L'éolien, une énergie d'avenir pour la France ?

Les objectifs de l'éolien français

éolienne champ paysage

La France s’est fixé avec le Grenelle de l’environnement d'avoir 23% de consommation énergétique provenant des énergies renouvelables d'ici à 2020. Parmi ces énergies, l'éolien est une énergie sur laquelle la France compte beaucoup, avec l'objectif d'avoir une puissance installée de 25 000 MW en 2020, dont 6 000 MW en mer.

De plus, pour lutter contre le changement climatique, la France comme tous les pays signataires du protocole de Kyoto, s’est engagée à diviser par 4 ses émissions d’ici à 2050.


"En 2020, l'énergie éolienne produira jusqu'a 10% de notre consommation électrique"


L'éolien français traverse une phase critique

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Depuis deja trois ans, la croissance du parc éolien francais a enregistré un très net ralentissement, d'au moins 26% par rapport au premier semestre de 2012. Ces mauvais résultats confirment le décrochage du rythme des installations en France, passé de 1 255MW de croissance annuelle à seulement 815 en 2012.

Une chose est certaine : au rythme actuel, nous ne pourrons pas atteindre l'objectif national de 25 000 MW fixé à horizon 2020. L'équation est simple : la puissance éolienne installée en France s'élève actuellement à 7 600 MW ; pour combler les 17 400 MW restants d'ici 2020, le parc éolien français devrait s'accroître d'environ 2 500 MW chaque année ; or il n'a progressé en moyenne que de 966 MW au cours des trois dernières années et sa croissance s'annonce encore plus faible en 2013.

​Cette réalité est d'autant plus difficile pour l'éolien français, car c'est celui qui paraît avoir un formidable potentiel de développement comme une véritable filière d'avenir. Il représente déjà près de 3% de l'électricité produite sur notre territoire. 

Le tout éolien en France, une utopie ?

Les études faites sont formelles : capturer toute l'énergie du vent suffirait à satisfaire tous nos besoins en énergie. Cependant la vraie difficulté avec l'énergie éolienne provient des ordres de grandeur. Une éolienne récente, qui a une puissance moyenne de 2 MW, produit environ 4 milliards de watts par an. Cela paraît énorme, mais un watt c'est très petit : une ampoule standard en consomme 60 par heure.

En France, nous consommons par an environ 541 TWh d'électricité. Il faudrait mettre en place 135 000 éoliennes pour les produire... Pour remplacer un seul réacteur nucléaire de 1 000MW (sachant qu'une centrale en comporte de 2 à 6) par des éoliennes actuelles de 2MW, il faudrait donc 500 éoliennes. Sans oublier que celles-ci produisent en moyenne 1/3 du temps, il en faudrait donc 3 fois plus. Deux éoliennes doivent être espacées de 200 mètres au minimum. Il faudrait donc en aligner sur un peu moins de 300 km. Ceci pour un seul réacteur, or la France en compte 58.

Le 100% éolien est donc inenvisageable à court ou moyen terme en l'état actuel de la technologie.

L'éolien offshore

éoliennes offshore

"A puissance égale, une éolienne offshore peut produire jusqu’à 2 fois plus d’électricité qu’une éolienne terrestre"


La technologie de l’éolien offshore a bénéficié d’une grande partie des avancées technologiques récentes de l’éolien terrestre, une des énergies renouvelables les plus matures. La mer étant plane, les vents rencontrent moins d’obstacles et sont par conséquent plus soutenus, plus réguliers et moins turbulents que sur terre.

A puissance égale, une éolienne offshore peut produire jusqu’à 2 fois plus d’électricité qu’une éolienne terrestre. La mer offre de grands espaces libres d’obstacles, où l’implantation des machines est possible. Pour le moment, une éolienne offshore coûte environ 30 à 50% plus cher qu’une éolienne terrestre.

L’éolienne est soumise mécaniquement non seulement aux efforts du vent sur les pales et la structure, mais aussi aux efforts créés par les courants. L’installation des éoliennes en mer est plus compliquée que sur terre. Des bateaux adaptés doivent être employés. La maintenance des éoliennes est également plus compliquée et plus coûteuse qu’à terre. Si une panne survient, il peut se passer plusieurs jours avant la réparation, ce qui entraîne une perte de production.

Le raccordement électrique nécessite l’installation de câbles sous-marins jusqu’à la côte, qui peut être distante de plusieurs kilomètres. Pour les grandes distances, il faut recourir à un acheminement en courant continu et associer des convertisseurs électroniques de puissance afin d’atténuer les pertes d’électricité.

