Une énergie renouvelable qui a le vent en poupe !

Dans la Grèce antique, le Dieu du Vent s’appelait Eole. C’est son nom qui a été utilisé pour créer la racine du mot éolienne.
L’énergie cinétique du vent va être transformée par l’éolienne en énergie mécanique, qui elle-même va être transformée en énergie électrique.

L’énergie éolienne reste marginale en France à l’inverse de ses voisins. Avec une  production de 17 Twh (térawatts-heure), soit 17 milliards de Kwh (kilowatts-heure), c’est à peine plus de 3% de l’énergie électrique produite en France en 2014. A titre de comparaison, nous sommes loin derrière bon nombre de nos partenaires européens. Voir graphique ci-dessous :

Et si on compare la production par habitants, le Danemark est loin devant, suivi par la Suède, l’Espagne et l’Allemagne.
Pays entouré par la mer, le Danemark a misé sur les éoliennes offshore. Elles produisent plus du tiers de l’énergie consommée et ce pays s’est fixé comme objectif d’atteindre les 50% en 2020.
Les Danois misent également sur l’éolien pour doper leur croissance économique. Arhus, la deuxième ville du pays, abrite ainsi le centre de recherche de 23 000 mètres carrés de Vestas, premier constructeur mondial d’éoliennes. L’entreprise est également celle qui a déposé le plus de brevets au monde dans le secteur des énergies renouvelables.

A l’inverse, en Allemagne, la majorité des nombreuses éoliennes ont les pieds sur terre. L’Allemagne est le 1er pays européen producteur d’électricité générée par le vent d’Europe et le 3ème au monde derrière la Chine et les États-Unis. Cela représente 9% de leur production électrique.
Les Allemands ont misé sur l’éolien depuis des années et la puissance pour une même surface au sol a triplé en quelques années.
Selon la Banque allemande de développement (Bankengruppe), l’éolien terrestre et les autres filières renouvelables permettent au pays d’économiser chaque année 2 milliards d’euros. Sans cette énergie verte cette somme serait engloutie dans l’importation de combustibles fossiles.

L’Espagne a, elle aussi, massivement misé sur l’éolien. Le quotidien El País avait affirmé en 2014 que l’éolien était devenu “la première source d’énergie du pays”. L’éolien a fait pratiquement jeu égal avec le nucléaire, tous deux représentant 18% de l’énergie électrique produite en Espagne.
Mais avec l’hydraulique et le solaire, les énergies renouvelables fournissent 42% de la consommation électrique espagnole.

L’Europe, c’est aujourd’hui près de 30% de la puissance éolienne produite au niveau mondial, soit quasiment autant que l’ensemble de l’Asie ou de l’Amérique du Nord. Et au total, cela commence à faire vraiment du bien à la planète.

En 2014, la puissance éolienne reliée au réseau de l’Union Européenne a atteint 129 GW, ce qui correspond à 8% de la demande européenne en électricité, soit l’équivalent de la consommation annuelle de la Belgique, des Pays-Bas, de la Grèce et de l’Irlande réunis.
L’industrie éolienne permettra de contribuer à hauteur d’au moins 12% dans l’électricité renouvelable d’ici à 2020, un apport significatif dans l’objectif européen du paquet climat-énergie fixé à 20% d’énergie de sources renouvelables.
Au cours des deux dernières décennies, l’énergie éolienne est passée d’une capacité mondiale cumulée de 3 GW à 370 GW.
Avec 23,2 GW de nouvelles installations et une part de marché de 44%, la Chine est largement en avance sur les Etats membres de l’UE qui, ensemble, totalisent 13,05 GW de capacités éoliennes installées. L’UE reste toutefois encore en tête en terme de capacités cumulées. Ses 129 GW d’installations éoliennes (onshore et offshore), permettent à six pays – le Danemark, le Portugal, l’Irlande, l’Espagne, la Roumanie et l’Allemagne – de générer entre 10 et 40% de leur électricité à partir du vent.

En France, l’ensemble des éoliennes permet désormais d’alimenter en électricité un peu plus de 6 millions de foyers, ce qui équivaut à un peu plus de la population en Ile-de-France.
La France a franchi le cap des 10 000 MW raccordés au réseau électrique et confirme alors son engagement en faveur d’une énergie en pleine croissance, compétitive, au service de l’investissement et de l’emploi et en mesure de lutter contre le dérèglement climatique.
L’objectif est fixé à près du double pour 2020.
La loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte est venue renforcer l’effort de simplification du cadre juridique. Mais malgré tout, le rythme annuel reste insuffisant et bien loin des 4 000 MW raccordés chaque année Outre-Rhin.
Ce secteur pourrait encore faire mieux si les mesures de simplification administrative ainsi que la sécurisation du tarif d’achat de l’éolien étaient poursuivies. D’ailleurs, pour atteindre l’objectif fixé pour 2020, les industriels du secteur proposent notamment de dispenser les parcs éoliens des formalités liées à l’urbanisme.

