La crise climatique nous impose un changement dans nos modes de consommation mais aussi dans nos modes de production, et notamment énergétiques. La publication du premier volume du 6ème rapport d’évaluation du Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC) le 9 août 2021 est une piqûre de rappel sur l’urgence écologique et l’importance de la lutte contre le réchauffement climatique.
A l'échelle mondiale, le secteur énergétique a une responsabilité première dans le réchauffement climatique
Source : Chiffres clés du climat France, Europe et Monde - MTES - 2021
La production d'électricité était en 2018 le premier poste d'emission de CO2 dans le monde avec, en 2018, 41 % du total des émissions de gaz à effets de serre dues à la combustion d’énergie.
La politique de transition énergétique a émergé comme une réponse à cette problématique sur la base de trois leviers d’action :
o La diminution de la consommation d’énergie (sobriété) ;
o L’amélioration de l’efficacité énergétique ;
o L’accroissement de la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique.
Plusieurs enjeux ont vocation à être traités avec cette politique de transition énergétique. D’une part, elle doit permettre l’atteinte des objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre mais elle permet aussi la réduction de la dépendance énergétique internationale, la relocalisation et décentralisation de nos centrales de production d’énergie, la sécurisation des systèmes énergétiques, etc.
La transition énergétique est un objectif national, européen et international. Différents textes de loi ont été pris pour transformer le système énergétique français aux enjeux climatiques modernes. La Loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV), adoptée en août 2015, consacre et définit le concept de transition énergétique : « La transition énergétique est un mode de développement économique respectueux de l’environnement, à la fois sobre et efficace en énergie et en consommation de ressources et de carbone, socialement inclusif, soutenant le potentiel d’innovation et garant de la compétitivité des entreprises ».
La Programmation pluriannuelle de l’énergie est venue préciser cette loi avec des objectifs chiffrés, notamment concernant l’énergie éolienne. Ainsi, en 2028 en France, la production d’électricité par l’éolien terrestre devra atteindre une capacité de 33,2 à 34,7 GW alors que la capacité installée était de 18,5 GW au 31 décembre 2021.
C’est dans ce cadre que des projets de parcs éoliens sont développés et construits en France aujourd’hui.
- La France possède le 1er gisement européen pour l’éolien terrestre. En 2050, l’énergie éolienne (terrestre et en mer) pourrait devenir la première source d’électricité en France (Source : ADEME, L'éolien en 10 questions)
- Aujourd'hui, l'éolien est la 2ème source d’électricité renouvelables la plus utilisée (25.6%) après l’énergie hydraulique en France (Source : RTE, Bilan électrique 2018)
- La filière représente 1 000 entreprises et 18 000 emplois en France. (Source : Etude sur la filère éolienne française : bilan, prospective et stratégie, ADEME 2017)
Schéma : Répartition des 18 000 emplois équivalents temps pleins de la filière éolienne (Source : ADEME)
Un parc éolien est composé de plusieurs éoliennes ; un ou plusieurs postes de livraison électrique ; liaisons électriques (systématiquement enterrées) et de télécommunication ainsi que de chemins d’accès.
- trois pales réunies au moyeu ; l’ensemble est appelé rotor ;
- une nacelle supportant le rotor, dans laquelle se trouve des éléments techniques indispensables à la création d’électricité (multiplicateur, génératrice, …) ;
- un mât maintenant la nacelle et le rotor ;
- une fondation assurant l’ancrage de l’ensemble.
Les parcs éoliens sont soumis à une réglementation stricte, celle des Installations Classées pour la Protection de l’Environnement, encadrée par l’arrêté du 22 juin 2020 : le parc en fonctionnement ne doit pas induire un bruit ambiant qui dépasse le bruit de fond (lorsque les éoliennes sont à l’arrêt) de plus de 5 décibels le jour et 3 décibels la nuit.
Pour s’assurer du respect de ces prescriptions par le projet, une étude d’impact est confiée à un bureau d’étude acoustique indépendant. Ce dernier mène en premier lieu une campagne de mesures sur site afin d'identifier le bruit de fond spécifique au territoire étudié. Ces données acoustiques sont corrélées aux vitesses et directions de vent mesurées sur site. Une fois l'emplacement des éoliennes déterminé, le choix d'un modèle d'ouvrage spécifique, aux caractéristiques acoustiques propres, permet de modéliser précisement l'incidence acoustique du futur parc en fonctionnement en fonction des conditions météorologiques et de l'heure de la journée.
