{"id":2562,"date":"2018-01-20T02:43:48","date_gmt":"2018-01-20T01:43:48","guid":{"rendered":"http:\/\/www.quieryavenir.fr\/blog\/?p=2562"},"modified":"2018-08-06T11:10:22","modified_gmt":"2018-08-06T09:10:22","slug":"pourquoi-les-eoliennes-sont-si-hautes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.quieryavenir.fr\/blog\/2018\/01\/20\/pourquoi-les-eoliennes-sont-si-hautes\/","title":{"rendered":"Pourquoi les \u00e9oliennes sont si hautes ?"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Comment \u00e7a marche\u00a0? Combien sont-elles\u00a0?<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><!--more--><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Vitesse du vent, puissance install\u00e9e, stockage de l\u2019\u00e9nergie produite\u2026 les questions techniques li\u00e9es aux \u00e9oliennes sont nombreuses. Reporterre se plonge dans la m\u00e9canique et le vent pour tout vous expliquer.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Comment fonctionne une \u00e9olienne\u00a0?<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Au commencement \u00e9tait le Soleil. Sous l\u2019effet de sa chaleur, des mol\u00e9cules d\u2019air se d\u00e9placent, avec des vitesses variables, des zones de pressions \u00e9lev\u00e9es vers des zones de pressions plus faibles. Ainsi na\u00eet le vent. Sur son passage, on dispose une turbine de trois pales, profil\u00e9es comme des ailes d\u2019avion. L\u2019air est acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 d\u2019un c\u00f4t\u00e9 et frein\u00e9 de l\u2019autre, ce qui leur conf\u00e8re une force de portance. Les pales se mettent \u00e0 tourner, et la puissance du vent est transform\u00e9e en puissance m\u00e9canique. La turbine est reli\u00e9e \u00e0 une g\u00e9n\u00e9ratrice \u00e9lectrique qui transforme l\u2019\u00e9nergie de cette rotation en \u00e9lectricit\u00e9. Voil\u00e0 pour le principe.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mais, par d\u00e9finition, le vent est variable, il n\u2019est pas continu On va donc ajouter un autre composant fondamental, un convertisseur \u00e9lectronique de puissance, qui va piloter l\u2019\u00e9olienne. D\u2019une part, il adapte la vitesse de rotation des pales \u00e0 la vitesse du vent\u00a0: plus il souffle fort, plus l\u2019\u00e9olienne tourne vite\u00a0; d\u2019autre part, il r\u00e9gule, au moins partiellement, la production en fonction des besoins du r\u00e9seau. Bien s\u00fbr, en dessous d\u2019une certaine vitesse du vent, l\u2019\u00e9olienne est \u00e0 l\u2019arr\u00eat, il faut donc un minimum de vent pour faire fonctionner la machine. D\u00e8s qu\u2019il d\u00e9passe environ 10\u00a0km\/h, la turbine commence \u00e0 produire. La vitesse de rotation de la turbine acc\u00e9l\u00e8re proportionnellement \u00e0 la vitesse du vent, jusqu\u2019au seuil des 50 km\/h environ. L\u00e0, l\u2019\u00e9olienne atteint son optimum \u00e9conomique, elle produit ce que l\u2019on appelle sa <strong>puissance nominale<\/strong>\u00a0: la puissance maximale que peut fournir cette \u00e9olienne.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Au-del\u00e0 de cette vitesse, on diminue volontairement la prise au vent (portance) des pales, la production est \u00ab\u00a0\u00e9cr\u00eat\u00e9e\u00a0\u00bb pour rester stable au niveau de la puissance nominale. Enfin, quand le vent s\u2019approche des 100 km\/h, on arr\u00eate tout simplement la machine, pour ne pas lui faire subir une force trop grande. M\u00eame si elles nous marquent plus, ces journ\u00e9es de grand vent sont en fait tr\u00e8s rares rapport\u00e9es \u00e0 l\u2019ensemble d\u2019une ann\u00e9e et il n\u2019est pas rentable de concevoir des machines (plus co\u00fbteuses, par exemple avec des mat\u00e9riaux plus r\u00e9sistants) capables de fonctionner si peu souvent. Voil\u00e0 pourquoi les \u00e9oliennes ne tournent pas les jours de temp\u00eate.