ÉLECTRICITÉ ÉOLIENNE 
1. Production d'énergie de proximité
2. Les fermes éoliennes
3. Statistiques éoliennes

 

Une industrie de pointe

Chaque année, les nouvelles machines éoliennes deviennent plus grandes et plus puissantes. En novembre 2009, une éolienne de 7 MW (ENERCON E-126) a été inaugurée près de Mons en Belgique. Le diamètre du rotor est de 127 mètres.

Une machine avec une puissance unitaire de 10 MW équipée d'un rotor de 145 m de diamètre est en construction en Norvège. Le prototype avec une hauteur totale de 162,5 m sera assemblé à terre à Oeygarden.

En octobre 2009, l'entreprise allemand E.ON a mis en exploitation le plus grand parc éolien terrestre au monde, avec un champ de 627 turbines réparties sur une superficie de 400 km2 au Texas. La capacité installée est d'environ 780 MW et les turbines éoliennes proviennent de trois fabricants différents : Mitsubishi, General Electric et Siemens.

ENERCON E-126 avec une puissance nominale de 7 MW 
dans le parc éolien d'Estinnes 



Ferme éolienne avec 16 machines 
Bonus de 1,3 MW à Treilles, France


Construction de l'éolienne 
REpower 5 MW dans la Mer du Nord 


L'économie des fermes éoliennes 

L’arrêté ministériel du 10 juillet 2006 impose à EDF un tarif de rachat de l’électricité produite par les éoliennes de 8,2 centimes d’euro par kilowattheure (KWh), soit 82,8 euros par mégawattheure (MWh), et ce pendant dix ans. Le tarif varie ensuite de 8,2 à 2,8 centimes d’euro le kilowattheure les cinq années suivantes, en fonction des rendements.  

A titre de comparaison :
- le prix du marché de l’électricité fluctuent entre 40 et 55 €/MWh.
- le prix d'achat de l'électricité d’origine thermique varie entre 30 et 45 €/MWh
- le prix d'achat de l'électricité d’origine nucléaire est de 26 €/MWh.
- le prix d'achat de l'électricité d’origine éolienne est de 82 €/MWh.

Car le prix d'achat de l'électricité d’origine éolienne est supérieur au prix du marché, le consommateur d'électricité paie les surcoûts liés aux obligations d’achat d’électricité des énergies renouvelables sous la forme d’une "contribution aux charges de service public d’électricité (CSPE)", mentionnée sur la note d’électricité et qui se monte à 0,53 centimes d'euro TTC par kilowattheure. Avec l'augmentation constante du prix de marché de l'électricité, le surcoût éolien diminue. Ainsi une CSPE constante peut couvrir l'achat davantage d'électricité d'origine éolienne.  

Depuis le 13 juillet 2007, pour bénéficier du tarif de rachat d’EDF, les éoliennes doivent être construites sur une "zone de développement de l’éolien" (ZDE).Créées dans l’objectif de maîtriser le développement du secteur et d’éviter le "mitage" du territoire, les ZDE sont proposées par les communes et approuvées par les préfets. Elles se définissent selon le potentiel éolien, les possibilités de raccordement au réseau électrique et la protection des paysages, des monuments historiques et des sites remarquables et protégés. 
18 ZDE étaient créées au 28 février 2007 : elles accueilleront des parcs représentant une puissance cumulée maximale de 602 MW.
Dans le même temps, 63 propositions de ZDE représentant une puissance maximale de 4142 MW étaient en cours d’instruction et 86 projets en cours d’études étaient connus des services instructeurs.

Selon France Énergie Éolienne :
- le coût d'une éolienne installée de 2 MW varie entre 1 million et 1,3 million d’euros.
- l'investissement peut être amorti dans moins de 5 ans (avec un tarif de rachat d’électricité de 82 €/MWh), 
- généralement, les propriétaires des terrains reçoivent un loyer compris entre 1.000 à 2.500 euros par an et par éolienne. 
- les communes perçoivent annuellement, par le biais de la taxe professionnelle, 500 à 700 euros par an et par mégawatt, après une période de déduction fiscale au bénéfice du développeur.

