Alors que le vent, quoique intermittent, est clairement signifié comme une énergie renouvelable à préconiser, des populations concernées par ces installations s’élèvent parfois contre. Nous allons résumer les enjeux techniques qui peuvent alimenter des réflexions sur ce sujet.
Sous l’effet de sa chaleur, des molécules d’air se déplacent, avec des vitesses variables, des zones de pressions élevées vers des zones de pressions plus faibles. Ainsi naît le vent. Sur son passage et dans des lieux bien choisis, on dispose une turbine de trois pales, profilées comme des ailes d’avion. L’air est accéléré d’un côté et freiné de l’autre, ce qui leur confère une force de portance. Les pales se mettent à tourner, et la puissance du vent est transformée en puissance mécanique. La turbine est reliée à une génératrice électrique qui transforme l’énergie de cette rotation en électricité. La vitesse de rotation de la turbine accélère proportionnellement à la vitesse du vent, jusqu’au seuil des 50 km/h environ. Là, l’éolienne atteint son optimum économique. Au-delà de cette vitesse, on diminue volontairement la prise au vent (portance) des pales, la production est « écrêtée » pour rester stable au niveau de la puissance nominale.
C’est là l’un des enjeux majeurs des énergies renouvelables variables. Comme elles ne produisent pas en permanence à pleine puissance, l’énergie réellement produite est inférieure à la puissance maximale des éoliennes.
Mais pourquoi entend-on parfois des opposants dire que les éoliennes ne tournent qu’un tiers du temps ? C’est là une confusion autour de l’idée de facteur de charge. Quand on dit que le facteur de charge d’une éolienne est d’environ 30 %, cela signifie qu’elle fonctionne à pleine puissance pendant une durée équivalente à 30 % du nombre d’heures total dans une année. Mais pas qu’elles ne tournent que 30 % du temps. En fait, une éolienne tourne, même au ralenti pendant 80 à 90 % du temps.
Pour Cédric Philibert, de la division des Énergies renouvelables à l’Agence internationale de l’énergie (AIE), « cela a d’une part permis de mettre des éoliennes dans des endroits moins venteux, jusqu’ici non exploitables » mais surtout, « on s’est rendu compte qu’on pouvait les mettre aussi dans des endroits plus venteux et ainsi augmenter de 25 à 35 % le facteur de charge ».
Actuellement, en France, l’éolien représente un parc d’environ 9 % du total de la puissance installée de l’ensemble des énergies, avec 12,8 GW raccordés au réseau électrique, selon les données parues dans le Panorama de l’électricité renouvelable au 30 septembre 2017. Ces 12,8 GW sont en deçà des objectifs fixés par la loi de transition énergétique et le décret de programmation pluriannuelle de l’énergie qui vise 15 GW à la fin de l’année 2018, puis de 21,8 à 26 GW pour 2023.
Associations et experts élaborent des scénarios, le plus connu étant celui de Négawatt, qui vise le 100 % renouvelable en 2050 et établit les besoins année après année pour y parvenir progressivement, en y adjoignant économies d’énergies et investissements massifs dans l’efficacité énergétique. www.negawatt.org
Selon le dernier scénario Négawatt, avec 247 TWh d’énergie produite en 2050 et environ 18.000 mâts sur terre et en mer, l’éolien représenterait la première source d’énergie renouvelable électrique là où aujourd’hui, avec une production annuelle de 20 TWh, elle vient bien après la biomasse et l’hydraulique.
« La France bénéficie de gisements éoliens importants, avec trois régimes de vent, océanique, continental et méditerranéen, explique Stéphane Chatelin, directeur de Négawatt, mais aussi parce que nous avons de vastes zones peu densément peuplées, qui permettent l’installation de ces machines. » Mais il ajoute : « Il faudra faire en sorte de ne pas concentrer tous les parcs dans quelques départements, d’autant que la demande est éparpillée ».
↘ Découvrez le scénario négaWatt 2017-2050
