables – comme le solaire, l’éolien ou l’hydraulique – afin de stimuler la part européenne pour qu’elle passe de 8,5 % d’énergie consommée aujourd’hui, à 20 % d’ici 2020. La France pourra honorer ses engagements en grande partie grâce à l’énergie éolienne.
Tous les pays européens doivent définir leur bouquet énergétique, aussi appelé mix énergétique, d’origine renouvelable et présenter leur stratégie à la Commission Européenne d’ici le 31 mars 2010, de manière à atteindre les objectifs fixés.

Nota : Selon le Syndicat des Énergies Renouvelables (SER), avec un parc de 25.000 MW en 2020, l’énergie éolienne, qui se substitue essentiellement à l’énergie thermique, permettrait d’économiser entre 18 et 20 millions de tonnes de CO2.

Qu'est-ce qu'une éolienne ?

Une éolienne se compose de trois parties :

1) le mât

2) le rotor

3) la nacelle

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1) Le mât

Le mât d’une éolienne peut atteindre jusqu’à 150 m de haut ; il est posé sur un socle de béton de plus de 1000 tonnes, qui garantit sa stabilité.
Pourquoi les éoliennes sont-elles perchées si haut ?
> Parce que plus on est en hauteur, plus le vent souffle fort et moins il est gêné par certains obstacles (immeubles, maisons…).

2) Le rotor

Le rotor est composé du nez et de l’hélice. L’hélice possède en général 3 pales, faites de matériaux composites à la fois légers et assurant une rigidité et une résistance suffisantes. Leur longueur atteint actuellement entre 30 et 55 mètres, soit un diamètre du rotor compris entre 60 et 110 mètres.
Le rotor transforme donc l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique.

3) La nacelle

La nacelle contient les équipements permettant de produire l’électricité à partir de la rotation des pales (il s’agit notamment d’un alternateur, d’un multiplicateur et d’un générateur). Le transport de l’électricité produite dans la nacelle jusqu’au sol est assuré par des câbles électriques descendant à l’intérieur du mât de l’éolienne.
Les éoliennes sont également équipées d’un système de supervision et de contrôle qui permet notamment :

  • d’orienter le rotor de l’éolienne perpendiculairement à la direction du vent,
  • de modifier l’angle d’incidence des pales par rapport au vent, afin de maximiser la récupération d’énergie.

Grâce à ce système de supervision et contrôle, l’éolienne peut être arrêtée automatiquement et très rapidement en cas de nécessité, ce qui assure une sécurité continue.

Le principe d’acheminement de l’électricité

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1) Sous l’effet du vent, le rotor et les pales tournent, entraînant un alternateur situé dans la nacelle, qui produit l’électricité. La vitesse de rotation du rotor (de 12 à 15 tours/minute) doit être augmentée par un multiplicateur de vitesse jusqu’à environ 1.500 tours/minute, vitesse nécessaire au bon fonctionnement de l’alternateur.
La tension de l’électricité produite par l’alternateur, de l’ordre de 600 à 1.000 volts, est ensuite élevée à travers un transformateur de puissance, situé dans la nacelle ou à l’intérieur du mât, jusqu’à un niveau de 20.000 ou 30.000 volts. Ce niveau de tension permet de véhiculer l’électricité produite par chacune des éoliennes jusqu’au point de raccordement appelé centrale, elle-même raccordée au réseau électrique public d’EDF.

2) La tension de l’électricité produite par la centrale éolienne peut alors être de nouveau transformée, en fonction du niveau de tension de raccordement de la centrale au réseau public EDF. En France, pour les centrales éoliennes de 10-15 MW de capacité, le niveau de tension de raccordement est généralement de 20.000 volts. Pour les centrales de capacité plus importante, le niveau de tension de raccordement peut aller de 60.000 à 90.000 volts, voire même 225.000 volts.

3) Une fois injectée au réseau électrique, l’électricité produite par l’éolienne alimente les appareils électriques reliés au secteur ! En France, 1,2 % de l’électricité consommée est d’origine éolienne.


Nota : Pour pouvoir démarrer, une éolienne a besoin d’une vitesse de vent minimale, de l’ordre de 10 à 15 km/h. Au-delà de 90 km/h, les turbines s’arrêtent de tourner. Cela paraît paradoxal, mais s’explique par le fait que les ingénieurs ont calculé que :

  • d’une part, la probabilité d’une vitesse des vents supérieurs à 90 km/h était faible (moins de 1%),

  • d’autre part, à cette vitesse, si les pales continuaient de tourner, les matériaux s’useraient prématurément.