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Sch\u00e9ma th\u00e9orique de la courbe de puissance d\u2019une \u00e9olienne selon la vitesse du vent.<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">On comprend ainsi qu\u2019une \u00e9olienne ne tourne pas toujours \u00e0 pleine puissance. Mais pourquoi entend-on parfois des opposants dire que les \u00e9oliennes ne tournent qu\u2019un tiers du temps\u00a0? C\u2019est l\u00e0 une confusion autour de l\u2019id\u00e9e de facteur de charge. Quand on dit que le facteur de charge d\u2019une \u00e9olienne est d\u2019environ 30\u00a0%, cela signifie qu\u2019elle fonctionne \u00e0 pleine puissance pendant une dur\u00e9e \u00e9quivalente \u00e0 30\u00a0% du nombre d\u2019heures total dans une ann\u00e9e. Mais pas qu\u2019elles ne tournent que 30\u00a0% du temps. En fait, une \u00e9olienne tourne, m\u00eame au ralenti pendant 80 \u00e0 90\u00a0% du temps. Le plus souvent, elles ne sont arr\u00eat\u00e9es qu\u2019en cas de surproduction, panne ou maintenance.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Pourquoi les \u00e9oliennes sont-elles si hautes\u00a0?<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Pour mesurer une \u00e9olienne, on dispose de deux mesures principales\u00a0:<\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li>la hauteur du m\u00e2t, au niveau de la nacelle centrale\u00a0;<\/li>\n<li>le diam\u00e8tre du rotor, c\u2019est \u00e0 dire deux fois la longueur d\u2019une des pales.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\">On parle souvent de la hauteur en bout de pale, ce qui renforce l\u2019effet d\u2019immensit\u00e9. Aussi, quand on d\u00e9signe une \u00e9olienne de 150 m de haut, il s\u2019agit de la hauteur <em>\u00ab\u00a0en bout de pale\u00a0\u00bb,<\/em> soit la hauteur du m\u00e2t (100\u00a0m) plus la longueur d\u2019une pale (50\u00a0m). \u00c0 titre de comparaison, les hauts immeubles r\u00e9cents de 15 \u00e9tages <a href=\"https:\/\/actu.fr\/occitanie\/toulouse_31555\/toulouse-voici-tour-50-metres-elever-coeur-nouveau-quartier-montaudran_13217921.html\">mesurent 50 m\u00e8tres de hauteur<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">L\u2019effet est encore plus renforc\u00e9 par l\u2019absence dans les campagnes d\u2019autres \u00e9l\u00e9ments d\u2019une telle hauteur, ce qui marque une <em>\u00ab\u00a0rupture d\u2019\u00e9chelle\u00a0\u00bb<\/em> entre les \u00e9oliennes qui paraissent immenses \u00e0 c\u00f4t\u00e9 de certains clochers d\u2019\u00e9glise par exemple, surtout avec une longue focale.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>L\u2019\u00e9glise de Tr\u00e9zien, \u00e0 Plouarzel (Finist\u00e8re).<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Aujourd\u2019hui, on assiste \u00e0 une course \u00e0 l\u2019agrandissement et \u00e0 l\u2019\u00e9l\u00e9vation des \u00e9oliennes\u00a0: les plus r\u00e9cents mod\u00e8les exp\u00e9riment\u00e9s \u00e0 l\u2019\u00e9tranger atteignent d\u00e9sormais les 160\u00a0m de hauteur de m\u00e2t, <a href=\"https:\/\/www.enercon.de\/fr\/produits\/ep-4\/e-141-ep4\/\">soit 230\u00a0m en bout de pale<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">M\u00eame si en France, on d\u00e9passe encore rarement les 120 m (de m\u00e2t), pourquoi aller plus haut\u00a0? Est-ce vraiment pour se rapprocher de l\u2019avenir\u00a0? La r\u00e9ponse est donn\u00e9e par Bernard Multon, enseignant-chercheur \u00e0 l\u2019ENS de Rennes, sp\u00e9cialis\u00e9 dans les technologies de l\u2019\u00e9nergie\u00a0: <em>\u00ab\u00a0La vitesse du vent varie consid\u00e9rablement selon la hauteur. Si vous la mesurez au ras du sol, m\u00eame en pleine temp\u00eate, le vent sera quasi nul, \u00e0 cause de tous les obstacles et frottements de l\u2019air. \u00c0 l\u2019inverse, d\u00e8s que vous montez en altitude, vous avez des vents plus intenses.