Notions générales sur l'eolien

1 - Comment fonctionne une éolienne ?

C'est une machine à fabriquer de l'électricité : le vent fait tourner les pales (3 par éolienne) et ce mouvement est converti en électricité. Electricité qui inonde nos foyers assez souvent pour nous chauffer et de façon constante faire fonctionner nos diverses machines électriques et Dieu sait qu'il y en a !

Intéressons-nous un instant à un radiateur électrique qui est une des "machines" se servant de l'électricité. L'éolienne est aussi une machine mais qui, elle, va produire de l'électricité au lieu d'en consommer. Qu'importe ! Le principe général est le même : ce genre de machine consomme de l'énergie pour en redonner sous une forme différente :

Le radiateur consomme de l'électricité pour redonner de la chaleur. Les deux sont des formes d'énergies.

L'éolienne consomme l'énergie du vent pour redonner de l'électricité. Là encore, échange d'énergies.

Dans ces exemples, l'électricité (issue de l'énergie du vent) et la chaleur (issue du radiateur) sont des énergies secondaires (c'est à dire qu'elles sont issues d'une autre forme d'énergie). Le vent, au contraire, est une énergie dite primaire (c'est à dire que l'on a naturellement à notre disposition). Les énergies primaires ne sont pas très nombreuses : le VENT, l'EAU et le SOLEIL (la chaleur "donnée" par le soleil est alors une énergie primaire contrairement à la chaleur "donnée" par le radiateur). Ces 3 énergies primaires sont les plus anciennes connues. Les autres sont : le PETROLE, le GAZ NATUREL et le CHARBON qui, depuis des millénaires sont exploités par l'homme. Sauf que depuis plusieurs années, l'homme en question, étant légèrement gourmand, commence à s'inquiéter et à se dire : "on va bientôt manquer de ces 3 catégories d'énergie et on va être dans une misère noire...". Alors l'idée lui est venue de penser que tout aller s'arranger avec le VENT et le SOLEIL (car pour ce qui est de l'EAU, il y a déjà longtemps que nos ancêtres lui font jouer le rôle de producteur d'énergie, notamment grace aux barrages hydro-électriques produisant de l'électricité. Mais, de ce côté là, tout est fait ou presque. On n'augmentera pas (ou peu) l'énergie hydraulique en France dans les années à venir. On verra que la production d'électricité d'origine hydraulique est d'environ 10 %).

Mais, revenons à notre radiateur. Pour simplifier, on va dire qu'il a une puissance de 1000 W (unité de puissance : le Watt. Abréviation : W. Les physiciens aiment bien les abréviations).On introduit là une première notion, celle de la puissance d'une machine électrique. Mais, selon les machines, la puissance est extrêment variable. Cela va de quelques WATT (exemple : une ampoule électrique de 15 W - une petite -  ou 100 W - celles que l'on vient d'interdire à la vente) à des millions de WATT (exemple : une éolienne = 2 millions de W assez couramment pour celles installées dans nos campagnes, parfois 3 millions et jusqu'à 15 millions pour certaines, en mer).

Il faut donc se mettre d'accord sur quelques unités dont nous reparlerons souvent.

 

2 - Les unités de puissance électrique.        

- le Watt  (W)  : c'est l'unité de base     On l'utilise dans le langage courant pour différents appareils électriques dont les ampoules (cf. ci-dessus : une ampoule de 75 W par exemple)

- le KiloWatt   (abréviation : Kw)  : c'est  1.000 W     On l'utilise assez peu dans le langage courant (contrairement au Kilowatt-heure qui est une unité de consommation-production et non plus de puissance bien que cela soit intimement lié). Généralement on exprime encore la puissance en Watt. Exemple : bien que cela soit rigoureusement la même chose, on parle plus couramment d'un radiateur électrique de 1500 W plutôt que d'un radiateur de 1,5 Kw.

- le MégaWatt  (Mw)  :  c'est   1000 Kw   donc 1.000.000 W   (un million de Watt)      Très employé dans le domaine de l'éolien puisque c'est l'orde de grandeur de la puissance des éoliennes. Les plus petites font un peu plus de 1 Mw (au niveau des éoliennes industrielles dont nous parlons : car les petites éoliennes que l'on peut monter chez soi vont avoir une puissance plus proche des Kw). Par exemple, 1670 Kw (soit 1,67 Mw) pour les 4 éoliennes industrielles du Rochereau à l'ouest de Poitiers. Actuellement de nombreuses éoliennes sont fabriquées avec une puissance de 2 Mw et quelques unes en 2,5 Mw, voire 3 Mw. Des machines plus puissantes existent, jusqu'à 5 Mw sur terre et juqu'à 15 Mw en mer.

