Éolien

Plusieurs points sont à étudier et certaines démarches doivent être effectuées pour mener à bien un projet éolien dans de bonnes conditions.

Étape 1 : Étude du potentiel éolien

Si une éolienne peut fonctionner dans de nombreux endroits, il est recommandé de faire une étude de potentiel éolien du site. Pour cela, le mieux est de procéder à l’installation d’un mât de mesure, puis d’effectuer une corrélation des données obtenues avec une station météorologique proche afin d’obtenir un profil des vents annuels à différentes hauteurs.

Il est également possible d’utiliser des cartes de potentiel éolien. Cependant, pour un site précis, leur interprétation est délicate. En effet, les données fournies restent approximatives car mesurées dans des conditions spécifiques. Il est possible de se les procurer auprès de Météo France (service payant).

La mesure sur site se justifie pour des éoliennes de puissance supérieure à 10 kW. Le coût d’une campagne de mesures de 3 mois est d’environ 1 200 €.

Étape 2 : Dimensionnement et choix du système éolien

La taille du système, en kW, et les conditions de vente permettent de définir l’énergie susceptible d’être produite sur un site.

La qualité du matériel présenté (fabrication, fiabilité, garanties techniques), les références (nombre d’installations réalisées, expérience du fabriquant) sont des garanties indispensables à votre projet.

Il est indispensable de demander à l’installateur de voir une installation avec un matériel similaire avant de se décider.

Le SEPEN (Site Expérimental pour le Petit Éolien de Narbonne) effectue notamment des campagnes de mesures sur certains matériels et publie les résultats. Il est ainsi possible d’obtenir des données fiables sur le fonctionnement des machines testées.

Étape 3 : Autorisation et procédures

Le permis de construire demandé auprès de la mairie de la commune où sera implantée l’éolienne est obligatoire si la distance entre le sol et l’axe du rotor dépasse 12 mètres de haut. 
Selon le code de l’urbanisme, si la hauteur du mât est inférieure à 12 mètres de haut, ni la déclaration de travaux, ni la demande de permis de construire ne sont nécessaires. Il est cependant recommandé de faire une déclaration de travaux auprès de la mairie avant d’engager tout frais pour vous assurer de la compatibilité de votre projet avec le PLU (Plan Local de l’Urbanisme) du site.

Si la hauteur du mât dépasse 12 mètres, il y a obligation de faire une déclaration de travaux et il est souvent préférable d’avoir un permis de construire.
Dans tous les cas, il est conseillé de se renseigner préalablement auprès de la mairie du site.

Une note de calcul validée par un organisme de contrôle et justifiant la stabilité du support peut s’avérer nécessaire. Les distributeurs et fabricants peuvent la fournir.

Si la hauteur du mât est comprise entre 12 et 50 mètres, le dossier de permis de construire doit comprendre une notice d’impact.

Au-delà de 50 mètres de hauteur, il faut une étude d’impact ainsi qu’une enquête publique.

Attention aux nuisances
L’encombrement et l’emplacement d’une éolienne peuvent avoir une incidence forte sur le paysage et gêner le voisinage. 
Quelle que soit la vitesse du vent une éolienne fera du bruit. Le niveau sonore varie selon le modèle d’éolienne et la vitesse du vent. Généralement, une petite éolienne située à une trentaine de mètres est inaudible à l’intérieur d’une habitation.
Les professionnels de l’éolien recommandent une surface minimale de 2 000 m2 pour des éoliennes jusqu’à 3 kW et de 4 000 m2 ou plus pour des éoliennes plus puissantes. Ces critères permettent de réduire sans les éliminer les problèmes de voisinage. Il vaut mieux, de toute façon, réfléchir à la façon dont vont réagir les voisins à un projet éolien. Rencontrer tous les voisins dans un rayon de 150 m autour du terrain avant d’acheter une éolienne est recommandé.

