Énergie éolienne

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L'énergie éolienne est l'énergie tirée du vent au moyen d'un dispositif aérogénérateur: éolienne, moulin à vent, tour à vent, etc.

L'énergie du vent, Eole est le nom donné par les anciens grecs au Dieu des vents, fils de Poséidon.

Description

L'énergie éolienne peut être utilisée de deux manières :

• Transformation en énergie mécanique: le vent est utilisé pour faire avancer un véhicule (voilier, char à voile), pour pomper de l'eau (moulins de Majorque, moulins aux Pays-Bas, éoliennes dans les champs pour abreuver le bétail) ou pour faire tourner une meule pour produire de la farine (blé, châtaigne, ...) ou de l'huile (olive, tournesol, ...).
• Transformation en énergie électrique: l'éolienne est accouplée à un générateur électrique pour fabriquer du courant continu (installation reliée à des batteries) ou alternatif (installation reliée au secteur).

Histoire

Les moulins à vent sont une invention d'origine très ancienne. On pense que des roues à énergie éoliennes rudimentaires furent utilisées en Perse (Iran actuel) dès le VII^e siècle après JC., voire avant. Elles servaient à l'irrigation des terres cultivées et pour écraser du grain.

Le moulin à vent a connu un grand développement en Europe au cours du XIV^e siècle, en particulier aux Pays-Bas. Outre le meulage du grain et l'irrigation des terres agricoles, les moulins à vent étaient utilisés pour un grand nombre de tâches, allant du pompage de l'eau de mer, au sciage du bois, en passant par la fabrication du papier et de l'huile ou encore le meulage de divers matériaux.

Économiquement viable

Avec un coût d'environ 0,35 dollar canadien par kWh, l'électricité éolienne industrielle ou classique (parcs d'éoliennes) avait un rendement contesté.

Le coût de l'électricité de l'éolien urbain (ou de proximité) n'est pas encore évalué en France, alors qu'il se développe rapidement dans les pays du nord l'Europe.

Le prix d'achat de l'électricité éolienne est de 28 à 82 euros le MWh pour les éoliennes terrestres , après une première période de dix ans à 82 euros. Le nombre d'éoliennes dont le tarif est inférieur à 82 euros le MWh augmente chaque année.

Ce coût est inférieur à celui de l'électricité pouvant provenir des nouveaux réacteurs nucléaires en projet aux Etats-Unis ou en Europe, selon la banque suisse UBS. Ce qui rend l'électricité éolienne viable sur les critères économiques.

Électrification en site isolé

L'éolien est adapté et rentable pour électrifier des zones non raccordées au réseau. C'est notamment le cas dans les pays en voie de développement.

Avantages et Inconvénients

• == Risque de pollution écologique avec des lubrifiants chimiques utilisés actuellement pour les éoliennes. ==

• exemple d'un accident de ce type Le 5 janvier 2012,avec l’éolienne n°8 du parc Leuze-Europe (qui en comprend dix).

Ou L’écoulement d’huile s’est poursuivi pendant plus de dix jours, montrant l’impossibilité de maîtriser le phénomène.
Simple rupture d’un tuyau de circulation d’huile, a-t-on appris. Mais les conséquences pour l’environnement sont importantes.   

*1. La nacelle n’a rien retenu des centaines de litres d’huile (400 litres ?) servant à lubrifier la transmission.
*2. Cette huile a dégouliné tout au long du mat (environ 100 mètres de hauteur) et s’est, en partie, perdue dans le sol.
 Or,le parc de Leuze-Europe est situé sur une nappe phréatique et est voisin de deux  points    de captage d’eau alimentaire !

• L’ensemble de ces éléments a conduit l’asbl leuzeoise « Eoliennes à tout prix ? » à citer les propriétaires du parc,

à savoir Electrabel (sept machines), IDETA (deux machines), CLEF (une machine, la n°8) en référé au tribunal de Tournai en vue d’arrêter les dix machines du parc (toutes du même type) 
aussi longtemps que les modifications nécessaires en vue d’assurer la sécurité de l’environnement n’auront pas été réalisées.