L'étude dresse le cas échéant, un plan de bridage (c'est à dire un ralentissement volontaire de la rotation du rotor en jouant sur l'orientation des pales) en fonction des conditions météorologiques afin de garantir le respect de la réglementation acoustique.
Il dresse ensuite, s’il est nécessaire de réduire le bruit des machines, un plan de fonctionnement qui indique comment elles doivent tourner, selon la vitesse du vent, sa direction, et le moment de la journée. En pratique, les éoliennes sont souvent bridées la nuit, c'est-à-dire que la vitesse de rotation des pales est réduite, afin d’être plus silencieuses.
Plus tard, peu après la construction du parc, une nouvelle étude doit être réalisée par un bureau d’étude acoustique indépendant pour vérifier que le parc éolien respecte la réglementation, et adapter son fonctionnement le cas échéant. Les résultats sont ensuite transmis à la DREAL (Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement).
Avant d’implanter un parc éolien, des études sont réalisées pour analyser la faune et la flore et particulièrement le comportement des oiseaux et des chauves-souris. L'activité de ces espèces est prise en compte pour définir la zone d'implantation des éoliennes. Cette implantation se fait dans la mesure du possible en dehors des principaux couloirs de migration ou des zones sensibles pour les oiseaux nicheurs, comme les zones de nidification (principe « d’évitement »). Une fois que les principaux enjeux ont été évités, des mesures de réductions peuvent être prises telles que la mise en place de bridage des éoliennes en période de forte activité des chiroptères (chauves-souris).
Tous les parcs éoliens font l'objet d'un suivi régulier de la mortalité de ces espèces. Des travaux sont actuellement menés par l’ADEME en partenariat avec l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature, la Ligue de Protection des Oiseaux et le Muséum National d’Histoire Naturelle pour réduire encore le taux de mortalité des oiseaux et des chauves-souris.
Les paysages naturels sont déjà largement modifiés par l’urbanisation, les routes, les industries... Avant d’installer un parc éolien, les développeurs tiennent compte des particularités du territoire pour que les éoliennes s’intègrent dans le paysage, comme d’autres infrastructures nécessaires (lignes électriques, châteaux d’eau…). Les organismes chargés de la protection du patrimoine, de la nature et/ou de l’architecture sont généralement consultés en amont de la demande d’autorisation par les porteurs de projets. La création d'un parc éolien modifie le paysage du territoire, mais cette modification doit être appréhendée au regard de son intérêt général face à la crise climatique.
Pour faciliter le travail des experts, des développeurs et des collectivités, un outil est en cours de développement pour visualiser les spécificités paysagères et énergétiques des territoires. (Source : L'éolien en 10 questions, Ademe)
Au bout de 20 à 25 ans d'exploitation, l’ensemble des installations composant le parc éolien doivent être démantelées intégralement conformément à l’arrêté ministériel du 26 août 2011 modifié le 22 juin 2020. Des garanties financières permettant d’assurer ce démantèlement intégral sont exigées par les services de l’Etat auprès des porteurs de projets éoliens.
Ces textes de lois imposent le démantèlement intégral du parc éolien mais aussi l’excavation totale des fondations des éoliennes. Ainsi, une fois un parc éolien arrivé en fin de vie, et en l’absence de repowering, le terrain d'assiette de l'installation éolienne est remis en état avec des terres de caractéristiques compatables aux terres environnantes et l'exploitation agricole (ou tout autre activité originelle) peut reprendre.