Étape 4 : Raccordement au réseau

La demande de raccordement se fait auprès d’Enedis.
 S’il est possible de demander le raccordement d’une éolienne jusqu’à 36 kW, techniquement, il est limité à 6 kW en monophasé. Au delà, il faudra passer en triphasé.

Le raccordement au réseau public de distribution impose quelques démarches administratives particulières, à savoir :

  • la déclaration ou demande d’autorisation d’exploiter pièces à fournir détaillées dans le décret du 07/09/2000
  • la contractualisation avec Enedis (ou une régie) d’un raccordement et d’un accès au réseau : vous signez alors un Contrat de Raccordement et d’Exploitation (CRAE). Des charges annuelles d’accès au réseau vous seront facturées par Enedis (ou la régie) en échange de la mise à disposition du réseau ;
  • l’assurance Responsabilité Civile du système de production ;
  • si le site est en Zones de Développement de l’Éolien (ZDE), pour bénéficier de l’obligation d’achat, il faut faire une demande de certificat auprès de la DREAL. Par la suite, la signature avec EDF d’un contrat d’achat permettra de bénéficier de la vente de l’électricité au tarif réglementé et facturer l’électricité produite chaque année.

Éléments de coût

Grand éolien

Pour le grand éolien terrestre le coût est d’environ 1 200 € par kW installé. Cette somme comprend les frais d’études de matériels de raccordement, d’installation de mise en service et de démantèlement.

Les coûts d’exploitation, d’entretien et de maintenance représentent 3 % par an du coût d’investissement total.
La rentabilité d’un tel investissement dépend des prix de revient et de vente du kWh. 
Le prix de revient devrait baisser dans les années qui viennent. 
Pour connaître les derniers arrêtés tarifaires, consultez la page officielle des tarifs d’achats.

La création d’une ZDE se fait à la demande de la commune ou de la communauté de commune et est instruite par la préfecture. Cette procédure réclame de 6 mois à 1 an.

Petit éolien

Les coûts vont être variables selon le type d’installation (puissance, choix du support…)
À titre d’exemple, une éolienne de 5 kW installée en raccordement au réseau coûte environ 25 000 €. L’investissement est estimé en moyenne entre 4 000 et 6 000 €/kW installé, ceci comprend le matériel, la pose, la mise en service et le raccordement par un professionnel.

Les charges annuelles s’élèvent à environ 100 € par kW installé (estimation). 
L’éolienne doit être accessible pour les opérations de maintenance (au moins 1 fois/an). Il s’agit d’une visite préventive annuelle essentiellement pour graisser les roulements et serrer les boulons. 
L’usure d’une éolienne a été comparée à l’utilisation d’une voiture à raison de 200 000 km/an. Il est donc recommandé, lors du choix du système éolien, de bien comparer les durées de garantie et les durées de vie des équipements. 
La durée de vie d’une éolienne est de 20 à 30 ans, mais avec une bonne maintenance, il est possible d’espérer faire durer la machine plus longtemps.

La rentabilité d’un tel système repose notamment sur le tarif d’achat.
Pour obtenir le tarif d’achat garanti, il est impératif que l’éolienne soit implantée dans une ZDE (Zones de Développement de l’Éolien) définie par votre commune ou communauté de communes.

Vous êtes hors ZDE ? Le décrêt n° 2016-691 du 28 mai 2016 fixe les conditions d’achat de l’électricité produite par les installations d’une puissance inférieure ou égale à 36 kVA (dans le cadre de l’obligation d’achat). Le contrat d’achat est conclu pour une durée de 15 ans à compter de la mise en service de l’installation.

Certains fournisseurs d’énergie proposent des tarifs d’achat différents sous certaines conditions : 
Enercoop, CNR, Windeo, Weole… Consultez-les pour connaître les modalités d’achat.

Aides à l’investissement

Il existe différents dispositifs d’aides financières pouvant aider à l’installation d’éolienne. Vous trouverez le détail des conditions d’attribution dans cette rubrique.

