La conversion de la force du vent, ou plus précisément de l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique,  fait l’objet de nombreuses applications depuis des siècles : bâteaux à voiles de la marine de guerre ou marchande, voiliers de plaisance, éoliennes pour les exploitations agricoles (pompage de l’eau, mouture des céréales) et plus récemment, éoliennes destinées à la production d’électricité. On parle dans ce cas d’aérogénérateurs. 

A l’échelle mondiale, le potentiel éolien est considérable. Son exploitation dépend cependant de la possibilité  que les meilleures machines du moment puissent en assurer la transformation en énergie mécanique ou électrique à un coût acceptable, et cela avec le consentement de la population. Ce potentiel représenterait plusieurs fois la consommation énergétique de la planète si l’on considère les sites dont la vitesse moyenne annuelle du vent est supérieure  à 6 m/s, seuil qui caractérise les sites les plus propices à l'installation d'éoliennes. Ce potentiel est, en outre,  plutôt bien réparti entre les différents continents, sur terre comme en mer. Depuis le début des années 1980, il a commencé à être bien exploité pour la production d'électricité, d'abord aux Etats-Unis, puis en Europe  : Danemark, Pays Bas, Allemagne, bientôt suivis par l'Espagne, la Suède, le Royaume-Uni, entre autres. 

En France, l’énergie éolienne s’est développée tardivement sans bénéficier d’un large consensus pour mobiliser les territoires disponibles

Les pouvoirs publics ont d’abord affiché une attitude prudente à l’égard de cette source d' énergie renouvelable. Au début des années 2000, le programme EOLE 2005 fixait  un objectif de 500 MW à l’horizon 2005 pour des installations éoliennes qualifiées sur appel d’offres. Par la suite, les installations éoliennes se sont développées sur le territoire dans le cadre d'une obligation d’achat de l’électricité par EDF,  moyennant un tarif d’achat « incitatif » défini par le législateur. 

L’existence d’un gisement éolien favorable est la condition nécessaire pour développer les installations éoliennes. Par ailleurs, la disponibilité de territoires accessibles, l’acceptabilité par la société et par les riverains conditionnent le développement de la filière. Dans l’ensemble, l’opinion des français est plutôt favorable et ce, d’autant qu’ils vivent déjà à proximité d’installations éoliennes. Toutefois, certains opposants, très bruyants, s’organisent pour porter des recours contre les projets.  Les parcs éoliens sont en effet  visibles de loin et modifient les paysages, surtout parce que les aérogénérateurs sont installés de préférence sur les collines ou les crêtes alors même que  leur dimension et leur  puissance augmentent de façon régulière. 

La puissance nominale moyenne des aérogénérateurs installés en 2018 en Europe est comprise entre 2 MW (Lituanie) et 3,6 MW (Norvège) ; l’Allemagne (3,4 MW) se situe dans la partie haute de la statistique annuelle, tandis que la France (2,4 MW) est dans la partie inférieure. Dans ces conditions, la hauteur du mât est comprise entre 70 et 100m ; le diamètre du rotor varie suivant les machines de 80 à 120m et même 150m s’agissant des aérogénérateurs installés en offshore. 

Les aérogénérateurs sont exploités en milieu ouvert, sans carénage. Il convient d’introduire une distance minimum entre deux aérogénérateurs voisins. Ainsi, avec les aérogénérateurs actuels, on peut concevoir l’aménagement de parcs éoliens sur la base d’une puissance installée d’une vingtaine de MW par km² de territoire.

A fin 2018, la puissance installée cumulée sur le continent européen s’établit à 189 GW dont 179 GW (intégrant 19 GW d’éolien offshore) dans les pays membres de l’Union Européenne (28) ont mis en oeuvre des politiques différentes (Tableau 1).

Tableau 1 : Comparaison de l’intensité de production éolienne en Europe. 

Différentes sources statistiques, compilation par l’auteur.

La France qui bénéficie du territoire le plus étendu et qui dispose d’un gisement éolien de grande qualité, le plus élevé après celui du Royaume-Uni, présente une situation atypique quant au développement relativement faible de l’énergie éolienne. 

Début 2019, en France, la production d’électricité éolienne couvre 6% de la demande totale d’électricité

En 2018, la production d’électricité éolienne (28 TWh) représente 6% de la consommation d’électricité en France contre à 14% pour les pays de l’UE-28, incluant la contribution de l’éolien terrestre et offshore. Cette dernière est devenue significative pour l’Allemagne, le Danemark, les Pays-Bas et le Royaume-Uni. Pourquoi un pays tel que la France n’accorde-t-il pas une place plus importante à l’énergie éolienne ? Trois groupes de raisons l'expliquent.

