L’éolien

L’énergie du vent a été utilisée de tout temps, que ce soit par les moulins ou les bateaux à voile. Depuis vingt ans, c’est devenue une source d’énergie non négligeable dans le monde : c’est d’ailleurs celle qui a le plus progressé. Le développement de l’éolien en mer constitue une nouvelle étape.

Le vent, une énergie renouvelable

Le vent est une source d’énergie inépuisable : utiliser davantage de vent pour produire de l’énergie ne modifiera pas les vents qui souffleront à l’avenir. Cela fait plusieurs milliers d’années que l’homme exploite la force motrice du vent : on l’appelle énergie éolienne, du nom d’Eole, le dieu grec du vent.  Il y a 3 000 ans, l’homme inventait les premières pirogues à voile pour sillonner les mers. Venus d’Iran, les moulins à vent se développent en Europe à partir du 12^e siècle : le vent fait tourner les ailes du moulin, qui entraînent avec elle une pierre tournante, la meule, capable de broyer le grain. Mais lorsque durant la Révolution industrielle apparaissent la machine à vapeur et le moteur électrique, l’homme délaisse progressivement les moulins. Il leur reproche d’être dépendants du vent, irrégulier, là où il a besoin d’une énergie constante, comme peut fournir la combustion des énergies fossiles.

Les éoliennes

En 1888, un ingénieur américain, Charles Brush, construit une sorte de moulin en bois équipé de 144 pales pour électrifier sa maison : il vient d’inventer la première éolienne. Une éolienne fonctionne comme un moulin à vent. Son hélice est constituée de 3 pales, parfois 2, fixées au sommet d’un mât. Le vent fait tourner les pales qui entraînent un générateur capable de transformer cette énergie en électricité. Le lieu d’implantation est très important car c’est de lui que dépendra la production des éoliennes : elles doivent être installées dans des régions venteuses, mais avec un vent régulier, pour garantir un rendement continu.

Les pales sont fixées sur une nacelle qui se déplace en fonction de l’orientation du vent. Les éoliennes fonctionnent généralement à des vitesses de vent comprises entre 10 et 90 km/h. Elles peuvent être isolées, mais la plupart du temps, elles sont regroupées dans un parc éolien, encore appelé ferme éolienne.

Depuis la fin du 19^e siècle, la technologie a progressé et la taille des éoliennes s’est considérablement accrue. On en trouve de toutes sortes : des micro-éoliennes de 50 cm de haut, utilisées par exemple pour alimenter un voilier en électricité, aux éoliennes géantes pouvant atteindre 160 mètres, soit la hauteur d’un immeuble de 60 étages ! Les éoliennes domestiques qu’on peut installer chez soi pour sa consommation électrique personnelle font généralement entre 8 et 12 mètres de haut. C’est la hauteur du mât et la longueur des pales qui conditionnent la puissance d’une éolienne : plus les pales sont longues, plus son mât est haut, et plus elle produit d’électricité. Aujourd’hui, les pales peuvent mesurer jusqu’à 75 mètres, soit un diamètre de 150 mètres pour l’éolienne !

Mais la puissance de l’éolienne ne fait pas tout. Le plus important est la qualité du vent. Si le vent est trop faible ou trop fort, l’éolienne ne peut pas tourner. Une éolienne produit en moyenne 75 à 95% du temps. Pendant sa période de fonctionnement, elle tourne à différentes vitesses en fonction de la force du vent. En un an, elle fournit autant d’électricité que si elle avait tourné 20 à 25% du temps à capacité maximale. Pour donner un ordre d’idée, la production d’une éolienne de 2 mégawatts (MW) correspond aux besoins d’électricité (hors chauffage) de 1000 foyers.

Au bout de 20 à 25 ans d’exploitation, les éoliennes sont démantelées. L’acier, le béton le cuivre et l’aluminium qui les composent sont recyclés. En revanche, les pales, qui représentent 6% du poids de l’éolienne, sont plus problématiques : des recherches sont menées pour améliorer leur recyclage.

Éoliennes off-shore

Les éoliennes peuvent être placées sur terre – il s’agit des éoliennes terrestres – ou en mer, on les appelle alors éoliennes off-shore. Une éolienne en mer peut être flottante ou posée sur le fond de la mer. Elle bénéficie de vents plus fréquents, plus forts et plus réguliers qu’à terre. Elle offre donc un très bon rendement. On estime qu’en France, une éolienne en mer peut produire jusqu’à 75% d’énergie de plus qu’une éolienne terrestre.

L’éolien dans le monde

En Europe, l’éolien a profité du choc pétrolier de 1973, qui a vu les prix du pétrole exploser. De nombreux pays ont alors cherché une alternative aux énergies fossiles. Cela a notamment été le cas du Danemark, où le vent souffle en abondance. Les Danois se sont alors spécialisés dans l’éolien, contaminant quelques années plus tard leurs voisins allemands. Au Danemark aujourd’hui, plus de 40% de l’électricité consommée est générée grâce au vent. En Europe, 11% de la consommation d’électricité est assurée par l’éolien. L’Irlande, le Portugal  et  l’Allemagne  couvrent  plus  de  20%  de  leur consommation annuelle grâce à leur production éolienne.

L’éolien est la source d’énergie qui a le plus progressé ces vingt dernières années : partie de quasiment zéro, elle représente aujourd’hui 5% de la production mondiale d’électricité. La production électrique éolienne progresse ainsi de 25% par an. La Chine en est le premier producteur, devant les États-Unis, l’Allemagne et l’Espagne. Une énorme croissance est attendue en Asie dans les prochaines années.

L’éolien en France

La France possède le deuxième gisement éolien européen, après la Grande-Bretagne. Cela signifie que si elle utilisait toutes ses capacités en la matière, elle serait le 2^e producteur européen d’énergie éolienne. La moitié des capacités de production sont installées dans deux régions : Hauts-de-France et Grand-Est. En 2018, 5,8% de l’électricité consommée en France provenait de l’éolien.

Au vu de sa grande façade côtière, la France dispose d’un énorme potentiel éolien offshore. Ainsi, un parc éolien en mer de 500 MW fonctionnant 3 500 heures par an fournit l’équivalent de la consommation d’une ville comme Bordeaux. Point négatif toutefois : l’éolien en mer coûte deux fois plus cher à installer.

En 2019, la France prévoyait l’implantation de 6 parcs éoliens posés au sol et de 5 fermes éoliennes flottantes. Mais alors que l’Allemagne et le Royaume-Uni font la course en tête et ont déjà installé d’innombrables éoliennes en mer, la France n’a encore concrétisé aucun de ses projets offshore car de nombreux riverains s’y opposent, en raison notamment de l’impact sur le paysage. De nombreux recours en justice ont été engagés.

Le problème de l’intermittence et du stockage de l’électricité

Tout comme l’énergie solaire, l’énergie éolienne est une énergie intermittente : elle ne peut être réglée à la demande et sa puissance varie, en fonction de la vitesse du vent. Si le vent est soutenu, la production de courant est optimale. S’il n’y a pas de vent ou trop de vent, la production cesse. On ne peut stocker l’électricité en grande quantité. Cette baisse de production aléatoire doit donc être compensée immédiatement par d’autres moyens de production, prêts à démarrer à tout moment : centrale hydroélectrique, centrale au gaz, centrale nucléaire… Un des gros enjeux de l’énergie éolienne réside donc dans le stockage. Quand on aura trouvé un moyen efficace et bon marché de stocker l’électricité, son intermittence ne sera plus un obstacle à son déploiement.