Quelques chiffres concernant le marché et les perspectives en France :
- En puissance totale installée, la France occupe la 5ème place de l'UE-27 derrière l'Allemagne, l'Espagne, le Danemark et l'Italie, avec une puissance cumulée de 2.454 MW.
- Selon le MEDAD, cette puissance installée permettra d’éviter l’émission de 1,65 millions de tonnes de CO2 en 2008.
- La puissance éolienne cumulée doit passer de 2.454 MW en 2007 à 15.000 MW en 2015.  

L’analyse du dernier bilan prévisionnel du Réseau de Transport d'Électricité (RTE) démontre que la productivité du parc éolien français est largement supérieure à la moyenne européenne. Ce, en raison du caractère particulièrement avantageux des régimes de vent français (deuxième gisement éolien en Europe, derrière la Grande-Bretagne). Le secteur éolien bénéficie en effet de la présence de trois climats sur le territoire : De ce fait, le vent souffle toujours quelque part dans l’hexagone. Les éoliennes étant déployées sur l’ensemble du territoire, elles peuvent donc continuer à approvisionner le réseau électrique national.

Toujours selon RTE, un parc éolien national d’une puissance de 10.000 MW, réparti sur les trois régions climatiques, apporte la même puissance garantie que 2.800 MW de centrales thermiques à flamme, évitant ainsi les émissions de CO2 associées.

Équivalence de l'énergie éolienne et nucléaire 

Une centrale nucléaire de 1.000 MW produit en moyenne 6.300 TWh par an en France (72% de la production théorique).

Un champ d'éoliennes avec un taux d'activité de 22,8% (moyenne pour la France) produit 3,6 fois moins qu’un réacteur nucléaire pour une même puissance


Les éoliennes offshore

L'installation de fermes éoliennes en mer (offshore) permettra un développement industriel de grande envergure. Après les premiers essais près des côtes danoises et les réalisations allemandes en mer du Nord, de nombreux projets sont en construction ou à l'état d'étude. 


La ferme éolienne "Middlegrunden" dans le port de Copenhague

L'installation d'éoliennes en mer est plus coûteuse qu'à terre, car les mâts et les machines doivent résister à la force des vagues et la corrosion des embruns, l'implantation en mer nécessite des engins spécialisés, le raccordement électrique implique des câbles sous-marins coûteux et fragiles et la maintenance peut être complexe. 

Par contre, les éoliennes en pleine mer entraînent moins d'impact sur le paysage et elles ont un meilleur rendement. 1 MW de capacité installée en offshore permet de générer en moyenne entre 3500 à 4000 MWh d'électricité par an, comparé avec 2000 à 2500 MWh sur terre.

Janvier 2010 :Selon l'association européenne pour l'énergie éolienne (EWEA), un total de huit nouveaux parcs éoliens composé de 199 éoliennes offshore, d'une capacité de production cumulée de 577 MW ont été raccordées au réseau européen en 2009. Cette capacité représente un taux de croissance de 54% par rapport aux 373 MW installés en 2008. Concernant 2010, l'EWEA prévoit la mise en service de 10 autres parcs éoliens offshore européens, soit l'ajout de 1000 MW de capacités ou une progression de 75% du marché éolien offshore par rapport à 2009.

Février 2008 : Le groupe allemand de l'énergie RWE vient de demander aux autorités néerlandaises l'autorisation de construire deux parcs éoliennes offshore d'une capacité globale de 2 000 mégawatts (MW). A eux deux, ils représentent l'un des plus grands projets de développement de l'énergie éolienne en mer dans le monde.

Ce méga-projet vise au final deux parcs. Le premier du nom de Tromp, invisible depuis la terre ferme, car situé à 64 km des côtes d'Ijmuiden, là ou la profondeur en eau atteint les 26 mètres, aura une capacité de 1 150 MW.

