L’énergie éolienne : l’énergie du vent

Parmi les énergies naturelles que l’humanité a su exploiter depuis plusieurs siècles déjà, l’éolien figure en bonne place. Le vent est le résultat des différences de pression et de températures de notre planète, elles-mêmes résultant de l’absorption des rayons solaires dans l’atmosphère. L’énergie éolienne est donc une forme indirecte de l’énergie solaire.

Retour sur l’histoire de l’énegie éolienne

L’énergie mécanique du vent est utilisée par l’être humain depuis des périodes très anciennes : on l’utilisait déjà pour faire avancer les navires à voiles plusieurs millénaires avant J.-C., puis pour faire tourner les pales des moulins à vent (600 après J.-C.). La production d’énergie électrique à partir du vent telle qu’on la connaît aujourd’hui, c’est-à-dire grâce aux éoliennes ou « aérogénérateurs », s’est quant à elle développée dans les années 1990.

Deuxième place des énergies naturelles renouvelables

Comptabilisant 6,3 % de la production nationale, l’énergie éolienne se place en deuxième position des énergies naturelles renouvelables en France, derrière l’énergie hydroélectrique (11,2 %). La situation est plus ou moins similaire dans le monde : l’énergie du vent y représente 5,3 % de la production électrique. La situation européenne est un peu meilleure avec 11,6 % de la production électrique générée grâce au vent. Aujourd’hui, les trois pays possédant les plus importants parcs éoliens sont la Chine, les USA et l’Allemagne. Le Royaume-Uni et la France détiennent quant à eux respectivement le premier et le deuxième gisement éolien offshore (en mer).

L’énergie du vent : comment ça marche ?

Une éolienne est composée de trois pales, d’une nacelle, d’une tour et d’une solide base. Elle mesure entre 50 et 130 mètres de hauteur, tandis que les pales peuvent mesurer de 25 à 60 mètres de long. Le vent fait tourner les pales : ce mouvement rotatif couplé à un générateur électrique crée du courant. Ce générateur envoie ensuite le courant électrique sur le réseau collectif ou sur un dispositif individuel, comme un groupe électrogène ou encore un dispositif de stockage (parc de batteries, par exemple).

On peut comparer le processus de production électrique à celui de la dynamo d’un vélo, dont le mouvement dû au pédalage alimente les feux du vélo. La puissance énergétique produite par une éolienne dépend de la force du vent, mais aussi de la capacité de l’éolienne à l’utiliser efficacement. Pour simplifier, plus les pales sont grandes, plus l’éolienne produira d’énergie. La météo joue également un rôle important : ainsi une éolienne, pour une même force de vent, produit plus d’électricité lorsque la température est plus basse.

Une énergie éolienne intermittente

Vous l’aurez compris, les facteurs qui influencent la production d’énergie éolienne sont multiples. Le premier facteur restant bien entendu la présence… de vent ! C’est pourquoi l’on parle d’une « énergie intermittente », tout comme pour l’énergie solaire qui dépend du taux d’ensoleillement. Ce caractère d’énergie intermittente ne va pas sans poser quelques défis aux gestionnaires des réseaux électriques et aux ingénieurs. En effet, on imagine mal se chauffer, s’éclairer ou utiliser nos matériels électriques uniquement lorsque le temps y est favorable ! L’usage des énergies intermittentes comme l’éolienne ou le solaire impose donc un couplage avec d’autres sources d’énergie, pas forcément toutes aussi « propres ». On connaît désormais les conséquences du développement intensif du parc éolien allemand, par exemple. Il a fallu que l’Allemagne rouvre des centrales à charbon, énergie fossile hautement émettrice de CO₂ et de pollution, pour pallier l’intermittence de sa production électrique éolienne. Ce n’était pas exactement l’effet attendu, sur le plan environnemental…

L’énergie éolienne sous tous les angles

Il existe plusieurs sortes d’éoliennes : terrestres, mais aussi « offshores », rassemblées dans des parcs gigantesques ou utilisées comme dispositifs individuels… Les déclinaisons ne manquent pas.

Les parcs éoliens terrestres

Il s’agit tout simplement de plusieurs éoliennes rassemblées sur un site qui s’y prête potentiellement et dont la production électrique est injectée dans le réseau collectif. Les parcs éoliens terrestres, qui peuvent se composer de plusieurs centaines, voire de milliers d’éoliennes, peuvent susciter de fortes oppositions dans l’opinion publique. Ces parcs concurrencent en effet parfois les activités agricoles ou dénaturent tout simplement les paysages. Certaines nuisances, comme le bruit des pales et leurs effets sur la santé, sont également pointées du doigt. L’avantage des parcs terrestres est que le retour d’expérience est désormais important : ils offrent donc plus de confort économique et les variables technologiques sont bien maîtrisées.

Les parcs éoliens offshores

Moins simples à entretenir et plus récents que les parcs terrestres, les parcs éoliens offshores, c’est-à-dire situés en mer, sont considérés par certains comme l’avenir de l’éolien. Ils répondent en effet, selon l’emplacement choisi, à la problématique paysagère et limitent les nuisances pour les « voisins ». Ils offrent également un potentiel plus stable et important en termes d’abondance des vents. Pour faire simple, ils sont deux fois plus efficaces que les parcs terrestres, mais aussi… trois fois plus coûteux ! La France dispose d’un atout non négligeable avec le deuxième gisement pour le développement éolien en mer d’Europe.

L’énergie éolienne offshore flottante

Des éoliennes qui s’affranchissent des complications liées à l’ancrage au fond de la mer ? C’est le principe de l’éolien flottant, développé dans l’optique d’atteindre des zones éloignées des côtes, en pleine mer, là où les vents sont plus puissants. Technologiquement, cette solution est envisageable. Reste à réduire les coûts liés à l’entretien, à l’exploitation en elle-même et à l’acheminement de l’électricité produite, qui nécessite des câbles sous-marins plus longs.

Les éoliennes domestiques

Aussi regroupés sous le nom de « petit éolien », les systèmes d’éoliennes domestiques sont utilisés pour les habitations individuelles dans l’objectif de faire des économies d’énergie, de consommer une énergie propre ou pour alimenter en énergie des bâtiments trop éloignés pour être raccordés au réseau électrique. Plusieurs dispositifs plus ou moins efficaces et rentables existent. Certains peuvent simplement être fixés sur un toit, comme les éoliennes turboliennes. Les éoliennes horizontales ressemblent aux éoliennes industrielles à plus petite échelle, tandis que les éoliennes verticales sont censées faire moins de bruit et être plus simples à entretenir, leur générateur étant situé au niveau du sol. L’électricité produite par ces éoliennes peut être en partie consommée et en partie revendue sur le réseau de distribution collectif. À noter que, pour l’heure, ces solutions sont plus chères à installer et moins rentables que l’installation de panneaux solaires. Mais encore une fois, tout dépend du lieu concerné, de la puissance du vent et de la possibilité de se raccorder ou non au réseau électrique collectif !

Les éoliennes nomades

Les voyageurs au long cours, que ce soit par voie de terre ou de mer, sont souvent à la recherche de solutions de confort et d’indépendance électrique. Les éoliennes portables ou nomades peuvent répondre en partie à ces besoins, lorsque les conditions le permettent (suffisamment de vent).

Ces éoliennes petit format fonctionnent selon le même principe que leurs grandes sœurs.

L’énergie produite peut être utilisée directement ou être stockée dans une batterie.