Mais cela ne signifie pas qu’elles ne peuvent pas résister à des vents encore plus puissants ! En effet, une éolienne à l’arrêt peut résister à des vents allant jusqu’à 180 km/h !

La réglementation applicable

Peu de secteurs en France sont soumis à des procédures aussi encadrées que l'énergie éolienne. L’électricité produite par une éolienne a la caractéristique de pouvoir être revendue à EDF, mais pour cela et depuis juillet 2007, pour bénéficier du tarif de rachat d'EDF, les éoliennes doivent être installées dans des Zones de Développement de l'Eolien (ZDE), proposées par les collectivités locales et validées par les préfets. S'y ajoute l'exigence d'un permis de construire et d'une étude d'impact qui est mise à la disposition de toutes les personnes concernées, cela permettant d'écarter tous les projets qui ne respecteraient pas les règles de protection de la santé humaine, mais aussi de la faune, de la flore et des paysages. L'étude de la demande de permis de construire par les services de la préfecture est précédée d'une enquête publique obligatoire.

CONTEXTE GENERAL

La loi POPE (Programme d’Orientation de la Politique Énergétique) du 13 juillet 2005

Pour pouvoir bâtir un parc éolien, un permis de construire est nécessaire. Le dossier du permis de construire éolien nécessite de mener une étude d'impact environnemental. La loi POPE introduit les « zones de développement éolien » et précise que tout parc éolien de puissance inférieure à 12 MW (mégawatt) peut bénéficier du système d’obligation d’achat de l’électricité ainsi produite, selon un tarif défini au niveau national.
Les termes de la loi du 13 Juillet 2005, créant les ZDE (Zones de Développement Eolien) mettent très nettement l’accent sur la protection des paysages, des monuments historiques et des sites remarquables et protégés, mais en des termes peu précis, ce qui nous oblige à une vigilance toujours accrue.

Depuis le 13 juillet 2007 :

Seule l’électricité produite par des éoliennes installées dans des ZDE peuvent bénéficier du tarif de rachat d’EDF.

Nota : les demandes de permis de construction d’éoliennes déposées avant cette date pourront bénéficier de ce tarif, et ce, quelque soit l’emplacement.

LE PRIX DE RACHAT

La loi du 10 février 2000 relative à la modernisation et au développement du service public de l'électricité :
La loi garantie un prix minimal de rachat par EDF de l'énergie éolienne pendant 10 ou 15 ans (selon les sites), au prix de 82€ le MWH pendant 10 ans.

L’arrêté ministériel du 26 juillet 2006 fixe les nouveaux tarifs de vente.

Tarif de vente de la 1ère à la 10ème année

8,20 c€/kWh

Tarif de vente de la 11ème à la 15ème année

entre 2,8 et 8,20 c€/kWh


Nota
 : 8,20 c €/ kWh équivaut à 82 Euros par puissance fournie de 1 mégawatt pendant 1 heure.


Le bruit

En ce qui concerne le bruit, les éoliennes sont soumises à la réglementation des bruits de voisinage. C'est la loi du 31 décembre 1992 du Code de la Santé Publique.

Ainsi, le bruit provoqué par une éolienne ne doit pas dépasser 3 décibels la nuit et 5 décibels le jour.

Consultez le tableau comparatif ci-dessous :

Origine du bruit

Niveau

décibels

Perception humaine

Avion au décollage

130

Douloureux

Marteau piqueur

120 

Douloureux

Concert et discothèque

110

Risque de surdité

Baladeur à puissance maximum

100

Pénible

Moto

90

Pénible

Automobile

80

Fatiguant

Aspirateur

70

Fatiguant

Grand magasin

60 

Supportable

Machine à laver

50

Agréable

Bureau tranquille

40

Agréable

Chambre à coucher

30

Agréable

Conversation à voix basse

20

Calme

Vent dans les arbres

10

Calme

Seuil d'audibilité

0

Calme

source : l'internaute

Les impacts de l'éolien

les impacts sur le milieu physique

Thèmes

Identification des effets du projet

Géologie

Relief

  • Accentuation des risques d'érosion
  • Emprise au sol ; perte de terre végétale
  • Présence de déchets et de remblais (chantier, exploitation)