Danemark : Une ferme éolienne en mer de 207 MW va être installée au sud de l’île danoise de Lolland, en mer baltique. Composée de 90 éoliennes ce projet Rodstand II sera l’un des plus importants en termes de développement de l’éolien en mer au monde et devrait être opérationnel en 2010. La ferme sera implanter à trois kilomètres à l’ouest de la ferme éolienne en mer de Rodsand I avec ses 72 éoliennes et ses 165,6 MW, connecté au réseau électrique en 2003. 

La France ne possède pas de parcs offshore, mais quelques sociétés ont des projets en cours :
- Fin 2008, Enertrag devrait lancer la construction du premier parc éolien en mer pour entrer en fonction à la fin 2009. Les 21 éoliennes avec une capacité unitaire de 5MW seront implantées en Manche au large de Veulettes-sur-Mer (au sud de Fécamp), où la mer est de 24 à 27m de profondeur.
Le parc avec une puissance totale de 105 MW, sera composé de 3 rangées de 7 éoliennes et chaque pylône sera amarrée sur une tripode métallique.

Le gouvernement belge a accordé plusieurs concessions en mer du nord pour la construction des parcs éoliens. Au total, le pays pourrait voir 500 éoliennes implantées au large de ses côtes, pour un investissement qui dépasse les 5 milliards d'euros, et une puissance comprise entre 2 300 à 2 700 MW.


Les éoliennes flottantes 

La société Blue H a présenté un premier prototype de grande envergure dans le sud de l'Italie, à 20 km au large et par une profondeur d'eau d'une centaine de mètres  

L'intérêt de ces éoliennes, inspirées des plate-formes de l'industrie pétrolière et gazière, est de pouvoir être montées à terre, avant de se faire remorquer jusqu'au point d'amarrage.

Plus simples à monter, elles peuvent également être installées plus loin au large que des éoliennes offshore classiques : jusqu'à 27 km. Là les vents sont plus forts et plus constants (au moins 8 m par seconde).  

Blue H s'est dit prête à passer à la première phase commerciale, avec le la mise en oeuvre du parc de Tricase. A terme, ce sont 25 éoliennes flottantes qui y seront ancrées, pour une capacité de 92 MW. 


Éolienne gonflable "Mars"

La société canadienne Magenn a testé un prototype en taille réelle de d'éolienne aérienne gonflable. Baptisé MARS, pour Magenn Air Rotor System, cette éolienne hors du commun est conçue pour stationner à 200 ou 300 mètres d'altitude où elle pourra capter les vents les plus puissants.

    Test de la première éolienne gonflable au monde

Elle se présente comme un ballon gonflable, ou "une grosse saucisse blanche", tournant autour d'un axe horizontal. D'une taille de 7,6m sur 19,8m, elle disposerait d'une capacité de 10 kW. MARS est susceptible de se mettre en mouvement avec des vents de 6 km/h, et jusqu'à 95 km/h.

Les câbles reliant le système au sol permettent la transmission du courant.

 


Éoliennes intégrées au bâti

Les trois hélices de 29 mètres de diamètre sont intégrées au complexe commercial "World Trade Centre" à Bahrein. 

La mise en place des éoliennes est le résultat de la collaboration entre Atkins Architects and Engineers et le bureau d'éudes Norwin.

La forme elliptique des deux tours accélère la vitesse du vent lors de son passage entre les deux parties du bâtiment.


Éoliennes à production d'eau

L'entreprise française Eole Water est spécialisée dans le domaine des systèmes éoliens de production d’eau par condensation. Le principe consiste à aspirer l'air ambiant, puis à le laisser se condenser par un procédé de refroidissement alimenté par de l'électricité produite par l'éolienne. L'agrégat de condensation forme au final de l'eau qui sera stockée dans le mat avant d'être filtrée pour la consommation.

Le modèle "WMS 500" haut de 14 mètres et muni d'une turbine de 8,5 mètres serait en mesure de produire 514 litres d'eau en 24 heures, dans des conditions dites "normales".


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