L’énergie éolienne est intermittente. Les éoliennes fonctionnent à forte puissance lorsque le vent souffle, mais beaucoup moins bien en son absence. Ainsi, une éolienne fonctionne entre 20 et 35% du temps. Malheureusement, les besoins en électricité ne dépendent pas du vent. Deux plans d’actions sont donc mis en place pour contrecarrer ce problème: la diversification du mode de production et le stockage de l’électricité produite.
Parc éolien onshore d’Amogdoul au Maroc. © Natura Sciences
Lorsque le parc installé d’énergie éolienne est important, les variations de production peuvent perturber l’apport au réseau électrique. Il devient nécessaire de pallier aux pannes de vent en faisant fonctionner plus fort les centrales hydroélectriques ou thermiques, dont la production est modulable à volonté. Il s’agit de moyens de pointe. Les centrales nucléaires ne pouvant pas être arrêtées et mises en route « à la demande » sur quelques heures, elles ne peuvent servir de moyen de pointe.
Miser sur un réseau électrique interconnecté
Lorsque les éoliennes sont arrêtées ou fonctionnent au ralenti dans un parc donné, ce n’est forcément le cas dans les autres parcs. Autrement dit, dans un vaste réseau électrique interconnecté, le vent qui manque à un endroit est généralement compensé par celui qui souffle ailleurs. Il faut donc implanter de nombreuses machines et relier les parcs entre eux. Ainsi, un parc éolien participe à l’équilibre offre-demande à hauteur d’une fraction de la puissance éolienne installée. On parlera alors de puissance substituée. Elle est définie comme la puissance moyenne de fonctionnement d’une éolienne si elle fonctionnait la quasi-totalité de l’année. Pour le parc de référence de 10 000 MW, la puissance substituée est de 2 860 MW.
Un développement massif de l’éolien on-shore risquerait d’être accompagné de la construction de centrales thermiques émettrices de gaz à effet de serre. Le développement de l’éolien doit donc être accompagné de la mise au point des techniques de capture et de stockage du CO2 en profondeur. Pour les parcs offshore, le risque est moins élevé car la présence de vent est plus homogène dans le temps. Il convient donc de concentrer ses efforts sur le développement de l’éolien offshore pour assurer son indépendance énergétique. Heureusement, c’est bien là la tendance actuelle !
Pour une production locale, dans un site isolé, l’électricité peut être stockée dans des batteries fixes, dont la technologie progresse régulièrement. Cependant, cela n’est pas envisageable à grande échelle avec les technologies actuelles. Par contre, la question sera d’actualité lorsque les piles à hydrogène seront au point.
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L’énergie éolienne est-elle stable en France ?
En juin 2010, la puissance installée du parc français a atteint 5 000 mégawatts. Par contre, juin a été peu venté par rapport aux mois précédents. Sur ce mois, la puissance substituée a été de 798 MW, soit à peine 16 % de la puissance totale du parc. Les productions ont tout de même été extrêmement variables. Si la puissance substituée était seulement de 17 MW le 5 juin, elle était de 3 000 MW le 15 ! A 4 heures du matin le 16 juin, la production était même capable d’assurer 6.8% de la consommation française d’électricité.
L’énergie provenant du vent est utilisée depuis des millénaires pour naviguer ou actionner des outils grâce aux moulins à vent. On assiste depuis quelques décennies au développement de grandes éoliennes pouvant atteindre une puissance de 8 mégawatts (MW).
Si sur terre, ou « onshore », les parcs peuvent difficilement dépasser une vingtaine d’éoliennes, il est possible d’envisager des parcs regroupant une centaine d’éoliennes, voire plus, en mer. Dans ces parcs dits « offshore », on peut alors parler de véritables centrales éoliennes.
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Comment fonctionnent les éoliennes ?
Une éolienne est une hélice composée de trois pales. Un moteur électrique permet d’orienter la partie supérieure afin qu’elle soit toujours face au vent. En tournant, les pales entraînent la rotation du rotor connecté à une génératrice fabriquant de l’énergie électrique conformément aux normes du réseau.
La puissance de l’éolienne dépend de la dimension des pales et des caractéristiques du vent : Vitesse et direction. La plupart des éoliennes ne commencent à tourner que si le vent atteint une vitesse minimale de 14 km/h. L’optimum se situe vers 40 à 50km/h. Elles sont arrêtées automatiquement au-delà de 90 km/h pour des raisons de sécurité évidentes. Les pales tournent à une vitesse de 10 à 25 tours par minute.
Auteur : Matthieu Combe, fondateur du webzine Natura-sciences.com
