Qu’est ce que l’énergie éolienne?

Le réchauffement climatique est l’un des problèmes majeurs de ce XXI ème siècle. La fonte des glaces dans les pôles, la sécheresse qui touche les pays africains ou encore la canicule qui se fait de plus en plus rude dans les pays européens sont autant de conséquences de ce problème.

Face à cette question les chercheurs et les dirigeants du monde ont multiplié les réunions pour un effort en commun afin de trouver une solution à cette question. Le protocole de Kyoto signé le 11 Décembre 1997 fixant une réduction de l’émission de CO2, principal responsable du réchauffement climatique.

Pour cela, une des solutions mises en exergue par les pays signataires est la substitution des énergies fossiles par les énergies renouvelables telles que :

Origine et développement

Le vent, mouvement de l’air dans l’atmosphère, a inspiré les hommes depuis des millénaires lui conférant des pouvoirs et des origines divines dans l’antiquité (le mot Éole vient du Dieu du vent grec Aiolos qui en latin se traduit par Éole et signifie vent).

La première utilisation de celui-ci en énergie date aussi de cette période. Les égyptiens furent les précurseurs par l’utilisation des bateaux à voile sur le Nil et des moulins à vent.

Puis ce furent les Perses et les Chinois qui construisirent des moulins à vent pour pomper de l’eau et moudre du grain. La pratique de ces moulins n’arrivèrent que tardivement en Europe à la fin du XI ème siècle et prit sa forme la plus connue au XV ème avec le moulin hollandais.

Dues aux progrès réalisés dans le domaine des matériaux, les moulins à vent devinrent plus complexes et furent des instruments de développement économique et humain dans le monde et cela jusqu’au début de la première guerre mondiale.

De là il ne subit plus aucune évolution majeure jusqu’à sa réactualisation dans le milieu des années 1970 à l’occasion de la crise énergétique.

Il est à noter que la première utilisation de l’énergie éolienne pour produire de l’électricité fut l’œuvre de l’ingénieur américain Charles Brush en 1888.

Eolienne

Eolienne

Fonctionnement

L’énergie éolienne est la première forme d’énergie non animale exploitée par l’homme. Elle résulte de la transformation de l’effet du vent en énergie mécanique ou en énergie électrique.

Mais comment obtenir cette énergie ?

Et bien quand on parle d’éolienne, on pense souvent à ces hélices qui tournent et qui sont placées sur des mats. On appelle ces installations des installations éoliennes, des aérogénérateurs ou tout simplement des éoliennes.

Il existe plusieurs types d’éoliennes :

  • selon leurs puissances (éoliennes à forte puissance, éoliennes de puissance moyenne et petites éoliennes ou éoliennes domestiques)
  • selon leur axe (éoliennes à axe vertical, éoliennes à axe horizontal)
  • ou selon le nombre de pales, les pales étant le nombre d’hélices, (éoliennes mono pales, éoliennes bipales)

Et avec l’essor technologique constant les types d’éoliennes sont appelées à se multiplier dans les années à venir.

Pourtant peu importe le type, une éolienne doit toujours contenir les deux composantes suivantes :

  • la turbine
  • le mât

La turbine

La turbine est composée :

  • du rotor (la partie tournante ou l’hélice) qui détermine la quantité de travail qu’une éolienne peut fournir. La taille d’une éolienne est souvent donnée par le diamètre de son rotor. Elle est donc la partie la plus importante de l’installation
  • de la nacelle qui contient un générateur et qui porte le rotor

Le mât

Il sert seulement de support et à élever la turbine au-dessus du sol pour mieux capter le vent.

Au vu des composantes, il est facile de deviner comment les éoliennes fonctionnent : la force du vent fait tourner le rotor en produisant une énergie cinétique.

Il faut noter que le seuil opérationnel de vitesse du vent pour les éoliennes se situe entre 3 m/s et 25 m/s. Cette énergie cinétique est ensuite transformée par le générateur se trouvant dans la nacelle en énergie électrique.

Un câble relie l’éolienne au système électrique de votre habitation (généralement entre le compteur électrique et l’habitation ou directement lié à un transformateur) et alimentera ordinateur, télévision ou tout autre appareil électrique.

Il va de soi que cela diminuera votre consommation d’électricité fournie par le réseau.

Installation éolienne

Installation éolienne

État des lieux dans le monde

Le marché de l’éolien est un marché appeler à croitre. Il a attiré 68 milliards d’investissement fin 2011.

Les causes de cet essor s’expliquent par la volonté des gouvernements du monde à réduire leurs émissions en CO2 mais aussi à pâlir à l’épuisement prochain des énergies fossiles ; selon les experts, les réserves mondiales de pétroles se tariront d’ici 2056.

De plus, à part le fait d’être une énergie propre et renouvelable, l’énergie éolienne présente d’autres avantages :

  • son coût de production est relativement faible
  • son installation est rapide et l’occupation d’espace est peu importante comparée aux installations nucléaires ou les installations hydroélectriques

La course à l’énergie éolienne est donc en marche et le monde entier s’y est attelé.

On trouve aujourd’hui sur la surface de la planète plusieurs hectares de sol recouvert par des installations éoliennes, en France dans le département du Rhône, dans les déserts californiens aux USA ou encore dans la province du Yunnan en Chine.

Selon le GWEC (Global World Energy Council), la puissance éolienne installée dans le monde est passée de 7 GW en 1996 à 318 GW en 2013. En 17 ans donc on a assisté à une croissance de l’ordre d’à peu près 5000 %.

Ce chiffre à lui seul résume l’engouement nouveau que porte le monde à cette source d’énergie remis au goût du jour.

En 2013, Le marché est dominé par la Chine qui totalise 91 GW, ensuite viennent les États-Unis avec 61 GW de puissance installée suivis par l’Allemagne, l’Espagne et enfin l’Inde.

La France, elle, se place en 8ème position. L’Allemagne a été longtemps leader du secteur avant d’être supplanté par les investissements massifs consentis ces dernières années par les 2 chefs de file actuels.

A titre d’exemple en 2007, les États Unis ont investi 9 milliards de dollars dans le secteur pour augmenter leur capacité de 45 % tandis que la Chine a annoncé en 2011 vouloir atteindre une capacité de 1000 GW d’ici fin 2050.

L’éolienne représente en 2011 2,9 % de la consommation d’électricité dans le monde et est en 2012 la seconde source de production d’énergie renouvelable après l’hydraulique.

De nouveaux pays se lancent chaque année dans la grande aventure de l’éolienne, le Brésil qui a vu sa capacité installée passée de 3 MW en 1997 à 3.4 GW ou l’Afrique du Sud qui prévoit 9 GW d’ici 2030 sont des exemples parmi d’autres.

Le secteur n’est donc pas figé et offre des perspectives nouvelles comme l’éolien offshore (en mer) ou urbain qui seront les fers de lance du marché dans les années à venir.