• Le mode de fabrication des éoliennes de nos jours, est basé sur une mécanique très complexe d'engrenages et de multiplicateurs tournant dans les 1500 tours minutes en moyenne.

C'est grâce à ce mode de multiplication qu’une éolienne est capable de fournir une énergie de type électrique.
Tout corps qui subit un frottement chauffe, de ce fait pour éviter une destruction des éléments mécaniques en généralité, de l'huile est utilisée pour éviter toute rupture. 
Les éoliennes et la mécanique complexe qu'elles utilisent ne déroge pas à cette règle.

• La moyenne d'huile utilisée pour le refroidissement et la lubrification mécanique des multiplicateurs utilise de 300 à 400 litres pour une éolienne de 2000 kW.

Le lubrifiant qui est utilisé et conseillé en générale , est de type sh 320 et carter cy wm 320. 
Un lubrifiant synthétique et chimique difficilement biodégradable 

• il est fortement conseillé dans la maintenance générale d'une éolienne de remplacer cette huile tous les trois ans

un camion spécialement conçu pour cet effet est de mise pour ce genre d'intervention,
car cette huile doit être récupérée et détruite par des établissements spécialisés dans ce genre de matières hautement polluantes.

• l'information sur ce type de lubrifiant synthétique

:http://www.total-lubrifiants.ca/Pages/canada.nsf/VS_OPM/43B4489379EBBE16C12578A2004E50F3?OpenDocument

Nous recommandons la lecture d'un ouvrage de Francis Meunier, "Maîtriser l'effet de serre", où tout un chapitre donne les dimensionnements, les avantages et inconvénients possibles.

Les avantages

• L’énergie éolienne est une énergie renouvelable idéale parce que :
  • il s’agit d’une forme d’énergie indéfiniment durable et propre,
  • elle ne nécessite aucun carburant,
  • elle ne crée pas de gaz à effet de serre (sauf pour la fabrication et l'implantation de l'éolienne),
  • elle ne produit pas de déchets toxiques ou radioactifs,
  • elle est créée par les vents et les brises qui sont saisonniers, voir quotidiens (en bord de mer ou en montagne par exemple),
  • la plupart des (petites) éoliennes sont silencieuses et ne présentent aucun danger important pour les oiseaux ou les autres espèces sauvages,
  • les propriétaires fonciers reçoivent souvent un paiement pour l’utilisation de leur terrain, ce qui augmente leur revenu ainsi que la valeur du terrain,
  • la propriété des aérogénérateurs par des particuliers et par la communauté permet aux gens de participer directement à la conservation de leur environnement,
  • les éoliennes peuvent alimenter des sites isolés et non raccordés au réseau électrique général,
  • les nouvelles générations d'éoliennes peuvent être intégrées directement dans des espaces urbains et donc réduire considérablement les coûts et surtout les pertes liées au transport entre le producteur et le consommateur,
  • les coûts d'installation ne sont pas très élevés,
  • on n'a rien à enterrer (mises à part les fondations),

Les inconvénients

• L'énergie éolienne est variable dans le temps. Les petites installations d'éoliennes utilisées en autonomie doivent stocker l'énergie sous forme d'accumulateurs qui sont très chers si l'on veut avoir de l'électricité en permanence. En revanche, les installations reliées à un grand réseau électrique sont relayées, pendant les périodes sans vent, par les autres sources d'énergie.

• L'énergie éolienne ne peut être qu'une énergie d'appoint. Elle tourne uniquement s'il y a du vent. En cas de manque de vent ou d'un vent trop faible, il est indispensable de faire appel à de l'électricité issue de centrales thermiques (charbon, fuel, gaz ou nucléaire).

• Le stockage de l’énergie électrique a toujours été un problème. En France, EDF utilise la technique dite « du château d’eau » pour le stockage de la surproduction d'électricité nucléaire dû à leur grande inertie, de la nuit vers le jour, pour fournir ainsi les courants de pointe, car il s'agit d'un moyen très rapide pour réagir à une demande brusque sur le réseau quand la capacité hydroélectrique française est déjà utilisé à son maximum. Mais des interrogations se posent quant à l'éolien.