Aujourd'hui, près de 90% des composants d'un parc éolien sont recyclables. L'acier et le béton qui composent près de 90% de la masse d'une éolienne terrestre, le cuivre et l'aluminium (moins de 3% de la masse totale) sont recyclables à 100%. Les pales, constituées de composite associant résine et fibres de verre ou carbone (6% de la masse de l'éolienne) sont les éléments les plus difficiles à recycler. Aujourd'hui, en France, les pales sont valorisées sous forme d'énergie thermique dans des fours de cimenterie, les résidus de silice sont utilisés dans la fabrication de nouveau ciments. Des travaux de recherche sont conduits pour améliorer leur recyclabilité. Parmi les solutions en cours de développement, certaines sont particulièrement prometteuses puisque la première pale d'éolienne 100% recyclable a été commercialisée par Siemens Gamesa en septembre 2021 pour l'éolien en mer. La fabrication industrielle de pales recyclables sera pleinement opérationnelle dans le courant de la décénie 2020.
Concernant les terres rares, contrairement à une idée reçue, celles-ci ne sont pas ou peu présentes dans les éoliennes terrestres. En effet, elles sont plutôt présentes dans les éoliennes offshore afin d'améliorer les rendements de conversion, de réduire le poids et les besoins de maintenance (les maintenances étant plus facile sur terre qu'en mer), et d'allonger la durée de vie des systèmes.
Pour les éoliennes offshore, ce sont les aimants permanents qui nécessitent l'usage de terres rares (moins de 0,001% du poids de l’éolienne) dont l’extraction peut s’avérer polluante. Des études sont actuellement menées pour diminuer la quantité de terres rares utilisées (une éolienne installée au Danemark en février 2019 utilise déjà un principe permettant d'en utiliser 100 fois moins) ; les remplacer par d’autres matériaux, comme la ferrite ; et les recycler et éviter ainsi l’extraction de terres rares vierges.
(Source : L'éolien en 10 questions, Ademe)
En fin de vie du parc, le remplacement des éoliennes par des turbines plus performantes, ou repowering peut être envisagé.
Il présente de nombreux avantages :
- Produire une plus grande quantité d’énergie
- Préserver les emplois locaux et hausse des retombées économiques
- Meilleure acceptabilité locale
- Appui sur données connues et infrastructures existantes
Pour plus d'informations :
-ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) : https://www.ademe.fr
- L'éolien en 10 questions, ADEME
-France Energie Eolienne : https://fee.asso.fr
-Syndicat des Energies Renouvelables : http://www.enr.fr
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En savoir plusLa crise climatique nous impose un changement dans nos modes de consommation mais aussi dans nos modes de production, et notamment énergétiques. La publication du premier volume du 6ème rapport d’évaluation du Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC) le 9 août 2021 est une piqûre de rappel sur l’urgence écologique et l’importance de la lutte contre le réchauffement climatique.
A l'échelle mondiale, le secteur énergétique a une responsabilité première dans le réchauffement climatique
Source : Chiffres clés du climat France, Europe et Monde - MTES - 2021
La production d'électricité était en 2018 le premier poste d'emission de CO2 dans le monde avec, en 2018, 41 % du total des émissions de gaz à effets de serre dues à la combustion d’énergie.
La politique de transition énergétique a émergé comme une réponse à cette problématique sur la base de trois leviers d’action :
o La diminution de la consommation d’énergie (sobriété) ;
o L’amélioration de l’efficacité énergétique ;
o L’accroissement de la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique.
Plusieurs enjeux ont vocation à être traités avec cette politique de transition énergétique. D’une part, elle doit permettre l’atteinte des objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre mais elle permet aussi la réduction de la dépendance énergétique internationale, la relocalisation et décentralisation de nos centrales de production d’énergie, la sécurisation des systèmes énergétiques, etc.
La transition énergétique est un objectif national, européen et international. Différents textes de loi ont été pris pour transformer le système énergétique français aux enjeux climatiques modernes. La Loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV), adoptée en août 2015, consacre et définit le concept de transition énergétique : « La transition énergétique est un mode de développement économique respectueux de l’environnement, à la fois sobre et efficace en énergie et en consommation de ressources et de carbone, socialement inclusif, soutenant le potentiel d’innovation et garant de la compétitivité des entreprises ».
La Programmation pluriannuelle de l’énergie est venue préciser cette loi avec des objectifs chiffrés, notamment concernant l’énergie éolienne. Ainsi, en 2028 en France, la production d’électricité par l’éolien terrestre devra atteindre une capacité de 33,2 à 34,7 GW alors que la capacité installée était de 18,5 GW au 31 décembre 2021.