\u00a0\u00bb<\/em> Dans des endroits o\u00f9 l\u2019humain ne sent qu\u2019une petite brise, un appareil de mesure de la vitesse du vent plac\u00e9 \u00e0 100 m\u00e8tres de hauteur constatera l\u2019existence d\u2019un <em>\u00ab\u00a0gisement\u00a0\u00bb<\/em> \u00e9olien. En rehaussant une m\u00eame machine de 10 ou 20\u00a0m de haut, on augmente consid\u00e9rablement le temps \u00e9quivalent o\u00f9 l\u2019\u00e9olienne fonctionne \u00e0 pleine puissance et donc sa productivit\u00e9 annuelle. Et si, en plus de cela, on augmente un peu la longueur des pales, cela accroit encore plus significativement l\u2019effet b\u00e9n\u00e9fique.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cette augmentation de hauteur se joue depuis une dizaine d\u2019ann\u00e9es. Pour C\u00e9dric\u00a0Philibert, de la division des \u00c9nergies renouvelables \u00e0 l\u2019<a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Agence_internationale_de_l%27%C3%A9nergie\">Agence internationale de l\u2019\u00e9nergie (AIE)<\/a>, <em>\u00ab\u00a0cela a d\u2019une part permis de mettre des \u00e9oliennes dans des endroits moins venteux, jusqu\u2019ici non exploitables\u00a0\u00bb<\/em> mais surtout, <em>\u00ab\u00a0on s\u2019est rendu compte qu\u2019on pouvait les mettre aussi dans des endroits plus venteux et ainsi augmenter de 25 \u00e0 35\u00a0% le facteur de charge\u00a0\u00bb<\/em>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Combien d\u2019\u00e9oliennes aujourd\u2019hui et pour quelle \u00e9nergie produite\u00a0?<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">C\u2019est l\u00e0 l\u2019un des enjeux majeurs des \u00e9nergies renouvelables variables. Comme elles ne produisent pas en permanence \u00e0 pleine puissance, l\u2019\u00e9nergie r\u00e9ellement produite est inf\u00e9rieure \u00e0 la puissance maximale des engins. Il faut bien distinguer deux \u00e9l\u00e9ments. On caract\u00e9rise les \u00e9oliennes par leur <strong>puissance nominale<\/strong>. De 1 MW il y a dix ans, le standard est aujourd\u2019hui autour de 3 MW et les mod\u00e8les les plus r\u00e9cents montent \u00e0 4 MW pour les \u00e9oliennes terrestres. En mer, les machines co\u00fbtent plus cher mais produisent actuellement 5 MW, de nouveaux mod\u00e8les \u00e9tant exp\u00e9riment\u00e9s \u00e0 8 MW. La somme de ces puissances nominales constitue la <strong>puissance install\u00e9e<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Actuellement, en France, l\u2019\u00e9olien repr\u00e9sente un parc d\u2019environ 9\u00a0% du total de la puissance install\u00e9e de l\u2019ensemble des \u00e9nergies, avec 12,8 GW raccord\u00e9s au r\u00e9seau \u00e9lectrique, selon les donn\u00e9es parues (page 6) dans le <a href=\"http:\/\/www.rte-france.com\/fr\/article\/panorama-de-l-electricite-renouvelable\">Panorama de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 renouvelable au 30\u00a0septembre 2017<\/a>. Ces 12,8 GW sont en de\u00e7\u00e0 des objectifs fix\u00e9s par la loi de transition \u00e9nerg\u00e9tique et le d\u00e9cret de programmation pluriannuelle de l\u2019\u00e9nergie qui vise <a href=\"https:\/\/www.legifrance.gouv.fr\/jo_pdf.do?id=JORFTEXT000033312688\">15 GW \u00e0 la fin de l\u2019ann\u00e9e 2018, puis de 21,8 \u00e0 26 GW pour 2023<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9, elle, va se mesurer en kilowattheures (kWh) ou t\u00e9rawattheures (TWh, milliards de kWh), en quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie produite. Selon les donn\u00e9es du bilan \u00e9lectrique 2016 de RTE, la production \u00e9olienne <a href=\"http:\/\/bilan-electrique-2016.rte-france.com\/production\/le-parc-de-production-national\/\">s\u2019est \u00e9lev\u00e9e \u00e0 20,7 TWh<\/a>, soit environ 3,9\u00a0% de la production totale ou encore 4,4% de la consommation int\u00e9rieure.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ce que cela repr\u00e9sente\u00a0physiquement\u00a0? Les projets sont regroup\u00e9s par parcs allant de 5 \u00e0 70 \u00e9oliennes. Au 31\u00a0mai 2017, on comptait 1.223 parcs r\u00e9alis\u00e9s ou en projet, soit <a href=\"http:\/\/fee.asso.fr\/actu\/observatoire-de-leolien-2017\/\">environ 6.500 m\u00e2ts<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Peut-on stocker l\u2019\u00e9nergie produite par les \u00e9oliennes\u00a0?