Adresses utiles

La production d’électricité éolienne est assurée par des éoliennes ou aérogénérateurs. Selon la puissance des machines, on distingue le micro-éolien (puissance inférieure à 1 kW), le petit éolien (de 1 à 36 kW), le moyen éolien jusqu’à une puissance de 250 kW et le grand éolien pour les puissances supérieures.

Différents types d’éoliennes

Axe horizontal

L’axe de leur rotor est parallèle au sol.

Ce type d’éoliennes est généralement muni d’une hélice à trois pales assurant un bon rendement théorique, plus rarement de deux, voire d’une seule.
Le système de l’hélice présente en effet le meilleur coefficient de puissance. Actuellement, ce sont elles qui donnent les meilleures garanties sur les plans technique et économique.
Elles nécessitent un dispositif d’orientation de la nacelle pour suivre la direction du vent. Certains captent le vent de face (au vent), d’autres de dos (sous le vent).


Axe vertical

L’axe de leur rotor est perpendiculaire au sol.

Ces éoliennes captent le vent quelle que soit sa direction et ne nécessitent donc aucun dispositif d’orientation. En théorie, elles s’adaptent donc mieux aux zones de vent irrégulier générant des turbulences. Mais le savoir-faire et le retour d’expérience sont moindres sur ce type de machines. En effet, elles n’ont pas bénéficié de l’expertise acquise sur les éoliennes industrielles exclusivement constituées de machines à axes horizontaux.
Les éoliennes verticales ont un rendement moitié moindre que les éoliennes horizontales. Elles permettent de produire de l’énergie dans les zones avec des turbulences (zones urbaines par exemple) et d’être un peu plus silencieuses mais leur durée de vie reste faible dans ces régimes de vent.

Différents types de supports

Autoportante

Ce type d’éolienne est plus cher, demande des fondations plus importantes et nécessite une grue de levage pour l’installation. Néanmoins, leur emprise au sol est réduite.

Haubannée

Des câbles ancrés dans le sol à distance du pied du support. Elles sont moins chères et plus faciles à mettre en œuvre que les mâts autoportants mais occupent plus de surface au sol. Certaines sont munies de charnières à leur base leur permettant de basculer au sol en position horizontale ce qui facilite la maintenance.

Sur le toit d'un bâtiment

Installer une éolienne sur une toiture d’habitation (en pignon) permet de s’affranchir d’une mise en œuvre complexe (mâts, haubans, fondation…) mais n’est pas sans créer des problèmes :

  • vent moins régulier et moins fort donc production faible ;
  • vent turbulent du fait des obstacles (toit, cheminée…) donc usure prématurée de l’équipement ;
  • vibrations de l’éolienne transmise à la structure du bâtiment par le mât donc risque de dégradation du bâti et gêne acoustique.

Éolien en site isolé

Dans le cas d’un site isolé, l’installation doit permettre de couvrir les besoins durant toutes les périodes de l’année (dont celles sans vent), en ayant recours à un stockage de l’électricité dans des batteries et/ou à des installations mixtes éolien/solaire ou éolien/groupe électrogène. Les batteries ont une durée de vie variable selon leur qualité et leur technologie. Elles doivent être installées dans un local ventilé et doivent être entretenues régulièrement. Elles ne restituent que 70 à 80 % de l’énergie injectée et restent des éléments particulièrement polluants.

Éolien raccordé au réseau

Autoconsommation

Dés que l’éolienne produit, elle diminue d’autant la consommation sur le compteur EDF, les factures sont diminuées. Si l’éolienne produit plus que les besoins, l’électricité en excès est injectée sur le réseau, voire vendue au distributeur d’électricité. La plupart du temps, l’électricité utilisée provient à la fois de l’éolienne et du réseau. La répartition se fait de manière imperceptible et ne demande aucune intervention.

