Impact des éoliennes sur l'environnement




Comme n'importe quelle construction d'origine humaine, les éoliennes ont un impact sur leur environnement.

Impact sur le paysage

Quoique que l'esthétique d'une éolienne soit une affaire de gout qu'on ne peut objectivement trancher, les riverains craignent généralement une dégradation visuelle des sites concernés.

La présence d’une éolienne ou d’un parc d’éoliennes dans le paysage ne laisse jamais indifférent. C’est souvent l’argument premier des mouvements anti-éoliens qui se forment et qui déclenchent des débats animés lors de l’annonce de l’implantation d’un parc éolien. Pour s’affranchir de toute subjectivité, il faut considérer l’éolienne comme une nouvelle déclinaison du motif bâti, de très grande taille donc visible de loin. Cette échelle monumentale contraste avec l’échelle humaine des éléments courants du paysage.

L’impact visuel d’un parc éolien sur le paysage est lié à :

  • la taille des éoliennes
  • leur nombre
  • les conditions météorologiques
  • la distance entre l’observateur et les éoliennes
  • les obstacles visuels

Un projet éolien doit définir le meilleur parti d’aménagement en fonction des caractéristiques du lieu étudié pour contribuer à son acceptation.

Comparaison de l'impact sur le paysage d'une centrale nucléaire et d'un Parc éolien.

Impact lié aux dimensions de l'éolienne

Une éolienne possède des caractéristiques dimensionnelles spécifiques liées à la solidité de l’ouvrage et aux productions électriques attendues. Les éoliennes industrielles actuelles mesurent en moyenne 120 m avec un diamètre du mât à la base d’environ 3 à 4 m et leur design est pratiquement immuable (éolienne moyenne de puissance 2.5MW Nordex N901)).

Impact lié à la rotation des pales

Si elle ne tourne pas en permanence, la rotation d’une éolienne est régulière, toujours dans le sens des aiguilles d’une montre dans l'hémisphère nord, chaque éolienne tourne de façon décalée de sa voisine. La grande taille des pales génère un mouvement lent qui contribue à une impression de calme. Ce mouvement peut d’ailleurs s’avérer intéressant dans le paysage car il permet de fixer l’attention et de visualiser la force des vents.

Cette rotation a cependant des inconvénients car elle peut générer un effet stroboscopique, lorsque le rotor de l'éolienne se trouve entre la personne et le soleil. Cette alternance d'ombre et de lumière peut être perceptible à l'intérieur même des habitations.

Impact lié à la couleur du mat

Selon une étude de l'université britannique de Loughborough, publiée dans le European Journal of Wildlife Research 2), la couleur du mat (couleur blanche ou grise) attire des insectes tel que les mouches, pucerons, mites, papillons ou coléoptères. Les oiseaux ou chauves-souris, attirés par ces insectes, risquent alors de heurter les pales ou le mât, et d’être tués dans certains cas, en particulier la nuit et en été lorsque les insectes sont plus abondants. Au contraire, la couleur violette les attire moins, suivie par le bleu. Certains pays ont changé la couleur des éoliennes. En Allemagne, le fabricant Enercon peint la base du mat en vert. Au Québec, les parcs les plus récents ont aussi adopté un dégradé de vert.

En France le blanc ou blanc grisé reste obligatoire pour des contraintes de visibilité liées à l'aéronautique, rendant leur intégrations paysagère plus difficile.

Perception et taille apparente

Le terme d’insertion paysagère est généralement employé lors de la création d’infrastructures nouvelles. Dans le cas de l’éolien, la recherche d’une intégration dans le paysage est illusoire du fait du décalage d’échelle avec les autres éléments du paysage. Il n’est pas envisageable de protéger les paysages au sens classique du terme. Il ne faut donc pas se demander “comment implanter des éoliennes sans qu’elles se voient ?”, mais “comment implanter des éoliennes en produisant de beaux paysages ?” C’est l’objectif des études préalables et de l’étude d’impact qui constituent une aide au projet, de la prise en compte du contexte paysager jusqu’à la composition paysagère. Il faut donc considérer les différents besoins et toutes les possibilités d’implantation.

On considère généralement trois classes de taille apparente :

  • la vue proche : l’objet a une forte prégnance visuelle
  • la vue semi-rapprochée : l’objet prend une place notoire dans le paysage
  • la vue éloignée : l’objet est insignifiant dans le paysage

La visibilité d’un aérogénérateur est avant tout liée à celle de son mât.

Aire d’étude en vue proche

Proche des éoliennes, le regard humain ne peut englober la totalité du parc éolien. Il s’agit d’étudier les éléments de paysage qui sont concernés par les travaux de construction et les aménagements définitifs nécessaires à son exploitation : accès, locaux techniques etc… C’est à cette échelle que sont élaborés les documents du volet paysager du permis de construire.

Aire d’étude en vue semi-rapprochée

Les éoliennes s’inscrivent comme un nouvel élément du paysage. C’est à cette échelle que la composition paysagère du parc éolien doit être prise en considération : grandes lignes du paysage, occupation du sol, chemins d’accès…

Aire d’étude en vue éloignée

L’éolienne constitue ici un élément de composition du paysage à part entière. Sur cette aire d’étude, la description des unités paysagères, l’identification des sites ou lieux d’importance nationale ou régionale doivent permettre de vérifier l’absence d’incompatibilité d’accueil d’un projet éolien.