<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Des batteries en mesure de stocker les grandes quantit\u00e9s d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 produites par de nombreuses \u00e9oliennes auraient un co\u00fbt consid\u00e9rable, m\u00eame si la technologie \u00e9volue tr\u00e8s rapidement. En r\u00e9alit\u00e9, on stocke d\u00e9j\u00e0 une part importante d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 de mani\u00e8re indirecte. Il s\u2019agit de la technologie Step, pour <em>\u00ab\u00a0stations de transfert d\u2019\u00e9nergie par pompage\u00a0\u00bb<\/em>. On associe l\u2019\u00e9nergie hydraulique \u00e0 une autre source, qui est actuellement le nucl\u00e9aire, mais peut \u00e9galement \u00eatre l\u2019\u00e9olien, comme l\u2019explique Bernard Multon\u00a0: <em>\u00ab\u00a0Lorsque le premier est en surproduction par rapport \u00e0 la demande, les groupes hydrauliques fonctionnent en mode moteur-pompe, qui fait remonter l\u2019eau du bassin inf\u00e9rieur du barrage en amont pour le remplir. Lorsqu\u2019en revanche l\u2019\u00e9olien ne produit plus assez, on fait fonctionner l\u2019installation hydro\u00e9lectrique en mode g\u00e9n\u00e9rateur-turbine, qui d\u00e9charge alors l\u2019\u00e9nergie pr\u00e9c\u00e9demment stock\u00e9e pour compenser le manque de production.\u00a0\u00bb<\/em> Ce syst\u00e8me pourrait s\u2019av\u00e9rer d\u2019autant plus utile s\u2019il s\u2019accompagnait de la fermeture de centrales nucl\u00e9aires situ\u00e9es au bord de la Garonne ou en vall\u00e9e du Rh\u00f4ne, qui utilisent de grands volumes d\u2019eau pour refroidir leurs r\u00e9acteurs.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Plus complexe, on assiste \u00e0 l\u2019apparition d\u2019une autre forme de stockage, appel\u00e9e <em>\u00ab\u00a0power to gas\u00a0\u00bb<\/em>. Si l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 est \u00e0 utiliser imm\u00e9diatement, le gaz, lui, peut se stocker plus ais\u00e9ment. Suivant la m\u00e9thode de l\u2019\u00e9lectrolyse, on fait passer l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 dans de l\u2019eau pour s\u00e9parer oxyg\u00e8ne et hydrog\u00e8ne. Si l\u2019on combine ce dernier \u00e0 du CO<sub>2<\/sub> , on peut cr\u00e9er du m\u00e9thane (ou gaz naturel)\u00a0: on appelle cette transformation la <em>\u00ab\u00a0m\u00e9thanation\u00a0\u00bb<\/em>, \u00e0 ne pas confondre avec la m\u00e9thanisation, qui provient de la d\u00e9composition de mati\u00e8res organiques. Des recherches sur le sujet sont en cours, avec un d\u00e9monstrateur de l\u2019op\u00e9rateur GRTGaz qui devrait entrer en service d\u00e8s 2018. Mais cette solution pose de nombreux probl\u00e8mes avec des enjeux g\u00e9opolitiques, car elle int\u00e8gre les multinationales du gaz dans l\u2019\u00e9conomie des renouvelables. Dans un r\u00e9cent rapport, l\u2019Observatoire des multinationales et Attac s\u2019alarmaient justement du lobbying de l\u2019industrie gazi\u00e8re dans l\u2019Union europ\u00e9enne pour d\u00e9velopper les infrastructures, <a href=\"https:\/\/france.attac.org\/IMG\/pdf\/the_great_gas_lock_in_french_-vfin.pdf?pk_campaign=Infolettre-1114&amp;pk_kwd=france-attac-org-img-pdf-the-great\">sans v\u00e9ritable souci \u00e9cologique<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Combien d\u2019\u00e9oliennes en 2050\u00a0?