énergie éolienne

Répartition de l'énergie solaire reçue au sol.

l'énergie éolienne est dérivée de l'énergie solaire, elle tire son nom d’Éole (en grec ancien Αἴολος, Aiolos), le nom donné au dieu du vent dans la Grèce antique. L'énergie solaire reçue par la terre n'est pas uniforme en tout point du globe, vers l'équateur l'angle d'incidence est proche de 90° donc la surface éclairée est plus petite et l'énergie est plus concentrée. La différence de température entre les pôles et l'équateur entraine un flux d'air. Ayant une densité plus faible que l'air froid, l'air chaud s'élève jusqu'à une altitude d'environ 10 km (correspondant à la troposphère). Ensuite il s'étend vers le nord et le sud. Si la terre ne tournait pas (voir la force de Coriolis), les courants d'air iraient jusqu'aux pôles Nord et Sud avant de redescendre (suite au refroidissement) et de retourner à l'équateur. La force de Coriolis influe sur les vents globaux. Environ un à deux pour cent de l'énergie émise par le soleil est convertie en énergie éolienne.

L'énergie éolienne potentielle est gigantesque - quelques milliards de TWh - mais la partie effectivement récupérable reste très limitée et l'énergie éolienne ne contribuera, sans doute pour très longtemps, à satisfaire qu'une petite partie de nos besoins croissants en énergie. Toutefois ces considérations générales peuvent varier d'un lieu géographique à un autre suivant le potentiel éolien local, la densité du réseau de distribution, la répartition de l'habitat, les besoins en énergie et les incitations des organismes nationaux à promouvoir l'utilisation d'énergies alternatives.

Environ 2% de l'énergie solaire (3,2 x 1024 Joules/an) est transformée en énergie cinétique éolienne. 35% de cette énergie est dissipée dans la couche de 1 km au-dessus du sol. Si on utilisait 10% de cette énergie par an, cela correspondrait à :

Énergie éolienne = 3,2 x 10²⁴ x 0,02 x 0,35 x 0,1 = 2,24 x 10²¹ Joules/an, ce qui correspond à environ 7 fois la consommation mondiale d'électricité.

L'énergie éolienne est une forme d’énergie indéfiniment durable et propre elle est aujourd'hui utilisée pour :

• Alimenter en énergie des sites isolés (dizaine de kWh/jour)
• Produire des kWh au coût le plus faible sur des réseaux de distribution (dizaines à centaines de MWh/jour)
• Produire de l'énergie mécanique pour le pompage ou autre application (centaines de Wh/jour)

L'énergie éolienne est transformée en énergie électrique par le biais d'un aérogénérateur.

L'énergie éolienne est très inégalement répartie au niveau mondial. Elle est plus importante au niveau les zones côtières. Dans les zones montagneuses, le vent est difficilement utilisable à cause des turbulences. Sur un site l'énergie éolienne est presque constante à l'échelle de l'année mais à l'échelle du mois, elle présente de très fortes irrégularités, ce qui présente des inconvénients importants.

Si l'on prend l'exemple de la Belgique, la vitesse moyenne du vent à 10 mètres du sol est de :

• 6,2 m/s au niveau du littoral
• 3,6 m/s à l'intérieur du pays
• 4,4 m/s sur le plateau ardennais

En 2009 les turbines représentent une puissance installée totale de 37 500 MW, soit l’équivalent de plus de 23 réacteurs nucléaires EPR ¹⁾.

En 2009 le marché mondial des éoliennes est de 45 milliards d’euros et représente 500 000 emplois ²⁾.

Avec la biomasse, l’éolien génère de loin l’activité économique la plus importante du secteur des énergies renouvelables en Europe. Ce résultat est d’autant plus impressionnant qu’il y a 20 ans la filière en était encore à ses premiers stades de développement.