C’est selon ces mêmes aires d’étude qu’il convient d’élaborer une ZDE.

Visibilité et co-visibilité

À l’échelle du grand paysage, la prise en compte de la co-visibilité est primordiale en raison du grand nombre de promoteurs prospectant sur un même territoire. Deux éléments du paysage dans un même cône de vue peuvent générer une concurrence visuelle : par exemple, une église et un Parc éolien ou deux parcs éoliens.

La question de la co-visibilité est particulièrement sensible pour une zone inscrite au patrimoine mondial de l’Unesco. Elle peut également concerner d’autres paysages emblématiques (coteaux viticoles) ou des éléments localisés (monuments historiques).

Nombre d’éoliennes

L’impact visuel d’un parc éolien n’est pas uniquement proportionnel au nombre d’éoliennes. Leur agencement joue également un rôle prépondérant : il faut prendre en compte les caractéristiques du paysage et sa capacité à les accueillir. Deux sites éoliens peuvent être implantés à proximité l’un de l’autre de manière anarchique (co-visibilité subie), ou, au contraire, les deux sites peuvent composer un paysage harmonieux (co-visibilité choisie).

Certains parc éoliens composés de nombreuses machines ont cependant un impact important sur le paysage.

Trame et écartement

L’installation de machines de façon discontinue multiplie les points d’appel du regard et participe à une vision confuse du paysage. Il est donc nécessaire de :

  • conserver une distance régulière entre les éoliennes afin de créer une structure rythmée et harmonieuse
  • implanter les éoliennes sur une ou deux lignes afin de renforcer les lignes fortes du paysage
  • tenir compte de l’impact paysager et de la lisibilité du paysage généré par une implantation parallèle ou perpendiculaire aux vents dominants

Les implantations irrégulières, basées sur des opportunités foncières ou sur trois lignes sont à éviter. Seule une implantation en bouquet est envisageable dans les paysages fermés

Aspect des éoliennes

Il faut porter une attention particulière au choix des machines :

  • rechercher une harmonie entre mâts, nacelles et pales, en effet, une taille et des profils identiques au sein d’un même parc donnent une image uniforme et cohérente
  • dimensionner la hauteur des mâts pour trouver un compromis entre la production énergétique et l’impact paysager

Inter-distance entre parcs

La distance entre deux parcs est liée :

  • à la capacité des habitants de les accepter
  • à la capacité du paysage à accueillir deux parcs en co-visibilité

Les grands types de paysages

Composition à proximité d’infrastructures

Il est souhaitable d’implanter le parc éolien par rapport à la ligne directrice de l’infrastructure (route, ligne haute tension) : l’éolienne doit renforcer la perspective sans créer un effet de rideau.

Composition avec le patrimoine architectural et paysager

Un paysage peut être perçu par une succession de plans (premier, second, arrière plan). L’utilisation de ces différents plans permet de raisonner l’implantation des éoliennes. Il est alors judicieux de multiplier les points de perception pour limiter la concurrence visuelle : écrasement, confusion dans la lecture du paysage… Cela permet par exemple de réduire les risques de mise en concurrence d’un village avec le parc éolien.

Composition avec les zones d’activités

Dans ce type de paysage, il peut être envisagé d’implanter des éoliennes pour dévier le regard sans pour autant nuire à la lisibilité d’ensemble.

Composition avec les paysages ouverts

Dans les paysages de grandes plaines, la verticalité des mâts vient rompre l’horizontalité du site et crée une dynamique. La sensibilité de ce type de paysage est liée à la visibilité permanente des éoliennes. Il faut privilégier les sites importants, 5 à 8 éoliennes, et éviter la multiplication de petits sites éoliens.

Composition avec les paysages fermés

Le degré de fermeture du paysage est lié à la densité du maillage bocager et à son orientation. En cas de maillage dense, il faudra privilégier une implantation en bouquet. Si le maillage est plus large, il faudra privilégier une implantation en linéaire.

Composition avec les paysages vallonnés

Il est nécessaire de prendre en compte la succession des ondulations du paysage et de favoriser une implantation d’éoliennes en dessous des lignes de crêtes.

Annexes et raccordement

Chemins d’accès

Par défaut, la viabilisation doit être réalisée avec le réseau de voiries existant pour éviter la création de nouvelles infrastructures et l’imperméabilisation des sols. Les voiries temporaires créées pour la construction doivent être démantelées une fois le parc éolien installé.

Lignes électriques

On préfèrera enterrer les lignes électriques de raccordement des éoliennes au poste de livraison.

Annexes

L’insertion des éléments annexes (poste de livraison, clôtures…), en particulier les couleurs, les matériaux et l’implantation doivent être envisagés avec précaution et figurer dans les études d'impact. L’insertion de certains de ces éléments dans le mât même de l’éolienne est vivement conseillée lorsqu’elle est possible. La végétalisation des abords du bâtiment peut faire l’objet d’un aménagement avec des végétaux locaux.