<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Associations et experts \u00e9laborent des sc\u00e9narios, le plus connu \u00e9tant celui de N\u00e9gawatt, qui vise le 100\u00a0% renouvelable en 2050 et \u00e9tablit les besoins ann\u00e9e apr\u00e8s ann\u00e9e pour y parvenir progressivement, en y adjoignant \u00e9conomies d\u2019\u00e9nergies et investissements massifs dans l\u2019efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Selon le dernier sc\u00e9nario N\u00e9gawatt, avec 247 TWh d\u2019\u00e9nergie produite en 2050 et environ 18.000 m\u00e2ts sur terre et en mer, l\u2019\u00e9olien repr\u00e9senterait la premi\u00e8re source d\u2019\u00e9nergie renouvelable \u00e9lectrique l\u00e0 o\u00f9 aujourd\u2019hui, avec une production annuelle de 20\u00a0TWh, elle vient bien apr\u00e8s la biomasse et l\u2019hydraulique. Pourquoi parier \u00e0 ce point sur le vent\u00a0?<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><em>\u00ab\u00a0La France b\u00e9n\u00e9ficie de gisements \u00e9oliens importants, avec trois r\u00e9gimes de vent, oc\u00e9anique, continental et m\u00e9diterran\u00e9en,<\/em> explique St\u00e9phane Chatelin, directeur de N\u00e9gawatt, <em>mais aussi parce que nous avons de vastes zones peu dens\u00e9ment peupl\u00e9es, qui permettent l\u2019installation de machines.\u00a0\u00bb<\/em> Mais il ajoute\u00a0: <em>\u00ab\u00a0Il faudra faire en sorte de ne pas concentrer tous les parcs dans quelques d\u00e9partements\u00a0\u00bb<\/em>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">L\u2019importance de l\u2019\u00e9olien est \u00e9galement renforc\u00e9e par la mani\u00e8re dont nous consommons l\u2019\u00e9nergie selon les latitudes, comme le rappelle C\u00e9dric Philibert\u00a0: <em>\u00ab\u00a0Le productible \u00e9olien est important car il arrive au moment o\u00f9 la demande est forte, en hiver.\u00a0\u00bb<\/em> C\u2019est un h\u00e9ritage du pass\u00e9\u00a0: la France s\u2019est massivement dot\u00e9e en chauffage \u00e9lectrique dans les ann\u00e9es 1980 pour \u00e9couler la surproduction des centrales nucl\u00e9aires. C\u2019est aussi dans les p\u00e9riodes froides de l\u2018ann\u00e9e qu\u2019on trouve le plus de vent. \u00c0 l\u2019inverse, en \u00e9t\u00e9, o\u00f9 la production \u00e9olienne est plus faible, l\u2019\u00e9nergie solaire peut prendre le relais, pour alimenter les climatisations et le frigorifique. L\u2019Inde et le Maghreb, eux, misent beaucoup plus sur l\u2019\u00e9nergie solaire.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">L\u2019Ademe (Agence de l\u2019environnement et de la ma\u00eetrise de l\u2019\u00e9nergie) pr\u00e9sente quant \u00e0 elle un sc\u00e9nario moins ambitieux d\u2019un mix \u00e9lectrique allant de <a href=\"http:\/\/www.ademe.fr\/mix-electrique-100-renouvelable-analyses-optimisations\">50 \u00e0 100\u00a0% de renouvelables<\/a>. Mais l\u00e0 encore, plus la part des renouvelables augmente, plus l\u2019\u00e9olien prend une place importante dans le mix, avec notamment l\u2019ambition du d\u00e9veloppement de l\u2019\u00e9olien en mer \u00e0 partir de 2025. L\u00e0 o\u00f9, dans les pays nordiques, la technologie de l\u2019\u00e9olien <em>\u00ab\u00a0pos\u00e9\u00a0\u00bb<\/em> (pour des eaux de moins de 40 m\u00e8tres de profondeur) est d\u00e9j\u00e0 bien d\u00e9velopp\u00e9e, la France tente de tirer son \u00e9pingle du jeu en exp\u00e9rimentant l\u2019\u00e9olien <em>\u00ab\u00a0flottant\u00a0\u00bb,<\/em> une premi\u00e8re \u00e9olienne de ce type venant d\u2019\u00eatre inaugur\u00e9e au large du Croisic (Loire-Atlantique), pour une phase d\u2019exp\u00e9rimentation tandis que <a href=\"https:\/\/www.ecologique-solidaire.gouv.fr\/eolien-en-mer\">se concluent les premiers appels d\u2019offres dans le domaine<\/a>.<\/p>\n<p>reporterre.net<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-medium wp-image-2567\" src=\"http:\/\/www.quieryavenir.fr\/blog\/wp-content\/uploads\/2018\/01\/SalonDames-180102-01-300x129.jpg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"129\" srcset=\"https:\/\/www.quieryavenir.fr\/blog\/wp-content\/uploads\/2018\/01\/SalonDames-180102-01-300x129.jpg 300w, https:\/\/www.quieryavenir.fr\/blog\/wp-content\/uploads\/2018\/01\/SalonDames-180102-01.jpg 700w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Comment \u00e7a marche\u00a0? 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