Il n’est pas aisé de trouver deux lacs mitoyens de niveaux différents permettant la mise en œuvre de cette technique, et quand cette possibilité existe, EDF l’utilise déjà pour la régulation du nucléaire. En France, il y a peu de sites non utilisés qui s’y prêteraient [1]

Enfin, l’alternance des jours et des nuits est immuable, et il est aisé de planifier et calculer les volumes et puissances nécessaires et disponibles pour stocker la nuit ce qui sera consommé le jour. Cependant, on ignore encore comment dimensionner les infrastructures pour compenser un manque de vent qui peut durer plusieurs jours^{[réf. nécessaire]}.

• Les éoliennes ont un rendement qui tourne autour de 20 %. En effet, le rendement d’une éolienne constitue le rapport entre la puissance totale produite par une éolienne sur un an et ce qu’elle aurait produit si les conditions météorologiques avaient été optimales durant la même période. En 2005, sur toute l’Allemagne, le rendement des éoliennes a été de 16 %. Le rendement de la ferme éolienne Juvent dans le Jura suisse a été de 14.5 % en 2007, sa meilleure année. En 2003, ce chiffre a été inferieur à 12 %.. Pour transformer les kW éoliens aléatoires en kW garantis (mais attention, un KW est toujours un KW !), il faut leur adjoindre des kW complémentaires provenant d'une centrale thermique dite de régulation. Cependant, les centrales thermiques à flamme de régulation sont très polluantes, elles émettent beaucoup de CO₂. Les jours d’hiver où un anticyclone empêche le moindre vent sur une zone, la production des éoliennes y chute et il faut disposer d'un autre apport.

Moulin à vent traditionnel

• La localisation des éoliennes est dépendante de la ressource (le vent) et on ne peut pas les implanter n’importe où. Les zones dites « à vent » sont répertoriés. On trouve en premier lieu, on trouve les zones côtières, où le vent est souvent bien plus constant qu'à terre. En mer du nord, les éoliennes tournent 96 % du temps, 3300 heures équivalentes de fonctionnement à puissance nominale/an soit 37 % de rendement..
• L'installation des éoliennes est problématiques. En effet, il faut faire prendre en compte les nombreuses allées et venues des toupies de bétons et autres camions de ferrailles et les milliers de tonnes de terre, caillasse et autre roche qu'il faut évacuer. Les convois exceptionnels transportant les fûts des pylônes, les gigantesques pales et la cellule de la machine nécessitent de déplacer des convois exceptionnels. Il ne faut pas non plus oublier l’accès des grues de très fortes capacités. En fait, il faut une piste de 5,5 mètres de large, à large rayon de braquage pour les y faire accéder.
  Les pales ne sont pas assemblées en l’air, mais au sol. Il ne faut pas oublier que l’hélice peut atteindre un diamètre d’environ 100 mètres. Même s’il n’est pas prévu qu’elle bouge au sol, il faut néanmoins une surface plane d’environ 2 800 m²^{[réf. nécessaire]} qu’il faut, le plus souvent araser au bulldozer lorsque le sol n'est pas plat. Il faut aussi un minimum de préparation du sol pour les deux grues. Cela nécessite une surface décapée et empierrée de 16 par 20 mètres pour une grande grue et une de 10 par 12 pour une petite. Ceci, doit se répèter pour chaque éolienne dans le cas d’une ferme. Ajoutons aussi la création du réseau souterrain de lignes à haute tension sur plusieurs kilomètres. Mais même en « éoliennisant » tous les sites ventés de France, on ne couvrirait ainsi qu’environ 15 % des besoins.

