Solutions Energies - Comment bien installer son éolienne

Comment bien installer son éolienne ?

Critères de choix de sites éoliens 
  
Les Critères de choix de l'implantation éolienne dépendent de la taille, puissance et du nombre d'unités. Ils incluent la présence d'un vent régulier (Cf. atlas éolien) et diverses conditions telles que : présence d'un réseau électrique pour recueillir le courant, absence de zones d'exclusion (dont périmètre de monuments historiques, sites classés, etc.), terrain approprié, etc. 
  
Le vent 
  
L'efficacité d'une éolienne dépend notamment de son emplacement. En effet, la puissance fournie augmente avec le cube de la vitesse du vent, raison pour laquelle les sites sont d'abord choisis en fonction de la vitesse et la fréquence des vents présents. 
  
Un site avec des vents d'environ 30 km/h de moyenne sera environ huit fois plus productif qu'un autre site avec des vents de 15 km/h de moyenne. 
  
Une éolienne fonctionne d'autant mieux que les vents sont réguliers et fréquents. 
  
Un autre critère important pour le choix du site est la constance de la vitesse et de la direction du vent, autrement dit la turbulence du vent. En effet, en règle générale, les éoliennes sont utilisables quand la vitesse du vent est supérieure à une valeur comprise entre 10 et 20 km/h, sans toutefois atteindre des valeurs excessives qui conduiraient à la destruction de l'éolienne ou à la nécessité de la « débrayer » (pâles en drapeau) pour en limiter l'usure. La vitesse du vent doit donc être comprise le plus souvent possible entre ces deux valeurs pour un fonctionnement optimal de l'éolienne. De même, l'axe de rotation de l'éolienne doit rester la majeure partie du temps parallèle à la direction du vent. Même avec un système d'orientation de la nacelle performant, il est donc préférable d'avoir une direction de vent la plus stable possible pour obtenir un rendement optimal (alizés par exemple). 
  
Certains sites proches de grands obstacles sont ainsi à proscrire car le vent y est trop turbulent (arbres, bâtiments, escarpements complexes, etc.). 
  
De manière empirique, on trouve les sites propices à l'installation d'éoliennes en observant les arbres et la végétation. Les sites sont intéressants s'ils sont constamment courbés par les vents. Les implantations industrielles utilisent des cartes de la vitesse des vents des atlas éoliens (là où ils existent) ou des données accumulées par une station météorologique proche. 
  
En France, un projet est considéré économiquement rentable si la vitesse moyenne annuelle du site est supérieure à 6 ou 7 m/s, soit 21 à 25 km/h. Cette rentabilité dépend de nombreux autres facteurs, dont les plus importants sont le coût de connexion au réseau et le coût des fondations (déterminant dans le cas d'un projet offshore) et les coûts de rachat de l'électricité. 
  
Certains sites bien spécifiques augmentent la vitesse du vent et sont donc plus propices à une installation éolienne : 
  
>        L'effet tunnel ou effet Venturi : au niveau des cols, entre deux montagnes comme entre deux grands bâtiments, le vent est souvent plus fort. L'air est compressé entre les montagnes ou les bâtiments. Pour garder un débit d'air constant, la vitesse augmente donc considérablement. De plus, le vent garde généralement une direction constante. Ces lieux sont donc très appropriés pour les éoliennes. 
  
>        Suivant le même principe, l'air est compressé au sommet des collines et le vent y est donc accéléré. Il est tout de même important que les flancs de la colline soient en pente douce et sans escarpements susceptibles de provoquer des turbulences néfastes au fonctionnement de l'éolienne. 
  
>        La mer et les lacs sont aussi des emplacements de choix : il n'y a aucun obstacle au vent, et donc, même à basse altitude, les vents ont une vitesse plus importante et sont moins turbulents. La proximité d'une côte escarpée, en revanche, créera également des turbulences, usant prématurément certains composants mécaniques de l'éolienne. 
  
Autres critères 
  
D'autres critères sont pris en compte pour le choix du site. 
  
>        La nature du sol : il doit être suffisamment résistant pour supporter les fondations de l'éolienne. Ce critère n'est pas déterminant car dans le cas d'un sol meuble, des pieux seront alors enfoncés sous les fondations de l'éolienne Il existe aussi des éoliennes haubanées. 
  
>        La connexion au parc de batteries ou au réseau électrique. Le raccordement peut dans certains cas s’avérer coûteux si le parc de batterie ou le réseau électrique sont trop éloignés de l’éolienne. 
  
>        Même si les éoliennes de dernière génération sont relativement silencieuses, il faut savoir qu’une éolienne produit un niveau sonore perceptible. La distance entre l’éolienne et les habitations doit être suffisante pour que l’éolienne soit inaudible ou très peu audible, même si son bruit est généralement couvert par le bruit du vent. 
  
Sur la terre ferme 
  
Dans une installation éolienne, il est préférable de placer la génératrice sur un mât à une hauteur de plusieurs mètres jusqu'à environ 100 mètres pour les éoliennes industrielles, de façon à capter des vents plus forts et moins perturbés par la « rugosité » du sol. Dans les zones où le relief est très complexe, il est possible de doubler la quantité d'énergie produite en déplaçant l'installation de seulement quelques dizaines de mètres. Des mesures in situ et des modélises mathématiques permettent d'optimiser le positionnement d'éoliennes. 
  
Pour les zones isolées et exposées aux cyclones 
  
Pour ces zones il existe des éoliennes spéciales, haubanées et pouvant être couchées au sol (en 45 minutes) à l'annonce d'un cyclone ou d'une tempête. Ces éoliennes sont de plus très allégées et conçues pour résister aux tremblements de terre les plus courants. Elles ne nécessitent pas de fondations et se transportent en pièces détachées. Par exemple, de 1990 à 2007 20 MW de puissance éolienne ont ainsi pu être installées en Guadeloupe. Toutes les éoliennes de Guadeloupe peuvent être couchées au sol et arrimées, ce qui a dû être fait lors des passages d'Ivan et José, les deux cyclones de 1999 et 2004. 
  
Altitude 
  
Le vent est engendré par une différence de température ou de pression. Il est ralenti par les obstacles, et la rugosité du sol, et est généralement plus fort en altitude. Les plaines ont des vents forts parce qu'il y a peu d'obstacles. Les cols de montagne ont eux aussi des vents forts, parce qu'ils canalisent les vents de haute altitude. Dans certains cols, les vents proviennent de l'écart de température entre les deux versants. Les éoliennes installées sur les côtes ou en bordure de mer bénéficient de vents puissants et réguliers, car la surface de l'eau ne constitue pas un obstacle (faible rugosité), et parce que la différence de température mer/terre favorise des vents thermiques. 
  
Villes 
  
En environnement urbain, où il est difficile d'obtenir de puissants flux d'air, de plus petits équipements peuvent être utilisés pour faire tourner des systèmes basse tension. Des éoliennes sur un toit fonctionnant dans un système d'énergie distribuée permettent d'alléger les problèmes d'acheminement de l'énergie et de pallier les pannes de courant. De petites installations telles que des routeurs wi-fi peuvent être alimentées par une éolienne qui recharge une petite batterie. En ville, on pourra envisager l'implantation d'éoliennes à axe vertical ou hélicoïdales, qui ont un rendement inférieur mais qui produisent de l'électricité même par vent faible. 
  
Il est aussi possible d'installer des éoliennes sur le toit des tours comme dans le quartier de la Défense à Paris.