1. Le parc électronucléaire français,  engagé à la fin des années 1970, produit une si grande quantité d' électricité très peu carbonée  que les décideurs politiques et les citoyens ont été dissuadés de développer de façon volontariste une autre filière de production, fût-elle renouvelable. 
2. . Le cadre réglementaire relatif à la production éolienne a beaucoup évolué, sans doute parce que la France n'a pas perçu dans les années 1980-90, le potentiel, les enjeux et la contribution à long terme de cette filière industrielle, d'où  un climat d’incertitude qui a contribué à ce que les administrations centrales, les associations, les collectivités territoriales, les  investisseurs et les  riverains ne décodent pas un message suffisamment clair.
3. Au total, la collectivité nationale ne s’est pas appropriée cette nouvelle technologie de production d’électricité renouvelable, avec pour conséquences :

• l’incertitude sur la concrétisation des projets éoliens qui est l'une des causes de l’allongement de la durée de réalisation des aménagements ;le coût d’investissement spécifique (€/kW) des installations éoliennes revu à la hausse ; 
• le fait que les collectivités locales et les riverains restent le plus souvent à l’écart de l’actionnariat des sociétés de production d’électricité éolienne, laissant les grands groupes énergétiques ou financiers intervenir dans un environnement incertain ;
• une industrie nationale qui, malgré d’excellentes compétences, n’a pas trouvé sa place parmi les grands constructeurs d’aérogénérateurs faisant appel à une technologie à forte valeur ajoutée et à un niveau de R&D élevé, d'où de nombreuses entreprises françaises n'intervenant qu'en sous-traitants pour la fabrication des aérogénérateurs et pour la réalisation de prestations de services et de travaux (études préliminaires, construction, exploitation et maintenance des installations de production, déconstruction). 

La production d’électricité éolienne est appelée à jouer un rôle plus significatif dans le mix énergétique du futur dans le monde et plus encore en Europe

A l’horizon 2040, base 2015, les scénarios tablent sur une augmentation de la consommation d’électricité dans le monde proche de 50%. La part des énergies renouvelables dans la production d’électricité augmentera de 5 à 6 points sur la même période, passant de 25% à 30 voire 31%. La production d’électricité éolienne (terrestre et aussi offshore dans plusieurs pays de l’OCDE et en Chine) devrait connaitre, en valeur absolue, une croissance équivalente à celles de l’hydroélectricité et du solaire photovoltaïque (Figure 1).

En Europe, la production d’électricité éolienne poursuivra sa progression en combinant trois types d’investissements : aménagement de nouveaux sites en milieu terrestre (principalement en Allemagne, Espagne, France, Belgique) ; repowering de sites existants (Allemagne, Espagne, Pays-Bas, Danemark) ; construction de grands parcs éoliens offshore (Allemagne, Royaume-Uni, Belgique). Pour l’Europe, les projections convergent vers une contribution de l’énergie éolienne (terrestre et offshore) qui dépassera le seuil de 20% de la consommation d’électricité (EU) en 2030. 

Dans le contexte actuel, il est probable que le mix énergétique futur de la France (horizon 2030) laissera une part limitée à la production d’électricité éolienne tout en conservant un potentiel (terrestre et/ou offshore) disponible en scénario alternatif. 

En France, selon les objectifs fixés par la Programmation Pluriannuelle de l'Energie (PPE), la puissance éolienne installée cumulée devrait dépasser 25 000 MW au cours de la prochaine décennie. Le pays devrait confirmer son profil atypique compte tenu de territoires disponibles peu urbanisés, de la qualité du gisement éolien et d’un potentiel en milieu offshore élevé, lequel demeure non exploité à ce jour. A preuve, les réalisations de parcs éoliens offshore dans les eaux territoriales de la France qui ne sont pas en ligne avec les objectifs de la PPE.

Début 2019, la France n’a donc pas mobilisé massivement ses territoires, ni son espace maritime pour assurer un niveau élevé de production d’électricité éolienne ; elle dispose en revanche d’une réserve avérée pour appeler opportunément, de façon plus significative, cette énergie renouvelable dans le mix énergétique du futur. Les circonstances d’une intervention plus puissante de l’éolien (terrestre et/ou offshore) seraient, par exemple : 

• une demande d’électricité en forte progression, conséquence d’un développement massif des véhicules et autres systèmes de transport fonctionnant à l’électricité ou à l’hydrogène ;
• un incident systémique touchant le parc électronucléaire national vieillissant,  scénario peu probable et encore moins souhaitable. 

Il est à craindre que les acteurs de la filière éolienne ne disposent pas en France du retour d’expérience (REX) aussi étendu que celui disponible dans d’autres pays de l’UE. Cela pourrait constituer une barrière à l’entrée pour s’engager dans l’aménagement de grands parcs éoliens offshore qui se caractérisent par une technologie, des impacts sur la société et l’environnement plus complexes et aussi par la prise de risque financier plus élevé. 

Pour en savoir plus sur l'énergie éolienne, on peut lire dans encyclopedie-energie.org :

• Production d'électricité éolienne par Guy Beslin et Bernard Multon 
• L'éolien en haute altitude par Clément Marty

Un article de  Guy Beslin : Ingénieur électricien diplômé de l’INP Grenoble (1975) et de l’IAE, titulaire d’un DESS de 3ème cycle en gestion et finances des entreprises, Guy BESLIN a exercé ses activités professionnelles dans le secteur de l’énergie, principalement dans la production d’électricité et la distribution du gaz et de l’électricité.

*Image de couverture : Parc éolien dans l'Aveyron, France. Source : AFP

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