Aires de grutage et fondations

La dimension des surfaces de manœuvre des grues est d’environ 800m2. Le traitement des aires de grutage varient en fonction du projet, de son environnement et de ses impacts. Pour des raisons évidentes de sécurité, le maître d'ouvrage priorise le maintien des aires dans leur état initial (souvent, grave compactée), ce qui permet une intervention rapide en cas de dysfonctionnement (pour le changement des pièces qui nécessite une grue, par exemple). Pourtant, à la faveur de certains environnement, un retour à l'état initial (agriculture, milieu naturel) est intégré. Les graves sont alors éliminées, le terrain décompacté, et les terres arables présentes initialement, et stockées pendant les travaux, sont régalées sur le site. Si nécessaire, les espèces présentes initialement sont replantées.

La simulation photographique

Pour visualiser l’impact d’une éolienne, des photo-montages peuvent être réalisés en respectant les conditions de prise de vue devant se rapprocher de la vision humaine (angle de 46°). La focale utilisée doit être d'environ 50mm du format 24 x 36 (entre 35 et 50mm).

Il est très difficile de reproduire sur un plan (feuille de papier ou écran) ce que les yeux perçoivent dans la réalité. En effet, nous ne percevons pas les mêmes éléments en fonction de leurs localisation dans le champs visuel. L'acuité visuelle est limitée à un angle très faible (de l'ordre du degré). Dans ce cône nous pouvons précisément décrire les détails et les couleurs. C'est le mouvement rapide et continu de la pupille qui nous permet de reconstituer une image plus large. A partir d'un certain angle, nous ne sommes plus capable de décrire les détails de l'image, en revanche nous percevons les mouvements.

Pour ces raisons, le Guide méthodologique du MEEDDTL d'avril 2010 préconise un angle de photomontage de 60°, qui a l'avantage d'offrir une vue élargie par rapport à une photographie unique (environ 40°) et d'être “observable” à une distance raisonnable lorsqu'elle est imprimé sur un format A3 paysage (environ 35cm). Le mode de projection de l'image est également important, puisqu'il a une influence sur sa distorsion (comme en cartographie).

Les éoliennes utilisées comme vecteur artistique

Exceptionnellement, les éoliennes peuvent être également utilisées comme objet artistique, comme en architecture ou en peinture.

Éolienne peinte à Taoyuan (Taïwan)

En phase travaux

Projet terrestre

  • le niveau sonore émanant des activités exercées sur le chantier est relativement élevé

Projet en mer

Les effets potentiels, lors des phases travaux (construction et démantèlement), sont abordés au même titre que pour les projets terrestres.
Parmi ces effets, on peut citer :

  • les nuisances (bruit, vibrations, …) liées aux engins de construction, aux bateaux, aux barges, marteaux hydrauliques etc. ;
  • la perte d’habitat (aire de repos et d’alimentation) liée à la phase de construction ;
  • l’augmentation de la turbidité de l’eau (mise en suspension des sédiments) pendant la réalisation des fondations et la pose du câble.

Différentes solutions sont à l'étude3) afin de diminuer les nuisances sonores lors de la construction de parcs éoliens offshore :

  • Création d'un rideau de bulles d'air généré par de l'air sous pression depuis le fond marin autour de la zone de travaux. Les bulles d'air atténuent la propagation de l'onde sonore.
  • Mise en place d'un filet insonorisant composé de petits ballons en plastique.

Réglementation en France

  • article R. 1336-10 du code de la santé publique
  • dispositions du décret 95-79 du 23 janvier 1995 et de l’arrêté du 18 mars 2002
  • engins de chantier conformes aux dispositions de la directive 2000/14/CE
  • depuis la loi Grenelle 2 du 12 juillet 2010 et l'arrêté du 26 août 2011, les projets d'installation d'éoliennes rentrent dans le régime des installations classées pour la Protection de l'Environnement (ICPE)

En phase d’exploitation

Projet en mer

Les effets de la phase d’exploitation de la centrale sont analysés. Parmi les spécificités des parcs éoliens en mer, on peut citer :

  • la modification de la distribution des sédiments ;
  • les effets des champs électriques et magnétiques des câbles sous-marins sur les cétacés ;
  • la propagation du bruit sous l’eau ;
  • les fuites éventuelles d’hydrocarbures (huiles, graisses, etc) ;
  • les impacts divers liés à la maintenance du site (dérangement).

Le parc éolien de Horns Rev, au Danemark, fut l'objet d'attentions particulières 4).

Les activités de pêche et de navigation

  • perte de la surface exploitable,
  • impact sur les ressources halieutiques
  • interférence du parc avec l’activité de pêche selon la nature de l’activité de pêche

Nuisances sonores

Étant donnés les niveaux sonores des parcs éoliens (environ 60 dBA au pied d’une éolienne, 45 dBA à 300 m), aucun impact sur le système auditif n’est envisageable, en effet L'AFSSET précise qu'on n'a à ce jour pas montré d'impacts sanitaire des infrasons sur l’homme (même à niveaux d'exposition élevés), et que l'exposition « de la population au bruit des éoliennes se situe largement sous la valeur seuil de 70-80 dB », et « ne permet pas d'envisager un risque d'atteinte directe de l'appareil auditif ». Ainsi, seule l’étude des effets non auditifs est attendue dans le volet sanitaire de l’étude d’impact d’un projet éolien.

