Autant face au dérèglement climatique qu’à la raréfaction du pétrole, l’énergie éolienne semble être une solution d’avenir. Les débats et les détracteurs autour de la question sont nombreux et parfois violents, comme pour tout ce qui touche à la transition énergétique. Les divers lobbies écologistes et financiers s’affrontent sur tous les fronts – juridique, médiatique, etc.
Qu’est-ce qu’une éolienne ?
Fille d’Éole, dieu grec du vent, elle est aussi la jeune sœur du moulin à vent. Elle transforme l’énergie cinétique du vent (kínêsis : mouvement, en grec), en énergie mécanique, elle-même utilisée pour moudre, pomper, etc. Elle acquiert son nom moderne d’éolienne au tournant du XXe siècle, et s'allège progressivement au gré des révolutions industrielles. Mais, elle garde le sobriquet de pompe à vent, vu son usage principal pour le drainage et l’irrigation.
Les premières électriques datant pourtant de cette époque, l’éolienne moderne est un aérogénérateur. Les éoliennes sont regroupées en unités de production industrielle : le parc éolien ou ferme éolienne. Celles installées sur terre sont caractérisées d’onshore, et celles en mer d’offshore. Il existe également de petites unités, généralement réservées à un usage domestique.
L’éolienne à axe horizontal
L’éolienne à axe horizontal parallèle au vent est la plus courante. Perpendiculaire au vent, l'hélice, composée de deux ou trois pales, est montée sur un mât. Ce mât en acier ou béton est fixé sur des fondations et abrite certains composants électroniques et électriques. Il mesure 10 à 100 mètres de haut (avec des prototypes dépassant aujourd’hui 250 mètres). Il supporte une nacelle rotative, sur laquelle est installé le rotor. Ce dernier porte les pales et est relié au générateur.
L’éolienne à axe vertical
Avec son axe perpendiculaire au vent, ce type d’éolienne se décline en trois systèmes. L’éolienne Darrieus utilise la portance aérodynamique pour faire tourner son rotor cylindrique ou parabolique. L’éolienne Savonius comporte au minimum deux godets demi-cylindriques, droits ou hélicoïdaux. Les deux systèmes sont combinables pour augmenter le rendement de la structure. Il existe aussi des éoliennes à ailes rotatives.
La pompe à vent
Pourvues de pales multiples, les pompes à vent utilisent le même principe de fonctionnement que le moulin à vent traditionnel. Elles servent à drainer l’eau du sol pour l'assécher, irriguer ou abreuver le bétail. Ce type d’éolienne est encore très présent aux États-Unis.
Comment fonctionne une éolienne ?
L’électricité est produite grâce à la force du vent qui pousse sur les pales et actionne le rotor. Dès que la vitesse du vent atteint les 15 Km/h, l’arbre est entraîné. Cet axe en rotation, installé dans la nacelle, est relié à l’alternateur. Sa vitesse accélérée par un multiplicateur, il produit un courant électrique alternatif, dont la tension est relevée par le transformateur présent dans le mât. L’électricité est ensuite stockée dans des batteries ou acheminée vers le réseau électrique. Afin de réduire les risques de dommage, l’éolienne s’arrête automatiquement dès que la vitesse du vent dépasse les 90 Km/h.
L’éolien en chiffres
Début 2020, l’énergie éolienne représente 5,3% de l’électricité produite dans le monde, soit 650 Gigawatts, dont près de 10% proviennent d’installations ajoutées en 2019. Bien que massivement développée dans les pays scandinaves, le Danemark et la Norvège en tête, elle est produite principalement, en 2019, par trois producteurs : la Chine (230 GW), les États-Unis (105 GW) et l’Allemagne (54 GW).
En France, l’électricité éolienne atteint 16,5 GW en 2019, correspondant à 6,3% de l’énergie électrique globale. Découvrez notre analyse sur les émissions de co2 par type d'énergie.
Avantages et limites de l’énergie éolienne
L’électricité éolienne est une énergie renouvelable et décarbonée. Elle est relativement propre, comparée à d’autres filières énergétiques car il n’y a pas d’émission de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. L’impact environnemental des éoliennes est donc réduit.
Elles peuvent être installées sur terre comme sur mer sans vraiment gêner l’exploitation du terrain. L’implantation peut aussi répondre à un besoin énergétique précis car 6 éoliennes suffisent à alimenter une petite ville de 12 000 habitants.
Cependant, l’éolien est une source d’énergie intermittente, tributaire de la régularité et de la puissance du vent. Même si les meilleurs emplacements enregistrent 80 à 90 % du temps du vent, seulement 20 % de leur puissance nominale est produite en moyenne, du fait des variations de ce même vent.
Elles sont la cible de multiples ONG de protection des animaux, avec différents scandales de carnages d’oiseaux de proie ou migrateurs, souvent en voie de disparition. D’autres ONG environnementales s’attaquent au coût écologique de leur fabrication et de leur recyclage, ou aux différentes nuisances visuelles ou sonores de ces mastodontes.
Éole, dieu ancien ou moderne ?
L’implantation des éoliennes constitue une solution de développement durable moins polluante que les énergies fossiles (charbon, gaz, pétrole) et semble moins dangereuse que le nucléaire pour la production d’électricité. Les fabricants qui se sont lancés dans la recherche et le développement de ces structures déploient toute leur ingénierie à la fabrication d’éoliennes de plus en plus performantes. Elles sont considérées par beaucoup comme une solution d’énergie propre et renouvelable, clé de la lutte contre le réchauffement climatique. Leur déploiement à l’échelle mondiale permettrait de réduire drastiquement l’usage des énergies fossiles et la pollution induite par la production électrique.
Si la recherche scientifique tend à privilégier le développement des parcs éoliens et l’augmentation du rendement énergétique, il reste néanmoins d’importants problèmes à résoudre.