• en 2007 ³⁾

fin 2007

• énergie propre qui ne produit directement ni dioxyde de carbone, ni dioxyde de soufre, ni mercure, ni fines particules, ou n'importe quel autre type de pollution de l'air ou de l'eau. Elle ne produit pas de déchets radioactifs à vie longue.
• énergie renouvelable dont le gisement n'est pas épuisable à l'échelle de temps des civilisations humaines.
• une éolienne occupe peu d'espace au sol
• une diversification compatible avec l‘activité Agricole préexistante
• les matériaux des éoliennes en fin de vie sont recyclables ou ré-employables

• L'énergie éolienne est une énergie intermittente dépendante de la présence ou non de vent, ce problème peut être en partie résolu grâce aux possibilités de stockage de l'énergie et à la répartition des parcs éoliens sur le territoire permettant d'obtenir une valeur moyenne du gisement éolien.

L'énergie éolienne est une source d'énergie renouvelable parmi d'autres, elle ne saurait à elle seule couvrir les besoins énergétiques mondiaux. Il n'y a pas de solution parfaite, l'énergie éolienne fait partie d'un ensemble de solutions permettant de produire de l'électricité à partir d'une source d'énergie renouvelable, elle ne s'oppose pas aux autres énergies renouvelable, mais fait partie d'un ensemble.

• Énergie solaire
  • solaire photovoltaïque
  • solaire thermique
• La biomasse
• L'énergie hydroélectrique
  • grande hydroélectricité
  • petite hydroélectricité
• La géothermie (production de chaleur ou d'électricité)
  • Pompes à chaleur géothermiques
• Le biogaz
• Les déchets urbains
• La biomasse solide
• L’héliothermodynamique (focaliser la lumière du soleil de manière à chauffer un fluide à une température suffisante pour produire de l’électricité.)
• Les énergies marines ou thalasso-énergies
  • usines marémotrices (marées)
  • énergie houlomotrice (houle)
  • hydrolienne (courants)
  • pression osmotique
  • gradient thermique

Part des énergies renouvelables dans la consommation d’énergie primaire des pays de l’Union européenne ⁴⁾

L’énergie grise correspond à la somme de toutes les énergies nécessaires à la production, à la fabrication, à l'utilisation et enfin au recyclage des matériaux ou des produits industriels. En théorie, un bilan d'énergie grise additionne l'énergie dépensée lors :

• de la conception du produit ou du service
• de l'extraction et le transport des matières premières
• de la transformation des matières premières et la fabrication du produit ou lors de la préparation du service
• de la commercialisation du produit ou du service
• de l'usage ou la mise en œuvre du produit ou lors de la fourniture du service
• de l'entretien, des réparations, des démontages du produit dans son cycle de vie
• du recyclage du produit

1. Extraction des matières premières
2. Transport des matières premières
3. Conditionnement du matériau
4. Fabrication des composants
5. Transport des composants
6. Construction des éoliennes
7. Exploitation des éoliennes
8. Démantèlement des éoliennes
9. Mise en rebut des matériaux

Le tableau 2 présente l’inventaire des matériaux qui ont servi à la construction des deux éoliennes estimés à partir des données relatives à deux parcs à éoliennes installés au Danemark, l’un offshore composé de 10 centrales à 500kW, l’autre onshore composé de 18 centrales de 500kW (Schleisner, 2000).

Quantité d’énergie consommée pour la construction et le démantèlement des matériaux qui ont servi à construire les éoliennes.

A la fin de la durée de vie de la turbine (offshore, respectivement onshore), on considère que 4% de l’énergie totale consommée, respectivement 2,5% sont nécessaires pour la mise en rebut des matériaux. Il vient alors comme énergie primaire consommée 8200 GJ (offshore) et 4561 GJ (onshore).

En supposant pour chacun des parcs une durée annuelle de fonctionnement de 2500h pour l’offshore et 1550h pour l’onshore, on obtient une production annuelle d’électricité de 3750 MWh en offshore et 2325 MWh en onshore. Les quantités d’énergie primaire qui aurait été consommée par un parc de centrales avec un rendement équivalent de 40% sont respectivement 33 750 GJp et 20925 GJp.

Le temps de retour énergétique est de 3 mois (offshore) et 2,6 mois pour l’éolienne onshore. Si on prend pour référence une centrale TGV à 55% de rendement, le temps de retour énergétique est respectivement d’environ 4 mois et 3,6 mois.

• la production d'électricité éolienne
• le vent
• histoire de l'énergie éolienne
• financement de l'éolien

• Bilans énergétique et environnemental des filières de production d’électricité. Aspects méthodologiques
• energie éolienne sur Wikipedia