L’électricité d’origine éolienne
Les progrès technologiques récents et des incitations financières ont entraîné en Europe un développement rapide de l'électricité d'origine éolienne qui apparaît aujourd'hui comme une filière mature mais encore peu exploitées.
L’électricité d’origine éolienne utilise la force du vent pour faire tourner des aérogénérateurs. Le poids des éoliennes par kW de puissance installée a été divisé par deux en 5 ans, le son réduit de moitié en 3 ans, et la production électrique annuelle des éoliennes a été multipliée par 100 en 15 ans.
Qu’est-ce qu’une éolienne ?
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…).
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.
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
- 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.
- 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.
- Une fois injectée au réseau électrique, l’électricité d’origine éolienne alimente les appareils électriques reliés au secteur ! En 2010 en France, 2.8% de l’électricité consommée est d’origine éolienne (+24.4% par rapport à 2009).
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 général
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 peut bénéficier du tarif de rachat d’EDF.
Le prix de rachat
La loi du 10 février 2000
La loi relative à la modernisation et au développement du service public de l’électricité 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 la vente de la première à la dixième année : 8,20 c€/KWh
Tarif de la vente de la onzième à la quinzième 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.
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 :
| Thèmes | Identification des effets du projet |
|---|---|
| Végétation | - Atteinte à des stations d'espèces rares, menacées ou protégées (fondations, réseau électrique, chemins d'accès) - Emprise au sol : perte de terre végétale - Piétinement du site |
| Faune | - Perte du territoire (nicheurs, hivernants) - Perturbation des déplacements et flux migratoires - Risques de collision avec les éoliennes - Dérangement divers |
| Milieux naturels et d'intérêts | - Perte d'habitats prioritaires - Modification du fonctionnement des écosystèmes |
Les impacts sur le paysage et le patrimoine :
| Thèmes | Identification 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 :
| Thèmes | Identification 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 |
| Comptabilité avec usages et usagers locaux | - Comptabilité avec d'autres activités - Comptabilité avec les aménagements existants ou futures |
| Impacts environnementaux | - Emissions de CO2 évitées |
