Centrales éoliennes - J`apprends l`énergie

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LES CENTRALES EOLIENNES
FONCTIONNEMENT
Les éoliennes utilisent l’énergie cinétique du vent (énergie éolienne) pour la transformer en énergie électrique. Elles
produisent une énergie renouvelable (et même inépuisable) et propre (ni déchets ni gaz à effet de serre).
Comment ça marche
Les éoliennes produisant de l’électricité sont appelées des aérogénérateurs. Le vent entraîne les pales, cette
énergie mécanique fait tourner un alternateur, qui transforme ce mouvement en électricité.
Le principe de fonctionnement d’une éolienne offshore (= au large) est le même que sur terre. Cependant, les
conditions exigeantes et rigoureuses du milieu marin impliquent des contraintes spécifiques : les éoliennes
doivent être étudiées pour résister à la force des vagues et du courant, ainsi qu’à la corrosion.

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LES EOLIENNES TERRESTRES
PRODUCTION
TRANSPORT / DISTRIBUTION
ENVIRONNEMENT
ENJEUX SOCIO-ECONOMIQUES
PRODUCTION
Puissance produite</h2>
Les parcs éoliens (ou fermes éoliennes) regroupent plusieurs éoliennes sur un site où le vent est suffisamment fort
et régulier. Les grands aérogénérateurs récents développent une puissance de 2 MW, voire 3 MW dans certains
sites bien ventés.
La puissance installée est une des caractéristiques importantes de l’éolienne. Une puissance de 2 MW signifie
que, en conditions de vent optimales, elle est capable de fournir une puissance électrique maximale de 2 MW.
Or, pour atteindre cette puissance, il faut que le vent souffle à une vitesse minimum d‘environ 55 km/h. Au
dessous, l’éolienne produira moins, au dessus, la production ne sera pas plus importante. Si le vent est trop fort
(90 à 126 km/h), l’éolienne risque d’être endommagée, elle est alors bridée ou arrêtée. La production est donc
variable au cours du temps.
De ce fait, la puissance disponible de l’éolienne est inférieure à son maximum théorique. Elle produit de façon
variable, pendant plus de 95% du temps, ce qui correspond à 20-25 % du temps à équivalent pleine puissance.
Contraintes géographiques
La production des éoliennes dépend beaucoup de leur emplacement, on les implante dans des zones
où le vent est régulier et fréquent. Entre les cols, au sommet des collines, près de la mer, les éoliennes sont
particulièrement efficaces. A haute altitude, la densité de l’air est plus faible, mais les vents sont plus forts, des
technologies spécifiques d’éolien de haute altitude sont alors utilisées.
Exploitation
Les éoliennes ne produisent pas l’électricité en continu, mais de façon intermittente, en fonction du vent. La
production est donc variable, en quantité et dans le temps, sans s’ajuster forcément à la demande.
L’électricité d’origine éolienne fait partie des productions dites « fatales », c’est-à-dire une électricité qui serait «
perdue » si elle n’était pas utilisée à l’instant où elle est produite. Les parcs éoliens sont utilisés en base, car faisant
partie des productions prioritaires : pour favoriser le développement des énergies renouvelables, elles bénéficient
d’une obligation de rachat de l’électricité produite à un tarif avantageux.