Hydrologie

Nappe phréatique

  • Rejets d'hydrocarbures (huiles, carburants, ...) avec infiltration dans les nappes lors du chantier, de la maintenance ou en cas d'accidents


les impacts sur le milieu naturel

ThèmesIdentification des effets du projet


Végétation

  • Atteinte à des stations d'espèces rares, menacées ou protégées (fondations, réseau électrique, chemins d'accès)
  • Piétinement du site


Faune

  • Perte du territoire (nicheurs, hivernbants
  • Perturbation des déplacements et flux migratoires
  • Risques de collision avec les éoliennes
  • Dérangements divers

Milieux naturels et d'intérêts

  • Perte d'habitats prioritaires
  • Modification du fonctionnement des écosystèmes


les impacts sur le paysage et le patrimoine

ThèmesIdentification des effets du projet


Paysage

  • Effets sur l'organisation de l'espace, le fonctionnement du paysage
  • Rapports avec l'environnement paysager (rural, urbain, industriel)
  • Rapports avec les éléments du paysage

Patrimoine

(Monuments, sites)

  • Covisibilité avec monuments ou sites protégés et/ou emblématique
  • Proximité de sites archéologiques


les impacts sur le milieu humain

ThèmesIdentification des effets du projet

Nuisances

de voisinage

  • Emissions sonores des éoliennes (limitées par la règlementation)
  • Ombre portée des pales en rotation



Impacts

économiques

  • Création d'emplois directs (chantier, entretien et maintenance) et indirects (tourisme, animation)
  • Retombées fiscales (taxe professionnelle à la commune, loyer au propriétaire du terrain)
  • Effets positifs (image valorisante, tourisme, technique) et négatifs ("pas dans mon jardin")

Compatibilité

avec usages et

usagers locaux

  • Compatibilité avec d'autres activités
  • Compatibilité avec les aménagements existants ou futurs (vocation de la zone)

Impacts environnementaux

  • Emissions de CO2 évitées

L'éolien domestique

maison avec_eolienne_120x80Les particuliers comme les professionnels sont à même de produire leur propre électricité !
Il existe aujourd’hui de petites éoliennes d’une puissance inférieure à 30 kW, adaptées aux contraintes et besoins des particuliers. Vous avez la possibilité soit de raccorder votre éolienne au réseau électrique d’EDF (à la condition que votre commune soit dans une Zone de Développement Eolien (ZDE) depuis la loi Pope du 13 juillet 2005– vous renseigner auprès de votre mairie), soit de disposer d’une éolienne autonome pour votre propre consommation, en site dit, isolé.

Le coût d’une éolienne

Nota : Pour les estimations qui vont suivre, nous avons pris comme base de calculs, la consommation moyenne en électricité d'une famille de 4 personnes qui est de l'ordre de 4.500 KWh/an.

Le budget à consacrer peut être exprimé de deux matières :

Selon la production annuelle :

Prix d'une éolienne*

en € HT

Production**

puissance nominale***

Diamètre

du rotor

7.500 €

1.940 kWh / an

750 W

2

10.500 €

3.650 kWh / an

1,4 kW

3

12.000 €

4.020 kWh / an

1,5 kW

4

35.000 €

12.100 kWh / an

4,6 kW

6

65.000 e

32.000 kWh / an

12 kW

10

* : Sans tenir compte des éventuelles aides financières
** : Pour une vitesse de vent moyenne de 6m/s
*** : Pour un facteur moyen de charge de 30% par an

Selon les besoins à couvrir :

UsagesBudget à consacrer

Quelques ampoules électriques 12V.

Pour du 220V, prévoir un ondulateur (+ 300 €)

1.700 €HT

Un éclairage, une télévision, un petit réfrigérateur, une chaîne HI-FI

2.500 €HT

à 4.000 € HT

Un éclairage, une télévision, un petit réfrigérateur, un congélateur, un four à micro-ondes et du matériel informatique

5.900 €HT

à 11.700 €HT

Tout l'éclairage et l'électyroménager (4,5 à 8 kWh/jour)

10.000 €HT

Tout l'éclairage et l'électyroménager (supérieur à 8 kWh/jour)

30.000 €HT

source : Info Energie

Avertissement : les prix fournis dans cette rubrique sont données uniquement à titre indicatif. En conséquence, le site economiedenergie.fr ne pourrait être tenu responsable de toute modification à la hausse ou à la baisse des différents coûts présentés.