Atténuation du bruit suivant l’éloignement de l’éolienne

Selon l'AFSSET le bruit de l'éolienne et sa perception dépendent de plusieurs facteurs :

  • intrinsèques, liés à l'éolienne et à sa puissance acoustique, ainsi qu'à la taille du parc, etc.
  • dépendants de topographie, nature du sol, géométrie de l'éolienne et du lieu « récepteur »
  • dépendants de la météo (vent, hygrométrie) favorisant la propagation du son
  • liés au milieu environnant (végétation, substrat rocheux, terre, etc qui absorbent ou renvoient plus ou moins le bruit) ;

En pratique, il est difficile de percevoir le bruit d'une éolienne pour des distances supérieures à 500 mètres, mais que la gêne existe néanmoins. Cette gêne est expliquée que très partiellement par les facteurs acoustiques (environ 30 à 40%), les effets non auditifs envisageables sont essentiellement d’ordre psychologique.

Toujours selon l'AFSSET, le niveau de bruit est (en 2007) :

  • à proximité des éoliennes : dans la gamme des niveaux de bruit d'infrastructures de transports terrestres
  • à distance des sources : dans la gamme des niveaux de bruit résiduel (ou bruit de fond) et pour partie dans les infrasons dont une part en basses fréquences. Des études psycho-acoustiques en laboratoire sur la description du bruit émis par des éoliennes, montrent que des sifflements et effets de battements seraient les plus perturbants, surtout s'ils sont perçus comme impulsionnels ; la gêne pouvant aussi être engendrée ou augmentée par des facteurs subjectifs, dont le sentiment de déficit d’informations et de consultation et/ou une moindre acceptation de la présence de l'éolienne jugée inesthétique dans le paysage, ou perturbante pour les oiseaux. La recherche de moyens de rendre les éoliennes encore moins bruyantes se poursuit. Les simulations faites pour « des conditions d'émission et de propagation particulièrement pénalisantes ». montrent un bruit relativement faible, comparé au bruit de fond naturel dès que l’on s’éloigne suffisamment de la source, et d'importantes variations des selon le scénario choisi, ce qui a fait conclure à l'AFSSET qu'une distance réglementaire minimale n'était pas pertinente, mais qu'il fallait via les études d'impacts traiter le problème au cas par cas.

Les basses fréquences

Les basses fréquences générées par une éolienne résultent de l’interaction de la poussée aérodynamique sur les pales et de la turbulence atmosphérique dans le vent. Le caractère aléatoire des turbulences de l’air se répercutent sur les émissions des basses fréquences. Il apparaît que les sons de basse fréquence sont moins susceptibles de générer des nuisances que les sons impulsifs, moins aléatoires. L’émission de basses fréquences concernait surtout les éoliennes downwind (lorsque la tour de l'éolienne s'interpose entre le vent et le rotor), mais la majorité des éoliennes d'aujourd'hui sont upwind.

Les infrasons

Si l’on dispose encore de peu de données sur les infrasons, des études étrangères ne font état d’aucun effet sur la santé. Selon l’Agence de l’environnement suédoise, les niveaux des infrasons émis par les éoliennes sont si bas qu’ils n’entraînent aucune nuisance sur la santé de même, selon l'Académie nationale de médecine, au-delà de quelques mètres, les infrasons du bruit des éoliennes sont très vite inaudibles et n'ont donc aucun impact sur la santé de l'homme 5).

La gêne acoustique du son produit par les éoliennes est surtout induite par les infrasons (très basses fréquences < 20 Hz) inaudibles pour l'oreille humaine, et sans danger prouvé pour la santé 6). Le contraire n’entant également pas prouvé, certains demandent l'application d'un principe de précaution en augmentant la distance minimale entre éolienne et habitation.

Comment est produit le son ? Lors du fonctionnement de l'éolienne, la pale se comporte comme une aile d'avion et possède un sillage tourbillonnaire propre. Lors de la rotation, ce sillage est “coupé” par le passage devant le mat, il en résulte une onde de pression. On peut simuler cette émission sonore en soufflant avec sa bouche et en passant latéralement rapidement le doigt au contact des lèvres comme le font parfois les enfants pour jouer. Le bruit qui en résulte provient de l'interruption du jet d'air par le passage du doigt. C'est à peu près ce qui se passe dans une éolienne à axe horizontal (les plus courantes). On peut estimer les fréquences fondamentales d'émission acoustique en comptant d'une part l'intervalle de temps que mets une pale à repasser devant le mat et d'autre part l'intervalle de temps entre le passage de deux pales successives.

Règlementation

En France

Selon le décret n° 95.408 du 18 avril 1995, relatif aux bruits de voisinage, la différence de niveau entre le bruit généré par une installation industrielle non classée et le niveau de bruit habituel en un lieu donné ne peut être supérieure à 5 dB(A) le jour et 3 dB(A) la nuit.