Autre frein, l’implantation des éoliennes se heurte bien souvent à l’opposition des populations riveraines, au nom de la défense du cadre de vie.

Le développement de l’éolien en mer posé se fait à partir de critères objectifs : la force du vent, la profondeur de la mer, les zones d’exclusion pour des raisons techniques (vent, houle, etc…) ou d’incompatibilité (rail maritime, bases militaires, etc…).
De nombreux paramètres entrent en jeu : les intérêts des pêcheurs, la sécurité maritime, le tourisme ou l’acceptation des riverains. Si à ce stade on ne perçoit aucune contrainte rédhibitoire, aucune zone ne fait non plus l’objet d’un réel consensus.

Fin 2014, Dong Energy (24,1%), Vattenfall (10,5%) et RWE (8,7%) occupaient le top 3 des développeurs de parcs offshore en Europe en terme de capacités installées.
Côté constructeurs, Siemens, leader en Europe avec près des deux tiers du marché des turbines fin 2014, a encore fabriqué plus de la moitié (59,4%) des turbines installées ce semestre, devant MHI Vestas (19%) et Adwen, la co-entreprise entre l’Espagnol Gamesa et le Français Areva et (15,6%).

La France compte elle, six projets de parcs éoliens en mer pour une capacité de 3.000 MW, dont les quatre premiers sont annoncés pour 2018 à 2020.

Bientôt des éoliennes sans pales ?
Vortex Bladeless, une entreprise espagnole, a conçu des turbines d’un genre nouveau : de longs cônes qui n’arborent aucune pale, appelés Vortex, une invention dont s’est fait l’écho la presse anglo-saxonne.
Comme leurs cousines tripales à axe horizontal, les turbines Vortex transforment l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique, puis électrique. Mais à la différence des éoliennes traditionnelles qui utilisent des courants laminaires (réguliers), ces nouvelles machines, développées depuis quatre ans, exploitent l’effet aérodynamique des tourbillons d’air. Les mâts sont conçus dans des matériaux légers et résistants – fibre de verre et fibre de carbone – pour leur permettre de vibrer autant que possible. Deux anneaux magnétiques, installés à leur base, se repoussent, entraînant alternativement l’ensemble de l’équipement dans deux directions opposées, ce qui lui imprime un léger mouvement d’oscillation indépendant de la force du vent.

Une structure allégée qui lui confère de nombreux avantages, selon ses concepteurs : une baisse des coûts de fabrication de 53 %, du coût de l’énergie produite de 40 %, de l’empreinte carbone de 40 % également, mais aussi un bruit et des risques d’accidents avec la faune limités. Trois modèles sont programmés : le Vortex Atlantis, une turbine de 3 mètres de hauteur et d’une puissance de 100 watts, qui pourrait être utilisée dans les pays en développement dès la fin de l’année ; le Vortex Mini (12,5 mètres, 4 kilowatts) qui, lui, sortirait d’ici un an pour un usage domestique ; et le Vortex Gran, une structure de 170 mètres de haut permettant d’atteindre une capacité de 1 mégawatt (MW), prévue pour 2018 à destination de “plus gros clients, investisseurs dans les énergies renouvelables ou entreprises d’énergie”.

Deux prototypes (de 4 et 6 mètres de haut) ont été testés en conditions réelles. Résultat : ils captent 30 % de moins d’énergie cinétique du vent que des éoliennes conventionnelles.

De fait, on compte près de 150 000 éoliennes tripales installées dans le monde, pour une capacité totale d’environ 300 000 MW. Les turbines standard actuelles culminent à 80 voire 100 mètres, avec un rotor de 80 mètres de diamètre (qui va donc capter une grande quantité de vent). Elles affichent une puissance de 2 à 3 MW chacune, qui permet théoriquement d’alimenter 2 000 personnes en électricité. Les prototypes testés par Vortex Bladeless, eux, n’ont une capacité que de 4 kW, soit 500 fois moins. Reste à voir si les grands modèles de Vortex, de 1 MW, résisteront aux forces des vents.

Les mouvements oscillants des vents sont plus risqués pour les structures.
Les turbines avec trois pales, sont bien équilibrées : cela correspond au minimum de matériel pour le maximum d’efficacité.

Le plus grand parc éolien d’Afrique
À 550 km de Nairobi, le parc éolien du lac Turkana devrait générer 20 % de l’énergie du Kenya, avec une capacité de 310 MW par jour d’ici à l’été 2017.

Le parc devrait fournir 90 MW dès septembre 2016, pour atteindre 310 MW, son maximum, à l’été 2017. Composée de 365 turbines qui atteindront 68 % de leur capacité grâce au jet-stream qui balaie la zone en permanence, cette ferme sera la plus efficace au monde, selon les autorités kenyanes.

Sur un continent dont la croissance est à deux chiffres, mais où deux tiers de la population vit encore sans électricité, l’enjeu est de taille.

Sources :
Le Point, Le Monde, Boursorama, Les Echos, RFI, AFP, Myeurop.info, Enerzine.