C’est dans ce cadre que des projets de parcs éoliens sont développés et construits en France aujourd’hui.
- La France possède le 1er gisement européen pour l’éolien terrestre. En 2050, l’énergie éolienne (terrestre et en mer) pourrait devenir la première source d’électricité en France (Source : ADEME, L'éolien en 10 questions)
- Aujourd'hui, l'éolien est la 2ème source d’électricité renouvelables la plus utilisée (25.6%) après l’énergie hydraulique en France (Source : RTE, Bilan électrique 2018)
- La filière représente 1 000 entreprises et 18 000 emplois en France. (Source : Etude sur la filère éolienne française : bilan, prospective et stratégie, ADEME 2017)
Schéma : Répartition des 18 000 emplois équivalents temps pleins de la filière éolienne (Source : ADEME)
Un parc éolien est composé de plusieurs éoliennes ; un ou plusieurs postes de livraison électrique ; liaisons électriques (systématiquement enterrées) et de télécommunication ainsi que de chemins d’accès.
- trois pales réunies au moyeu ; l’ensemble est appelé rotor ;
- une nacelle supportant le rotor, dans laquelle se trouve des éléments techniques indispensables à la création d’électricité (multiplicateur, génératrice, …) ;
- un mât maintenant la nacelle et le rotor ;
- une fondation assurant l’ancrage de l’ensemble.
Les parcs éoliens sont soumis à une réglementation stricte, celle des Installations Classées pour la Protection de l’Environnement, encadrée par l’arrêté du 22 juin 2020 : le parc en fonctionnement ne doit pas induire un bruit ambiant qui dépasse le bruit de fond (lorsque les éoliennes sont à l’arrêt) de plus de 5 décibels le jour et 3 décibels la nuit.
Pour s’assurer du respect de ces prescriptions par le projet, une étude d’impact est confiée à un bureau d’étude acoustique indépendant. Ce dernier mène en premier lieu une campagne de mesures sur site afin d'identifier le bruit de fond spécifique au territoire étudié. Ces données acoustiques sont corrélées aux vitesses et directions de vent mesurées sur site. Une fois l'emplacement des éoliennes déterminé, le choix d'un modèle d'ouvrage spécifique, aux caractéristiques acoustiques propres, permet de modéliser précisement l'incidence acoustique du futur parc en fonctionnement en fonction des conditions météorologiques et de l'heure de la journée.
L'étude dresse le cas échéant, un plan de bridage (c'est à dire un ralentissement volontaire de la rotation du rotor en jouant sur l'orientation des pales) en fonction des conditions météorologiques afin de garantir le respect de la réglementation acoustique.
Il dresse ensuite, s’il est nécessaire de réduire le bruit des machines, un plan de fonctionnement qui indique comment elles doivent tourner, selon la vitesse du vent, sa direction, et le moment de la journée. En pratique, les éoliennes sont souvent bridées la nuit, c'est-à-dire que la vitesse de rotation des pales est réduite, afin d’être plus silencieuses.
Plus tard, peu après la construction du parc, une nouvelle étude doit être réalisée par un bureau d’étude acoustique indépendant pour vérifier que le parc éolien respecte la réglementation, et adapter son fonctionnement le cas échéant. Les résultats sont ensuite transmis à la DREAL (Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement).
Avant d’implanter un parc éolien, des études sont réalisées pour analyser la faune et la flore et particulièrement le comportement des oiseaux et des chauves-souris. L'activité de ces espèces est prise en compte pour définir la zone d'implantation des éoliennes. Cette implantation se fait dans la mesure du possible en dehors des principaux couloirs de migration ou des zones sensibles pour les oiseaux nicheurs, comme les zones de nidification (principe « d’évitement »). Une fois que les principaux enjeux ont été évités, des mesures de réductions peuvent être prises telles que la mise en place de bridage des éoliennes en période de forte activité des chiroptères (chauves-souris).
Tous les parcs éoliens font l'objet d'un suivi régulier de la mortalité de ces espèces. Des travaux sont actuellement menés par l’ADEME en partenariat avec l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature, la Ligue de Protection des Oiseaux et le Muséum National d’Histoire Naturelle pour réduire encore le taux de mortalité des oiseaux et des chauves-souris.
