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L’énergie éolienne

Dossier - L'énergie sous toutes ses formes
DossierClassé sous :physique , énergie , énergie humaine

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L’énergie baigne notre monde, omniprésente dans notre quotidien et dans le débat public. Sans elle, pas un mouvement, pas de vie. Quelles énergies pour demain ? Quel impact sur le climat ? Quels défis techniques, quels risques ? Voici quelques éléments de réponse.

  
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L'énergie éolienne n'est rien d'autre que de l'énergie solaire déguisée. C'est soleil, en chauffant de manière hétérogène la surface terrestre, qui donne naissance au vent. Conséquence immédiate : le potentiel global de l'énergie éolienne est bien moindre que celui de l'énergie solaire. Malgré tout, le potentiel de l'énergie éolienne est loin d'être négligeable.

Pour choisir le meilleur emplacement pour une éolienne, il faut connaître la vitesse moyenne locale du vent. La figure ci-dessous représente la carte des vents en France à une altitude de 50 m. On constate de grandes disparités : un moulin à vent situé dans le Centre produira jusqu'à huit fois moins de puissance qu'un moulin similaire situé en Languedoc-Roussillon. Vu la grande variabilité de la vitesse du vent, la puissance moyenne délivrée par une éolienne ne représente que 20 à 30 % de sa puissance nominale.

Éoliennes dans l’Aude. © Zewan, cc by 2.5

Un grand nombre d'éoliennes installées dans un endroit venteux peuvent rivaliser avec une centrale électrique, pourvu que les éoliennes soient suffisamment espacées. En optimisant la disposition d'une ferme éolienne, on atteint des puissances totales de 1 à 3 MW/km2. C'est bien inférieur au rendement surfacique des cellules photovoltaïques, mais légèrement supérieur à celui des plantes par photosynthèse. Sans oublier que l'énergie éolienne est une énergie mécanique et qu'elle peut donc être convertie en énergie électrique avec très peu de pertes. Il faut environ 1.000 grandes éoliennes de 3 MW de puissance nominale, avec un rotor de 80 à 90 mètres de diamètre, pour remplacer une centrale conventionnelle de 1.000 MW en régime continu.

Répartition des vents en France à une altitude de 50 m. © EDP Sciences

Le déploiement de l'énergie éolienne est très variable d'un pays à l'autre, même si les capacités sont en croissance rapide un peu partout en Europe. En 2012, par exemple, la puissance installée cumulée totale était de 31,3 GW en Allemagne, 22,8 GW en Espagne, 8,4 GW au Royaume-Uni et 7,6 GW en France, pour un total européen de 106 GW contre 75 GW en 2009. Rappelons que ces chiffres correspondent à la puissance nominale. La puissance délivrée, en moyenne annuelle, est à peu près trois à cinq fois inférieure et dépend, entre autres, des conditions de vent au cours de l'année. En 2012, l'Union européenne a produit 6 % de son électricité grâce au vent.

Les fluctuations de la puissance éolienne nécessitent l'utilisation de générateurs électriques d'appoint à réponse rapide pour pallier une baisse de production. Une partie des économies de carburants fossiles et d'émissions de CO2 promises par les éoliennes s'en trouve annulée.

L'énergie éolienne a d'autres inconvénients, tels que le bruit et ses effets indésirables sur la faune.