Ce décret est précisé par la circulaire du 27 février 1996 du Ministère de l’Aménagement du Territoire et de l’Environnement relatif à la lutte contre les bruits du voisinage et par la norme NFS 31-010 sur les conditions de mesure.

Effets dus à la rotation du rotor

Impact des éoliennes sur l'avifaune

Les impacts des parcs éoliens sur la biodiversité touchent principalement les oiseaux et les chauves-souris et varient en fonction des espèces, des saisons, des milieux, de la taille du parc éolien et des éoliennes qui peuvent impacter sur :

  • la mortalité

Selon la configuration, l'emplacement des parcs éoliens et les méthodes utilisées, la mortalité varie entre 0 et 40 individus par éolienne et par an pour les oiseaux et les chauves-souris 7).

  • le dérangement

Un parc éolien est susceptible de perturber le fonctionnement d'un milieu et d'en diminuer l'attrait pour certaines espèces. Lors des migrations, la présence d‘éoliennes sur une voie migratoire entraine généralement des réactions de contournement, ce qui augmente la difficulté du périple. 8)

  • la perte d'habitat

Les oiseaux des milieux ouverts évitent d'approcher les parcs éoliens. Cette distance d'évitement augmente avec la taille du parc. Un dérangement répété et intense peut conduire à une perte durable d'habitat. Pour certaines espèces, la présence de nombreuses éoliennes entraine une désertion totale de la zone, comme c'est le cas, par exemple, pour le vanneau huppé sur un site allemand. 9)

Impact des éoliennes sur les oiseaux

Les éoliennes, selon certains, pourraient constituer pour la migration des oiseaux un obstacle mortel. En effet, les Pales en rotation sont difficilement visibles par mauvais temps ou la nuit. Les oiseaux peuvent alors entrer en collision avec celles-ci. Plus le parc éolien est dense, plus ce risque est grand. Des feux sur les pales peuvent réduire ce danger.

La plupart des espèces d’oiseaux ne sont nullement gênées par la présence d’éoliennes et adaptent leur trajectoire de vol en fonction de la disposition des éoliennes. 10)

Au Danemark, une série d'études environnementales 11) a été réalisée avant, pendant et après la construction du parc offshore de HornsRev, situé dans une zone ornithologique sensible, ces études n'ont pas montré d'impact significatif sur la faune. Une étude en cours menée par le Northwest National Marine Renewable Energy Center sur le par éolien offshore Alpha Ventus en Allemagne afin d'étudier l'impact des parc éoliens offshore sur les oiseaux marins et les chauves-souris.

La LPO se montre favorable au développement de parcs éoliens si ceux-ci sont construits en suivant ses recommandations. D'après la LPO, les éoliennes n'ont qu'un faible impact sur la biodiversité par rapport à d'autres activités humaines (vitres, chats domestiques, immeubles allumés la nuit, infrastructures routière, agriculture, lignes électriques, chasse etc.).

Principales causes de mortalité des oiseaux 12)

Cause de mortalité Commentaires
Ligne électrique haute tension (> 63 kv) 80 à 120 oiseaux/km/an : réseau aérien de 100 000 km
Ligne moyenne tension (20 à 63 kv) 40 à 100 oiseaux/km/an : réseau aérien de 460 000 km
Autoroute, route Autoroute 30 à 100 oiseaux/km/an : réseau terrestre de 10 000 km
Chasse (et braconnage) Plusieurs millions d’oiseaux chaque année
Agriculture Evolution des pratiques agricoles (arrachage des haies) ;
effets des pesticides (insecticides) ; drainage des zones humides.
Urbanisation Collision avec les bâtiments (baies vitrées), les tours et les émetteurs
Parc éolien entre 0 et 3,4 oiseaux/éolienne/an
Parc éolien dense et mal placé 60 oiseaux/éolienne/an

Impact des éoliennes sur les chauves-souris

Les éoliennes, selon certains, pourraient constituer pour les chauves-souris un danger mortel. Car si la plupart sait bien les éviter, celles-ci sont frappées par un barotraumatisme en volant à proximité des pales. C'est-à-dire un choc provoqué par la baisse brutale de la pression de l'air au voisinage des pales dont la vitesse dépasse, à leur extrémité, la barre des 200 km/h. Cependant la cohabitation est possible sous certaines conditions et pour autant que quelques mesures soient prises.

Une étude réalisée par le bureau d’études BIOTOPE en 2008, « Impacts des éoliennes sur les oiseaux et chiroptères », montre que l’activité des chauves-souris concerne les périodes sans vent ou avec faible vitesse de vent ; des périodes pendant lesquelles les éoliennes ne fonctionnent pas ou peu.

Recommandations
  • éviter les continuités écologiques et les routes de migration quand elles sont connues
  • éviter la proximité des terrains de chasse préférés des chauves-souris (lisières arborées, haies arbustives, prairies extensives, marais, plans d’eau)
  • éviter la proximité des colonies d’espèces rares ou menacées
  • grillager les zones d’aération des éoliennes pour éviter l’entrée d’animaux
  • arrêter les rotors lors des périodes de migration (printemps et automne)
  • arrêter les rotors lors des périodes à risque : lorsque le vent est faible (moins de 3 à 4 mètres par seconde), à la tombée de la nuit et pendant la nuit.