• Le caractère dispersé de la majorité des implantations amènerait en cas de fort développement de l'éolien à renforcer le réseau de transport électrique entre les zones de production éolienne et les zones de consommation. Ce renforcement du réseau est très coûteux et provoque les nuisances classiques (visuelle, sonore, électromagnétique^{[réf. nécessaire]}) des lignes à haute tension. L’implantation de la nouvelle génération d’éoliennes urbaines que l'on peut placer sur les immeubles, les hangars, un château d'eau, les abris de bus, dans un parc (comme une œuvre d'art !), une maison, un jardin, ... c'est-à-dire au plus proche de la consommation ne résoudrait en rien le problème des nouvelles lignes à haute tension, car les jours sans vent, il faudra toujours transporter du courant en provenance d’autres lieux.

• Si une éolienne est mal placée par rapport aux habitations, l'ombre de ses pales en rotation provoque un effet stroboscopique jugé désagréable. Mais comme le soleil (du moins la Terre) tourne, alors cet effet ne dure que quelques instant dans la journée. D'autre part, il n'a jamais été entendu cette idée concernant les quelques lieux visités pour l'éolien.

(* dB = décibel)

Résumé

• L'électricité éolienne dépend d'une source non permanente qu'est le vent (Quand le vent s'arrête, l'éolienne ne produit plus d'électricité, alors que nous ne sommes pas habitués à l'utiliser par intermittence) De nombreuses pompes fonctionnent avec l'énergie du vent, et bien d'autres appareils pourraient aussi fonctionner par intermittence.

Il y a donc nécessité de pouvoir stocker l'électricité ou d'en générer à la demande.

• Les éoliennes sont une bonne solution pour réduire les émissions de gaz à effet de serre Dès qu’il y a du vent, elles produisent de l’électricité qui vient en replacement de celle produite par des centrales thermiques que l’on arrête temps que dure cette production. En revanche, dans un pays tout (ou presque) nucléaire, l’intérêt reste à démontrer.
• Cependant, elles ne pourraient pas éviter la construction de centrales thermiques ou nucléaires du fait de leur production aléatoire.
• Le bruit semble être un problème seulement pour les anciennes éoliennes.
• Problème esthétique (subjectif)  : il faudrait 2500 éoliennes classiques de 2 MW unitaire pour produire l'électricité d'une centrale nucléaire de 5000 MW à la condition qu'elles fonctionnent à 100 % de leur puissance en permanence, ce qui n'est pas le cas. En fait, sur une moyenne annuelle, il en faudrait environs 12500.

Solution : les fermes d'éoliennes « offshore » (comme en pleine mer) et/ou les éoliennes urbaines.

• La localisation : elle est limitée aux zones venteuses. Il y a donc nécessité de transporter l'électricité vers les zones consommatrices.
• Impact sur la faune : des ornithologues ont constaté que des éoliennes étaient responsables de la mort des animaux, notamment certaines chauves-souris, ainsi que quelques oiseaux. Cependant, en France la Ligue de Protection des Oiseaux affirme qu'en suivant certaines de ses directives qu'elle-même qualifie de "simples" (construire hors des couloirs de migration), il est tout à fait possible de limiter l'impact de ces installations sur la faune. De plus, il y aurait plus de morts d'oiseaux se cognant aux vitres, qu'ils ne voient pas, des immeubles que dans les éoliennes, qu'ils évitent généralement à cause des perturbations dans les flux d'air qu'elles provoquent.

Voir pour de plus ample détail : Limites des énergies renouvelables.ams

Matériel libre

Il existe des éoliennes en matériel libre ou open source :

• DIY and Open Source Wind Turbines
• éolienne à axe vertical
• Small Wind Turbine( howto)

Voir aussi

Liens internes

• Éolienne
• Petit éolien
• Moulin à vent
• Tour à vent
• Utilisation de l'énergie
• Énergies renouvelables
• Char à voile
• Kite wind
• Système électrique idéal

Liens externes

• Global Wind Energy Council (GWEC)
• L'éolien moins cher que le nucléaire
• The Wind Power
• Éolienne à axe vertical
• Ebonys
• Mini-eoles
• Wiki Éolienne
• L'aérogénérateur 800 KVA BEST
• Risque, Environnement ; Gouvernance de l'énergie pour le XXIe siècle

Bibliographie

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