Les paysages naturels sont déjà largement modifiés par l’urbanisation, les routes, les industries... Avant d’installer un parc éolien, les développeurs tiennent compte des particularités du territoire pour que les éoliennes s’intègrent dans le paysage, comme d’autres infrastructures nécessaires (lignes électriques, châteaux d’eau…). Les organismes chargés de la protection du patrimoine, de la nature et/ou de l’architecture sont généralement consultés en amont de la demande d’autorisation par les porteurs de projets. La création d'un parc éolien modifie le paysage du territoire, mais cette modification doit être appréhendée au regard de son intérêt général face à la crise climatique.
Pour faciliter le travail des experts, des développeurs et des collectivités, un outil est en cours de développement pour visualiser les spécificités paysagères et énergétiques des territoires. (Source : L'éolien en 10 questions, Ademe)
Au bout de 20 à 25 ans d'exploitation, l’ensemble des installations composant le parc éolien doivent être démantelées intégralement conformément à l’arrêté ministériel du 26 août 2011 modifié le 22 juin 2020. Des garanties financières permettant d’assurer ce démantèlement intégral sont exigées par les services de l’Etat auprès des porteurs de projets éoliens.
Ces textes de lois imposent le démantèlement intégral du parc éolien mais aussi l’excavation totale des fondations des éoliennes. Ainsi, une fois un parc éolien arrivé en fin de vie, et en l’absence de repowering, le terrain d'assiette de l'installation éolienne est remis en état avec des terres de caractéristiques compatables aux terres environnantes et l'exploitation agricole (ou tout autre activité originelle) peut reprendre.
Aujourd'hui, près de 90% des composants d'un parc éolien sont recyclables. L'acier et le béton qui composent près de 90% de la masse d'une éolienne terrestre, le cuivre et l'aluminium (moins de 3% de la masse totale) sont recyclables à 100%. Les pales, constituées de composite associant résine et fibres de verre ou carbone (6% de la masse de l'éolienne) sont les éléments les plus difficiles à recycler. Aujourd'hui, en France, les pales sont valorisées sous forme d'énergie thermique dans des fours de cimenterie, les résidus de silice sont utilisés dans la fabrication de nouveau ciments. Des travaux de recherche sont conduits pour améliorer leur recyclabilité. Parmi les solutions en cours de développement, certaines sont particulièrement prometteuses puisque la première pale d'éolienne 100% recyclable a été commercialisée par Siemens Gamesa en septembre 2021 pour l'éolien en mer. La fabrication industrielle de pales recyclables sera pleinement opérationnelle dans le courant de la décénie 2020.
Concernant les terres rares, contrairement à une idée reçue, celles-ci ne sont pas ou peu présentes dans les éoliennes terrestres. En effet, elles sont plutôt présentes dans les éoliennes offshore afin d'améliorer les rendements de conversion, de réduire le poids et les besoins de maintenance (les maintenances étant plus facile sur terre qu'en mer), et d'allonger la durée de vie des systèmes.
Pour les éoliennes offshore, ce sont les aimants permanents qui nécessitent l'usage de terres rares (moins de 0,001% du poids de l’éolienne) dont l’extraction peut s’avérer polluante. Des études sont actuellement menées pour diminuer la quantité de terres rares utilisées (une éolienne installée au Danemark en février 2019 utilise déjà un principe permettant d'en utiliser 100 fois moins) ; les remplacer par d’autres matériaux, comme la ferrite ; et les recycler et éviter ainsi l’extraction de terres rares vierges.
(Source : L'éolien en 10 questions, Ademe)
En fin de vie du parc, le remplacement des éoliennes par des turbines plus performantes, ou repowering peut être envisagé.
Il présente de nombreux avantages :
- Produire une plus grande quantité d’énergie
- Préserver les emplois locaux et hausse des retombées économiques
- Meilleure acceptabilité locale
- Appui sur données connues et infrastructures existantes
Pour plus d'informations :
-ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) : https://www.ademe.fr
- L'éolien en 10 questions, ADEME
-France Energie Eolienne : https://fee.asso.fr
-Syndicat des Energies Renouvelables : http://www.enr.fr
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