Ombres portées des éoliennes

L’ombre portée des pales des éoliennes en mouvement peut créer, au niveau des habitations proches, des effets stroboscopiques déplaisants. Plusieurs paramètres interviennent dans ce phénomène :

  • la position du soleil (fonction donc du jour et de l’heure)
  • l’existence d’un temps ensoleillé
  • les caractéristiques de la façade concernée (orientation)
  • la présence ou non de masques visuels (relief, végétation)
  • l’orientation du rotor et son angle relatif par rapport à l’habitation concernée
  • la présence ou non de vent (et donc la rotation ou non des pales).

Concernant l'impact sur la santé de l'effet stroboscopique généré par les éoliennes, selon l'Académie nationale de médecine13), aucune observation incriminant les éoliennes n'a pu être observée.

Perturbation des ondes hertziennes

La réception des ondes hertziennes peut être perturbée, ce qui provoque une image brouillée sur les récepteurs de télévision. Dans ce cas, il est fréquent que la société implantant les éoliennes finance la construction d'un nouvel émetteur de télévision. Ces perturbation est de moins en moins importantes du fait de l'utilisation de la télévision par câble ou de la télévision IP.

Interférences avec les radars

Les parcs éoliens peuvent parfois interférer avec les radars météorologiques. Selon la proximité et la densité du parc, celui-ci peut constituer un blocage majeur à basse altitude, donnant une zone d'ombre dans les données. De plus, comme les pales sont en rotation, le radar enregistre leur vitesse de déplacement, qui est in-différentiable d'une cible en mouvement comme la pluie. Habituellement, on filtre les échos de sol indésirables par leur vitesse Doppler (la fréquence du signal réfléchi par l'objet est décalée par rapport à sa vitesse, ce décalage permet de déterminer la vitesse de l'objet). Dans le cas de précipitations, la vitesse lue sera un mélange entre la vitesse des gouttes et celle des pales, ce qui peut mener à une fausse interprétation des mouvements de l'air. Une étude sur cette possible interférence est donc nécessaire lors de l'examen d'un projet d'éoliennes.

Les parcs éoliens peuvent aussi interférer avec les radars militaires et maritimes dans le cadre de la détection d'un aéronef volant à basse altitude car les éoliennes constituent un obstacle à la propagation de l'onde (effet de masquage). L'effet est diffèrent pour les radars du contrôle aérien, les éoliennes créent des échos parasites qui peuvent parfois induire en erreur les contrôleurs aériens.

Solutions

Des études sont en cours afin de concevoir des pales “furtives”, en s'inspirant des techniques mises en œuvre sur les avions furtifs militaires, n’interférant pas sur les radars, ainsi que des logiciels permettant de distinguer les perturbations liées aux éoliennes notamment sur des radars 3D 14). Une couche d'un matériau absorbant ainsi qu'un mince film réfléchissant sont ajoutés dans la pale.

Encombrement des éoliennes

La surface au sol nécessaire pour produire une part importante des besoins énergétiques d’un pays à partir de l’énergie éolienne est sujette à débat.

Les éoliennes actuelles nécessitent une importante surface au sol, imposée par la rotation nécessaire en fonction de la direction du vent, par la taille des Pales, par l’interférence entre éoliennes voisines sur le flux de Le vent, par mesure de sécurité en cas de chute.

Les éoliennes actuelles permettent dans le meilleur des cas une densité de 10 MW/km², soit 10 W/m² ; en pratique, la moyenne est de l’ordre de 0,5 W/m². Les éoliennes à turbine, à l’état de prototype en 2006, sont destinées à fonctionner posées sur des toitures de bâtiment et n'occuperont donc pas d'espace destiné à d'autres usages.

L'énergie produite est de l'ordre de 20 GWh/km² pour les sites bien ventés. En considérant 25 000 km² de surface (soit 5 % du territoire métropolitain), le potentiel de production française serait de l'ordre de 500 TWh. 20 GWh/km²/an représentent 4 à 5 éoliennes de 2 MW par km², laissant 99 % de la surface libre d'accès et disponible, par exemple, pour des champs ou des forêts. À titre de comparaison, une centrale solaire photovoltaïque a une productivité d'environ 70 kWh par m² au sol dans un site ordinaire d'Europe, soit 70 GWh/km²/an à condition d'utiliser 100 % de la surface.

Effets dus au raccordement au réseau électrique

Le raccordement d'éoliennes au réseau global de distribution électrique (sans stockage local de l'énergie) nécessite, comme pour les autres centrales de production électrique, des lignes haute tension. La concentration des éoliennes en parc terrestres, côtiers ou maritimes correspond à une logique de centralisation de l'offre de courant, à contre-courant de la vision souvent évoquée d'une production décentralisée.

