L'énergie éolienne est une énergie produite à partir de l'énergie cinétique du vent (masses d'air en mouvement) et du chauffage électromagnétique du Soleil (énergie solaire), qui ensemble font bouger les pales des collecteurs. Ce type d'énergie renouvelable est de plus en plus utilisé dans le monde.
Où est utilisée l'énergie éolienne?
L'énergie cinétique du vent est généralement convertie en énergie mécanique par des moulins à vent et des éoliennes, ou en énergie électrique par des turbines éoliennes (ou aérogénérateurs). L'application de l'énergie du vent à des travaux mécaniques par des moulins à vent et des éoliennes, comme la mouture du grain et le pompage de l'eau, remonte à l'origine de l'utilisation de cette source d'énergie par l'homme. En fait, elle n'a commencé à être considérée comme une alternative pour produire de l'électricité qu'après la crise pétrolière des années 1970.
Comment fonctionne l'énergie éolienne?
L'énergie cinétique du vent est produite lorsque le réchauffement des couches d'air crée une variation des gradients de pression dans les masses d'air.
A son tour, l'éolienne transforme l'énergie cinétique en énergie mécanique par le mouvement de rotation des pales. Puis, par l'intermédiaire d'un générateur, l'énergie électrique est générée. Cette turbine est composée de :
- Un anémomètre : il mesure l'intensité et la vitesse du vent. Il fonctionne en moyenne toutes les dix minutes ;
- Capteur de direction : capte la direction du vent. La direction du vent doit toujours être perpendiculaire à la tour pour une utilisation optimale ;
- Pales : capturent le vent, convertissant sa puissance au centre du rotor ;
- Générateur : élément qui convertit l'arbre mécanique en électricité ;
- Mécanismes de contrôle : ajustement de la puissance nominale à la vitesse du vent qui se produit le plus fréquemment pendant une période donnée ;
- Boîte de vitesses (transmission) : responsable de la transmission de la mécanique de l'arbre du rotor à l'arbre du générateur ;
- Rotor : ensemble relié à un axe qui transmet la rotation des pales au générateur ;
- Nacelle : compartiment installé au sommet de la tour composé de : boîte de vitesses, freins, embrayage, roulements, contrôle électronique et système hydraulique ;
- Tour : élément qui supporte le rotor et la nacelle à la hauteur appropriée pour le fonctionnement. La tour est un élément à coût élevé pour le système.
Quels sont les avantages et les inconvénients de l'énergie éolienne?
Avantages de l'énergie éolienne
Le principal avantage de l'énergie éolienne est qu'il s'agit d'une
source d'énergie renouvelable et "propre". En plus de ne pas émettre de gaz à effet de serre, qui contribuent au changement climatique, l'énergie éolienne ne produit aucun déchet lors de la production d'électricité.
En outre, la source d'énergie éolienne est considérée comme inépuisable et il n'y a pas de coûts associés à l'obtention d'une matière première. Cela la distingue des combustibles fossiles.
Les coûts de mise en œuvre sont relativement faibles et le besoin d'entretien est faible. Elle est également avantageuse en créant de nouvelles opportunités d'emploi dans des zones qui reçoivent normalement peu d'investissements.
Inconvénients de l'énergie éolienne
Une critique très courante de l'énergie éolienne est son intermittence. L'énergie éolienne dépend de la présence de vent à une densité et une vitesse optimales, et ces paramètres subissent des variations annuelles et saisonnières.
Par conséquent, pour que l'énergie éolienne soit considérée comme utilisable d'un point de vue technique, la centrale éolienne (ou parc éolien) doit répondre à certaines exigences en matière d'installation. Elle doit être installée dans un endroit où la densité de la masse d'air est supérieure ou égale à 500 watts par mètre carré (W/m²) à une hauteur de 50 mètres. En outre, la vitesse du vent doit atteindre 7 à 8 mètres par seconde (m/s).
Cependant, la construction d'un parc éolien ne peut pas se baser uniquement sur des facteurs techniques liés à la disponibilité du vent. La procédure exige également une évaluation de l'impact sur l'environnement (EIA) et un rapport sur l'impact environnemental (RIMA). Ceux-ci servent à définir le meilleur emplacement non seulement d'un point de vue stratégique, mais aussi en termes sociaux et environnementaux.
Les parcs éoliens (ou centrales éoliennes) sont des espaces où se trouvent au moins cinq éoliennes (aérogénérateurs) pouvant produire de l'électricité. Cette concentration d'éoliennes en un même lieu entraîne un certain nombre d'externalités négatives.
Dommages sur la santé humaine et animale
L'un des impacts environnementaux négatifs concerne les oiseaux et les chauves-souris. En volant trop près des turbines, ces animaux sont frappés par les pales et subissent de graves blessures, voire meurent. L'implantation de parcs éoliens peut influencer la modification des voies de migration des populations d'oiseaux et de chauves-souris.
En outre, les parcs éoliens peuvent également avoir un impact négatif sur l'écosystème local et les populations humaines environnantes. Ceci est dû au bruit élevé que les turbines produisent lors de leur fonctionnement.
La pollution sonore est considérée comme un problème de santé publique. En effet, elle est associée à une augmentation du stress, de l'agressivité et des troubles psychologiques, entre autres impacts sur la santé. Le bruit peut également faire fuir les populations animales, affectant ainsi l'écosystème local.
La communauté environnante peut être affectée par la pollution visuelle. La construction de parcs éoliens entraîne des changements importants dans le paysage.
Interférence avec les radars météorologiques
Un autre impact lié aux turbines est l'interférence qu'elles provoquent dans les radars météorologiques. Ces radars sont utilisés pour prévoir le volume des précipitations, les risques de grêle et d'autres actions météorologiques. Pour pouvoir effectuer de telles activités, ils doivent être des équipements très sensibles. Cette sensibilité les rend sensibles aux interférences extérieures.
Une seule éolienne fonctionnant dans une zone proche d'un radar météorologique peut affecter ses prévisions. Comme les radars sont des outils importants pour prévenir les événements critiques pendant les périodes de pluie et qu'ils sont utilisés par la Défense civile pour fonder les mesures d'urgence, des distances minimales ont été établies entre les radars et les éoliennes.
Il convient de mentionner que, bien que l'énergie éolienne ne produise pas de résidus pendant la production d'électricité, il existe des résidus provenant du processus de fabrication des pales des turbines. Ces pales sont généralement fabriquées en fibre de verre. La fibre elle-même n'est pas toxique, mais les additifs qui sont utilisés pour renforcer le matériau peuvent l'être, comme la résine époxy.
Une pale a une durée de vie moyenne équivalente à 20 ans. Cependant, il n'existe pas encore de technologie permettant de rendre le recyclage des pelles économiquement viable en raison de la grande complexité du matériau dont elles sont faites.