Les coûts de production et d'installation de l’éolien offshore sont supérieurs à ceux des éoliennes terrestres classiques, mais son rendement est plus élevé car l’offshore bénéficie d'un vent plus fort et plus régulier comme nous l'avons observé. Une éolienne de type « 5 MW offshore » produit environ 15 GWh d'électricité par an). Le potentiel éolien offshore de la France est très élevé, c'est même le second en Europe.​

L'éolien du futur

éolien futur

Les investissements dans le secteur éolien terrestre devraient à moyen/long terme être amenés à stagner. Les zones exploitables à terre sont en effet limitées et l’installation d’éoliennes terrestres peut poser des problèmes d’utilisation de l’espace et de nuisance. En revanche, les technologies de l’éolien offshore, encore coûteuses aujourd’hui, devraient voir leur prix diminuer dans les années à venir et par conséquent leur compétitivité augmenter. 

Les technologies d’éolien farshore, c'est-à-dire en haute-mer à plus de 30 kilomètres des côtes, ouvrent des perspectives encore plus intéressantes que l’éolien offshore classique. En effet, le vent du large est plus régulier et plus soutenu, sans compter que le partage de l’espace maritime y est moins problématique que près des côtes. Du fait de la complexité de la fabrication et de l’installation d’éoliennes à base flottante, ces technologies en sont encore à la phase de recherche pré-industrielle.

Au total, plus d’une vingtaine de projets sont envisagés sur les quatre façades maritimes françaises. D'ici 2020, 6 000 MW d'éoliennes offshore devraient être installés en France selon les objectifs du Grenelle Environnement.

Le vent est variable et l’énergie éolienne fait en conséquence face à un problème d’intermittence de la production d’électricité : les éoliennes peuvent fonctionner - s'il y a du vent - à un moment ou la demande de consommation est faible et inversement ne pas fonctionner - par manque de vent - lors des pics de consommation. Or il n’existe pas aujourd’hui de solution économiquement satisfaisante pour stocker l’électricité produite en surplus (dans ces quantités), mais c'est une voie de recherche qui multiplierait considérablement l'intérêt de l'énergie éolienne.

Enfin dans quelques années, des éoliennes aériennes aux performances très prometteuses pourraient voler au-dessus de nos têtes. Alors que leurs grandes sœurs terrestres tournent seulement 20% du temps à la faveur de vents d’intensité modérée, ces éoliennes volantes pourraient bénéficier de vents beaucoup plus constants, et surtout beaucoup plus puissants. Les plus performantes pourraient produire jusqu’à 10 MWh. A 1 000 m d’altitude, les éoliennes aériennes produiraient 5 fois plus d’énergie qu’au sol.

Encore plus haut à 10 000 m, c’est la cour des grands vents soufflant à une puissance phénoménale. On les appelle « courant-jets ». Ils balaient les hauteurs du globe à des vitesses allant de 100 à 350 km/h. Selon une étude américaine de septembre 2012, ces vents de haute altitude représentent une énergie estimée à 1 800 TW (térawatts). Si 1% de ce potentiel était exploité par ces futurs volatiles éoliens, la totalité des besoins énergétiques de la planète seraient couverts : des performances qui pourraient définitivement accélérer le passage à une économie verte pour lutter contre le changement climatique.

Conclusion

ampoule éolienne énergie propre

L'énergie éolienne est une énergie propre, qui a un avenir très prometteur en France et qui dispose du second meilleur potentiel d'Europe en terme d'énergie éolienne grâce à son territoire et à son littoral.

Grâce à des recherches et des avancées technologiques considérables, le rendement des éoliennes a atteint environ 50% et elles sont aussi de plus en plus puissantes. A l'heure actuelle, les progrès techniques font de l'éolien une énergie de moins en moins coûteuse, qui est aujourd'hui presque aussi compétitive que l'énergie qui circule sur le réseau national.

Par ailleurs les éoliennes offshore paraissent comme une solution très prometteuse, sous-exploitée en France.

Toutefois l'électricité éolienne est une énergie intermittente. L'énergie éolienne ne pourra donc jamais subvenir à elle seule aux besoins en électricité et elle doit donc être couplée à d'autres types d'énergie, comme d'autres énergies renouvelables, par exemple l'hydraulique, à moins que des progrès considérables soient faits sur le stockage de l'énergie.

Pour répondre à la problématique posée, oui l'énergie éolienne a un avenir incontestable en France, mais en l'état actuel de la technologie cela ne peut pas constituer l'alternative unique pour remplacer la production d'énergie polluante et notamment l'énergie nucléaire qui est majoritaire en France.

Cela promet donc un bel avenir pour l'éolien si le gouvernement français investit une part suffisante dans cette énergie et encourage son développement comme il s'y est engagé.​