Fin 2006, un bulletin électronique de l'Ambassade de France en Allemagne indique que la production éolienne nécessite l'installation de 850 km de câbles d'ici 2015 et 1 950 km d'ici 2020. Par ailleurs, des oppositions locales (syndrome NIMBY) à la construction de lignes en bord de mer conduisent à enterrer les câbles, ce qui entraînerait un doublement du montant de la facture d'électricité des clients industriels. Cet argument mis en avant par les opposants aux éoliennes ne semble pas spécifique aux éoliennes, face à la demande générale d'enterrement des lignes électriques quel que soit le mode de production. En 2009, beaucoup d'installateurs d'éoliennes même en milieu terrestre propose systématiquement l'enterrement des lignes sans que cela entraîne de surcoût rédhibitoire.

Risque d'accident éolien

Les éoliennes présentent des risques d'accidents : un fort vent est susceptible de rompre les structures des éoliennes, une étude15) portant sur l’ensemble du parc Danois entre 1993 et 2003 (1912 éoliennes) conclut que la probabilité de destruction d'une éolienne serait de 8,3.10-4 par an.

Les éoliennes aujourd'hui installées bénéficient de certifications réalisées par des organismes indépendants, et sont construites sous contrôle qualité sévère, réduisant significativement les risques de rupture du matériel (par exemple les standards IEC 61400). En tant que machine fonctionnelle, les éoliennes relèvent du champ d'application de la directive Machines et qui nécessite l'établissement d'une déclaration de conformité. Depuis le 31 décembre 2009 la directive Machines 2006/42/CE est appliquée.

Les principales causes

La majorité des accidents connus sont liés au manquant de retour d'expérience et est un risque inhérent à toute technologie émergente. La première cause d'incident est soit la perte de tout ou partie d'une pale, occasionnée, soit par une faiblesse de la structure de la pale ou de sa fixation au moyeu, soit une mise en survitesse de la machine. La survitesse, causée par une défaillance du système de sécurité par Le vent violent, amène rapidement des contraintes inacceptables au sein des pales et de leur fixation sur le moyeu. Environ 80 % des accidents sont dus à des vibrations et à des ruptures de vibrations 16).

La foudre constitue une seconde cause d'incidents. Le mât lui-même, malgré ses protections, peut-être foudroyé avec des conséquences en général sur tout le matériel électrique et être à l'origine d'un incendie. Les pales qui se chargent d'électricité statique peuvent être également foudroyées. Ce phénomène peut entraîner l'explosion de la pale, constituée essentiellement d'une enveloppe creuse en matériau composite.

L'échauffement des parties mécaniques, par suite d'une défaillance des systèmes de lubrification ou de refroidissement, ou encore en raison d'une survitesse du rotor engendrant une vitesse de rotation inacceptable pour la génératrice ou le Multiplicateur, peut encore conduire à des sinistres majeurs, voire à l'incendie de l'éolienne.

Le non-respect de règles d'exploitation et de maintenance (ou leur insuffisance) semble également être à l'origine d'incidents. Ainsi, la mission a eu connaissance d'un incident occasionné par la mise hors circuit du dispositif de sécurité pour des raisons de maintenance alors que le vent se levait. La machine s'est alors mise en survitesse.

Les conditions atmosphériques peuvent également engendrer des incidents. Ainsi, l'étude de M. Krâmer évoque la formation de couches de givre sur les pales entraînant la chute ou le jet de blocs de glace.

Des erreurs de conception, comme un sous-dimensionnement des fondations peuvent également entrainer des accidents.

Les risques

  • L'effondrement de la machine. La zone de risque correspond à une surface dont le rayon est limité à la hauteur de l'éolienne, pale comprise ;
  • La projection d'objets tels que pales ou morceaux de pale. La zone de risque peut atteindre plusieurs centaines de mètres si l'on en juge par l’étude allemande. La chute, plus localisée géographiquement, de blocs de glace peut également intervenir dans certaines régions ;
  • L'impact de la foudre. La zone de risque de choc électrique résultant de l'action de la foudre se limite aux abords immédiats de l'éolienne. Toutefois, des projections peuvent résulter des effets induits, comme par exemple l’explosion de pales ;
  • Les accidents du travail. Il s'agit des risques classiques inhérents à des interventions sur chantier, en présence d'équipements sous haute tension ou sur des installations de grande hauteur. Toutefois, ces risques sont ici particulièrement sensibles en raison de la nature des équipements, des travaux à réaliser (notamment dans les nacelles, voire sur les têtes de pales) et de l'isolement des installations.