Le petit éolien raccordé au réseau

Deux options de revente vous sont proposées :

  • la vente de surplus : l’éolienne est directement raccordée sur votre propre installation électrique. Vous consommez donc prioritairement l’électricité produite par votre éolienne, le surplus est ensuite vendu à EDF.
  • la vente totale : l’éolienne est directement raccordée au réseau électrique d’EDF. La totalité de la production est vendue à EDF. Ce type d’installation nécessitera la pose d’un nouveau compteur EDF.

Les tarifs d’achat de l’électricité éolienne :

  • Dans le cas de la vente de surplus d’électricité, le tarif d’achat est identique à celui de l’électricité fournie par EDF,
  • Dans le cas de la vente totale , vous bénéficiez du tarif de rachat de 0,082€/kWh.

Les applications de l’électricité éolienne.

A titre d’exemple, le recours au petit éolien vous permet d’alimenter une télévision, un éclairage, un réfrigérateur, un congélateur, un four à micro-ondes et du matériel informatique, ou même tout votre éclairage et l’électroménager.

Rappel
Une éolienne d'une puissance nominale de 3 kW produit 7.880 kWh* par an
Une éolienne d'une puissance nominale de 6 kW produit 15.800 kWh* par an
*
Pour un facteur de charge à 30% du temps

Coût d'installation d'une éolienne domestique.

Exemple d'une éolienne de 3 à 6 kW :

PosteBudget en € HT

Achat de l'éolienne

de 4.600 € (3 kW) à 15.000 € (6 kW)

Génie civil, VRD ( Voirie, Réseaux et Divers), autres

4.000 € à 9.000 €

Raccordement

(armoire électrique + enfouissement du câble)

3.000 €

+ 23 €/m linéaire de tranchée

TOTAL

de 11.600 € à 27.000 €

+ 23 €/m linéaire de tranchée

source : EDF | Energie-renouvelable.tv

La rentabilité d’une éolienne :

S’il est facile de se procurer et d’installer une éolienne chez soi, la rentabiliser n’est pas aussi simple. En effet, l’investissement oscille entre 7.500 euros HT (crédit d’impôt non déduit) pour des machines domestiques d’une puissance équivalente à un kilowatt et jusqu’à plus de 65.000 euros (crédit d’impôt non déduit) pour une éolienne de plus de 20 kilowatts (pour une petite entreprise ou une exploitation agricole). Sachant que le prix de rachat par EDF (pour une éolienne située en ZDE) est de 8 centimes d’euros, il faudra compter entre 10 et 30 ans pour rentabiliser une éolienne ayant coûté 15.000 euros.

(source : Bretagne-energie)

Le petit éolien en site isolé

Une installation autonome peut être mise en place sur des sites isolés (comme des îles non raccordées au réseau), ou bien un lieu d’habitation éloigné du réseau électrique. Un site isolé est rarement alimenté avec un seul et unique système de production d’électricité. En effet, on constate que ces sites isolés regroupent des panneaux solaires photovoltaïque, un groupe électrogène, du solaire thermique, et de l’éolien.

Nota : Pour l'installation de votre future éolienne, sachez que si la hauteur du mât est inférieure ou égale à 12 mètres, aucune autorisation n’est requise. Lorsque le mât dépasse 12 mètres de haut, l’installateur doit alors déposer une demande de permis de construire auprès de la commune concernée ou de la préfecture du département.

Dans certains cas, une partie de l'investissement peut être financé par le Fonds d'Amortissement des Charges d'Electrification (FACÉ), ADEME, EDF, etc. (renseignez-vous directement auprès de votre mairie ou du Syndicat Départemental d’Electrification).

Coût d’installation d’une éolienne domestique.

exemple d’une éolienne de 3 à 6 KW :

PosteBudget en € HT

Achat de l'éolienne

de 4.600 € (3 kW) à 15.000 € (6 kW)

Coût de l'installation (par un professionnel agréé)

Demander plusieurs devis

le crédit d’impôt.

Vous pouvez bénéficier d'un crédit d’impôt de 50% sur le prix des équipement et matériaux (hors main d’œuvre), pour les dépenses effectuées entre le 1er janvier 2005 et le 31 décembre 2009 dans des habitations principales neuves ou anciennes, le plafond pour un même contribuable et une même habitation étant fixé à 16.000 € par couple (pacsé ou marié) sur ladite période, majoré depuis 2006 par 400 € par personne à charge.

Notez qu'il faut que l'installation soit faite par un professionnel (qui vous fournira un facture justificatrice des dépenses).
 
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