Injection de la totalité de la production de l'éolienne sur le réseau

La consommation de l’énergie électrique venant du réseau se fait via un autre compteur. EDF accorde le droit d’accès à leur réseau sous réserves du respect de quelques règles techniques. Un compteur spécifique à l’éolienne est installé et permet le comptage de la production.

Qu’est-ce que le petit éolien ?

Le petit éolien se distingue des fermes éoliennes notamment par la puissance des machines. 
Plusieurs seuils sont utilisés pour distinguer le micro, le petit, le moyen du grand éolien. Outre le seuil de puissance il est possible également de trouver les définition suivantes :
Les aérogénérateurs d’une puissance inférieure à 36 kW font partie du petit éolien. Ce seuil n’est pas arbitraire, il correspond à une contrainte technique.

En effet en France, au dessus de cette puissance, le raccordement au réseau électrique est complexe et onéreux.
Par ailleurs, une norme internationale définit comme le standard pour le petit éolien une surface balayée par les pales inférieure à 200m2.

La production d’électricité éolienne présente de nombreux atouts. Il s’agit d’une source d’énergie renouvelable non polluante utilisant une ressource locale. Ainsi, elle contribue à la lutte contre l’effet de serre et à l’indépendance énergétique du pays. Enfin, les sites d’implantation sont facilement réutilisables à la suite du démantèlement des installations

Le principe de fonctionnement est simple : le vent fait tourner des pales, fixées sur un rotor installé au sommet d’un mât vertical. Le générateur est alors mis en mouvement et transforme l’énergie mécanique en énergie électrique.

Quantité d’énergie produite par une éolienne

La quantité d’énergie produite par une éolienne dépend de :

  • la vitesse du vent ;
  • la surface balayée par les pâles ;
  • la densité de l’air (un site d’altitude, même venté, n’est pas forcément bon car la densité de l’air diminuant avec l’altitude, la puissance disponible diminue également).

Ainsi, la puissance maximale d’une éolienne est donnée par la formule suivante :

Limite de Betz : P = 0,5 ρ.S.V3
soit P = 0.363 S. V3
Avec P : puissance, S : Surface balayée par les pales, V : Vitesse du vent

Les performances d’une éolienne dépendent de la vitesse du vent, de la hauteur du support, de la régularité du vent, des turbulences, de la densité de l’air. 
Ainsi, on considère généralement qu’un vent de 7 m/s (25 km/h) moyen annuel mesuré à 10 m de haut est un minimum et que les systèmes éoliens atteignent leur fonctionnement optimal autour de 14 m/s. La répartition annuelle du vent est aussi un élément important à prendre en compte. En conclusion, des vents réguliers de 5 à 10 m/s sont nécessaires pour une petite éolienne.

Une attention particulière doit être apportée à la direction principale du vent dans le choix du lieu d’implantation de l’éolienne.
Il faut faire attention aux obstacles (relief, arbres, bâtiments…) qui engendrent des turbulences pouvant mettre à l’épreuve les pales des éoliennes et réduisent leurs performances (et leur durée de vie). 
Il est donc préférable d’éviter la proximité de tout obstacle.

En zone arborée, élever l’éolienne d’au moins 6 m au dessus de la cime. Dans les zones accidentées, présentant un relief marqué, les variations du vent peuvent être significatives à quelques mètres près !

De plus, le sol ralentit le vent. La vitesse du vent augmente en s’éloignant du sol. Une éolienne placée sur un support élevé produira plus qu’une éolienne placée sur un support plus petit, donc les performances seront meilleures et d’où un retour sur investissement plus rapide. Donc mieux vaut une éolienne moins puissante placée plus haut qu’une éolienne puissante placée trop bas.

Idéalement, une éolienne devrait être installée à au moins 24 m, ou 30 m au-dessus de tout obstacle présent dans un rayon de 100 m !

Foire aux questions

L'éolien est-il source de problème ?