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LES EOLIENNES TERRESTRES
TRANSPORT / DISTRIBUTION
<h2>Tension produite
Il faut nécessairement un réseau électrique à proximité pour raccorder le parc. Les sites éoliens, choisis en fonction
du vent, sont souvent isolés du réseau existant. Cela implique la construction d’importantes infrastructures :
nouvelles lignes de raccordement jusqu’à un transformateur, renforcement du réseau existant.
Raccordement
Les parcs éoliens produisent une tension alternative et se raccordent :
• soit au réseau de transport Haute ou Très Haute Tension (HT ou THT) si la puissance est supérieure à 12 MW,
• soit au réseau de distribution Moyenne Tension (puissance < 12 MW)
Si l’éolien est une ressource intermittente, elle reste gérable pour le gestionnaire du réseau électrique : en
travaillant avec Météo France, il peut prévoir la veille la production éolienne qu’il aura à injecter dans le réseau. Il
reste cependant une marge d’erreur dans les prévisions, qui est un facteur d’incertitude d’autant plus important et
déstabilisant pour ajuster l’offre à la demande, que la proportion d’éolien dans le mix électrique est grande.
ENVIRONNEMENT
Ressources
Le vent est une source d’énergie renouvelable (même inépuisable) et gratuite.
Pollution
Les éoliennes ne produisent aucune pollution de l’air ou de l’eau sur leur site de production. Rapide à installer
et à démanteler, une éolienne en fin de vie est presque entièrement recyclable et ne laisse pas de polluant sur son
site d’implantation.
Certains leur reprochent d’être trop bruyantes (c’est vrai pour les modèles anciens) ou de porter atteinte au
paysage.
Solutions pour limiter les impacts négatifs
L’installation d’un parc éolien doit aujourd’hui obéir à des contraintes réglementaires importantes en matière
d’impact environnemental et paysager :
L’implantation doit se faire hors des couloirs de migration ou des zones sensibles pour les oiseaux nicheurs,
hors des secteurs paysagers remarquables ou préservés. Les éoliennes doivent se situer à 500 m au moins des
habitations.

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LES EOLIENNES TERRESTRES
ENJEUX SOCIO-ÉCONOMIQUES
Impacts socio-économiques
La France bénéficie d’un potentiel important pour l’éolien terrestre et offshore, le deuxième en Europe, évalué à
60 GW pour produire 166 TWh/an. Techniquement, l’énergie éolienne pourrait donc fournir le tiers de l’électricité
consommée en France (contre 2,2 % de la production totale en 2011).
La première loi Grenelle fixe un objectif de 23% de notre consommation énergétique finale devant provenir de
ressources renouvelables en 2020. L’objectif est d’atteindre 25 GW éolien en puissance installée à cette date (dont
19 GW terrestre), contre 6,64 GW en 2011.
Perspectives d’avenir
Les éoliennes en cours de développement pourront fonctionner avec des vents dépassant les 200 km/h.
Une autre solution : le petit éolien (de 100W à 20 KW), installable chez les particuliers, les immeubles tertiaires, les
petites entreprises. Sur un site bien venté, une petite éolienne de 3m de diamètre et 12m de hauteur suffit à couvrir
les besoins d’un foyer.

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LES EOLIENNES EN MER
PRODUCTION
TRANSPORT / DISTRIBUTION
ENVIRONNEMENT
ENJEUX SOCIO-ECONOMIQUES
PRODUCTION
Puissance produite
Le potentiel énergétique de l’éolien en mer est plus élevé que celui de l’éolien terrestre, car les vents marins sont
plus forts et plus réguliers. A puissance nominale équivalente, la production électrique est plus importante
qu’à terre. Les éoliennes offshore peuvent atteindre une capacité de 5 à 10 MW par unité. L’investissement est
également plus élevé, du fait des contraintes spécifiques du milieu marin.
Contraintes géographiques
En l’état actuel de la technologie, les parcs en mer sont situés généralement à moins de 40m de profondeur et à
moins de 30 km des côtes. Dans l’avenir, l’éolien flottant permettra d’installer des parcs ancrés à une profondeur
maximum de 150m, ce qui pourrait augmenter les zones potentiellement exploitables.
Exploitation
De même que pour les éoliennes terrestres, l’éolien en mer produit une électricité fatale utilisée en base.
TRANSPORT / DISTRIBUTION
Le raccordement au réseau électrique nécessite un poste de transformation en mer et des câbles sous-marins.
Pour limiter les pertes en ligne lors du transport de l’électricité sur de longues distances, on envisage des lignes en
courant continu haute tension (lignes HVDC), technologie particulièrement intéressante pour des liaisons sous-
marines. A infrastructure équivalente, ces lignes permettent de transporter jusqu’à trois fois plus de puissance
que les lignes haute tension en courant alternatif, tout en minimisant les pertes.