Inventaire des incidents et accidents éoliens

source : Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie (Rapport sur la sécurité des installations éoliennes) 17)

En France

Quelques incidents majeurs ayant entraîné des dégâts importants, voire la destruction de la machine ont été identifiés en France métropolitaine :

  • en 2000, le mât d’une machine de la ferme éolienne de Port la Nouvelle (Aude) s’est plié lors d’une tempête ;
  • le 28 décembre 2002, lors de l'installation d'une des éoliennes du parc de Nevian (Aude) : une des pales s’est détachée et a entraîné l’effondrement du mât ;
  • le 1er janvier 2004 au Portel (Boulogne-sur-mer), cassure d’une puis des deux autres Pales au niveau de la tête du Rotor avec rupture du mât à mi-hauteur ;
  • le 20 mars 2004 à Loon Plage (port de Dunkerque), couchage d’une éolienne, avec le mât et une partie de sa fondation qui a été arrachée, suivi de l'éclatement de la Nacelle, rotor et pales.
  • en janvier 2012 une éolienne de type Jeumont J48/750 est déchiquetée dans le parc éolien de Widehem (Pas-de-Calais), une première pale s'est désolidarisée de l'éolienne et s'est écrasée dans un champ voisin et une seconde pale s'est effondrée au droit du mât suite a des rafales de vent de plus de 110 km/h 18)
  • en mai 2012 une éolienne de 2 MW du constructeur REpower (parc éolien du Chemin d'Ablis) perd une pale de 46 mètres. Aucun dégât n'a été constaté ailleurs que sur la machine concernée 19).
  • en novembre 2012 du parc de Vieillespesse-Rézentières (Cantal), un bout de pale de 2 mètres (pour un poids de 400 grammes) s’est détaché et a été projeté à environ 70 mètres du mât sans faire de dégât ni blessé. 20)

En Allemagne

  • Le 4 avril 1997, un monteur a été mortellement blessé par la chute de la turbine d’une éolienne prototype, à la ferme éolienne expérimentale de Kaiser-Wilhelm-Kood, par vent violent ;
  • Le 5 mars 1998, la nacelle d’une éolienne est tombée du mât de 30 à 40 m, au cours d’un violent orage ;
  • Le 16 janvier 1999, le générateur et les pales d’une éolienne tombent de 63 m à Rebgeshain ;
  • Le 1er mars 1999, même accident à une éolienne de même marque à Vogelsberg, dans la Hesse ;
  • Le 20 septembre 1999, la nacelle d’une éolienne est détruite par un incendie à Grafschaft ;
  • Le 12 décembre 1999, à Lichtenau, le mât d'une éolienne de 46 m de diamètre, touché par la foudre s'est plié à 10 m du sol entraînant la destruction de la nacelle ;
  • Le 19 décembre 1999, à Stöffin, une pale d’une éolienne éclate contre le mât. L’éolienne est démantelée ensuite pour expertise ;
  • Le 10 février 2000, à Wittmund, effondrement d’une éolienne, liée à une défectuosité de la fondation en béton de la tour de 33 m.
  • Le 19 avril 2012, à Neukirchen, une nacelle prend feu suite à un court-circuit 21)

Au Danemark

  • La chute de 11 petites éoliennes (sur un parc de 5500), détruites par l’ouragan du 3 décembre 1999 ;

En Inde

  • La destruction d’une centaine d’éoliennes dans divers sites (dont plusieurs fermes éoliennes) le 9 juin 1998, également par des ouragans.

Suppression, réduction ou compensation des impacts

La même logique doit régir la limitation des impacts d’un Parc éolien en mer qu’à terre, tout d'abord il s’agit de privilégier les mesures de suppression des impacts à la source et en amont du développement du projet (choix du site). Ensuite, des mesures de réduction des impacts sont à mettre en place. Enfin, des mesures de compensation des impacts peuvent être proposées de façon exceptionnelle.

Différents types de mesures réductrices sont possibles pour limiter les niveaux sonores auprès des habitations les plus proches et/ou les plus sensibles.

Les « mesures passives »

  • isolation phonique acoustique de la nacelle, source d’émission sonore (les fabricants d’éoliennes intègre cette isolation) cependant les bruits d’origine mécanique ne sont pas, à grande distance, les bruits prépondérants dans une éolienne.
  • optimisation des pales de manière à réduire les émissions sonores des éoliennes (profil de la pale et de son extrémité).
  • écran près du riverain. Ce type de mesure est difficile voire impossible à mettre en œuvre. La plantation d’une haie (écran végétal) a une efficacité sonore nulle ; toutefois, le fait de rendre la source sonore non visible peut avoir une influence psychologique non négligeable.

Les « mesures actives »

  • mode de production visant à limiter le bruit émis par l’éolienne. Ajuster le fonctionnement des éoliennes en fonction des contraintes sonores (implique une diminution de la production électrique).
    • fonctionnement « au ralenti » des éoliennes en fonction de la direction du vent, des heures de la journée et de la période de la semaine ou de l’année.
    • programmer l’arrêt momentané, et conditionnelle, d’une éolienne trop bruyante.
  • choix de l’implantation : La principale mesure de réduction des nuisances sonores consiste en une implantation (nombre, localisation) et un choix des machines répondant aux contraintes locales. C’est là que les marges de manœuvre sont les plus significatives.

Voir aussi

Liens externes

3) université de Hambourg-Harbourg (TUHH)
7) , 8) , 9) LPO
10) Étude britannique publiée le 15 octobre 2008 dans la revue Journal of Applied Ecology.
12) Abies (à partir de données AMBE, LPO, …) et notamment : « Avian Collisions with Wind Turbines : A Summary of Existing Studies and Comparisons to Other Sources of Avian Collision Mortality in the United States » du National Wind Coordinating Committee (NWCC) Resource Document, août 2001
15) Windstats Newsletter
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