L’éolien est souvent pointé du doigt comme étant la source de troubles sanitaires notamment dus à l’effet stroboscopique induit par le mouvement des pâles et aux champs magnétiques. Des études ont été menées.

  • Concernant les effets dus à l’ombre portée : le risque de crises d’épilepsie suite à ce phénomène est parfois invoqué à tort. En effet, une réaction du corps humain ne peut apparaître que si la vitesse de clignotement est supérieure à 2,5 Hertz ce qui correspondrait pour une éolienne à 3 pales à une vitesse de rotation de 50 tours par minute. Les éoliennes actuelles tournent à une vitesse de 9 à 19 tours par minute soit bien en-deçà de ces fréquences. Le phénomène d’ombre stroboscopique peut être perçu par un observateur statique, par exemple à l’intérieur d’une habitation, cet effet devient rapidement non perceptible pour un observateur en mouvement, par exemple à l’intérieur d’un véhicule.
  • Concernant les champs électromagnétiques : Dans le cas des parcs éoliens, les champs électromagnétiques sont principalement liés au poste de livraison et aux câbles souterrains. Les câbles à champ radial, communément utilisés dans les parcs éoliens, émettent des champs électromagnétiques, qui sont très faibles voire négligeables dès que l’on s’en éloigne.Télécharger le guide l’étude d’impact sur l’environnement des parcs éolien

Les éoliennes sont-elles génératrices de bruit ?

À 100 m, il n’est que de 45 dB. À titre de comparaison, le bruit émanant d’une fenêtre sur rue est de 60 dB, le bruit régnant dans un salon est de 40 dB.
Une étude de l’Afsset a été menée en 2006. Elle conclut qu’ « il apparaît que les émissions sonores des éoliennes ne sont pas suffisantes pour générer des conséquences sanitaires directes en ce qui concerne les effets auditifs. » Cette étude conclut également que les infrasons émis par les éoliennes n’ont aucun impact sur la santé.

Un infrason est un son dont la fréquence est inférieure à 20 Hz. Il est donc trop grave pour être perçu par l’oreille humaine (sa fréquence est trop basse).

Télécharger l’étude de l’Afsset

Les éoliennes gâchent-elles le paysage ?

Il s’agit là d’un avis tout à fait subjectif. Cependant, pour alimenter la réflexion et mettre en perspective cette question, il est possible de souligner quelques points :

  • Aujourd’hui, les pollutions et impacts associés à la production électrique sont souvent oubliés car éloignés.
  • On accepte dans nos paysages la présence d’émetteurs pour la téléphonie (5 000 à 10 000), de lignes électriques à haute-tension et de leurs pylônes (plus de 100 000 km), de châteaux d’eau (plusieurs milliers), d’autoroutes (plusieurs milliers de kilomètres), de silos à grains qui atteignent souvent plus de 80 m de haut. Les éoliennes ne constituent-elles pas, au même titre que ces équipements, des ouvrages construits par l’homme ?
  • Les éoliennes de dernière génération sont des structures de grande dimension atteignant plus de 100 mètres de haut, elles ne peuvent donc pas être cachées ou dissimulées. L’impact visuel suscite souvent des controverses. Il est souvent ressenti comme une dégradation du cadre de vie.

Un effort tout particulier est apporté à la prise en compte de l’intégration des parcs éoliens dans le paysage. Des paysagistes professionnels attachent une importance toute particulière à une conception soignée, préservant le patrimoine existant et les particularités du paysage d’origine.

L’implantation des éoliennes est aujourd’hui très encadrée ; les règles d’urbanisme et les servitudes techniques sont nombreuses et contraignantes. Le permis de construire délivré par le Préfet inclut l’avis de tous les services de l’état concernés, la conformité avec le Plan d’Occupation des Sols ou le Plan Local d’Urbanisme, l’avis du commissaire-enquêteur et enfin, l’avis de la Commission Départementale des Sites, Perspectives et Paysages. De plus, les attentes des riverains sont largement prises en compte lors de l’enquête publique.