- le GigaWatt  (Gw)  :  c'est 1.000 Mw   donc  1.000.000 Kw     donc 1.000.000.000 W   (un milliard de W)      Unité très peu utilisée dans le langage courant. Comme pour le Kw on continue à parler en Mw. Exemple : on parle d'un réacteur nucléaire de 1450 Mw (Civaux pour exemple compte 2 réacteurs de 1450 MW chacun) et non d'un réacteur de 1,45 Gw. Et, toujours comme pour le Kw, on parlera beaucoup plus couramment de GigaWatt-heure pour la production des éoliennes (unité de production et non plus de puissance).

- le TéraWatt (Tw)  :   C'est 1.000 Gw (etc...)     Mais cette unité est quasi  "impossible à rencontrer"  car aucune machine électrique actuellement ne travaille avec une telle puissance. Pour exemple, l'ensemble du parc de production électrique en France est d'environ 125 Gw (on dit aussi 125.000 Mw), c'est à dire 0,125 Tw. On comprend que si le Tw est notion physique compréhensible, elle n'est pas représentative de l'ordre de grandeur qui existe chez nous... A l'inverse, pour les unités de consommation-production, nous verrons que le Tw.h (TéraWatt.heure) est fréquemment employé.

Au passage, on notera qu'un réacteur nucléaire moderne (entre 1200 et 1500 Mw - style civaux) délivre une puissance équivalente à près de mille éoliennes, selon les éoliennes envisagées. Pour exemple, il faudrait plus de 1.700 éoliennes comme celles du parc du Rochereau pour développer une puissance équivalente à celle des deux réacteurs de Civaux.  On voit ainsi que les éoliennes sont du "gagne-petit" au niveau production. Pour autant, ce discours objectif ne signifie pas que notre association est pro-nucléaire. Loin s'en faut ! Les atteintes à l'environnement sont d'un genre différent mais d'un genre qui risque de porter atteinte pendant des centaines de milliers (voire millions) d'années, ce qui est loin d'être négligeable ! Nous y reviendrons immanquablement...

 

3 - Les unités de consommation-production.

Attention : j'ai des yeux partout et j'en vois qui se disent : "Mince, il continue avec ses notions qui ne sont pas très palpitantes. Il commence un peu à nous gonfler"...  Vous n'avez peut-être pas tout à fait tort, mais courage ! On va faire aussi vite que possible et puis on va découvrir ici une notion que l'on retrouve sur nos factures EDF : le Kw.h !  (KiloWatt.heure)

Quand on "dit" que notre radiateur électrique a une puissance de 1.000 W, cela ne nous renseigne pas sur sa consommation. Pour bien comprendre les unités de consommation-production (la nuance est liée au fait que certaines machines consomment - ex : le radiateur - et d'autres produisent - ex : les éoliennes. Mais ce sont les mêmes unités qui sont face à nous), il faut intégrer 2 notions fondammentales : le temps pendant lequel la machine consomme ou produit et surtout la puissance développée pendant ce temps là.   PAS DE PANIQUE : on va prendre un exemple pour mieux comprendre...

Notre bon vieux radiateur ! On va distinguer 2 hypothèses :

PRIMO :  il est réglé à fond (thermostat au Max). Alors la puissance "utile" (celle réellement utilisée) est sa puissance maximum, soit 1.000 W. S'il tourne comme ça pendant 1 heure, il aura consommé 1.000 W.h (soit 1 KiloWatt.heure car 1 Kw.H = 1.000 W.h). Et voilà la fameuse unité, la plus connue, le Kw.h ! Celui dont on voit régulièrement augmenté le prix sur nos factures d'électricité (et ce n'est qu'un début).

SECUNDO : supposons maintenant que le thermostat soit réglé au milieu, c'est à dire à demi-puissance. Si le radiateur tourne pendant une heure, il aura consommé 500 W.h (soit 0,5 Kw.h). En effet, il a tourné une heure MAIS à une puissance de 500 W seulement et non plus de 1.000 W comme dans la première hypothèse.

Si on veut avoir une idée de ce que consomme un radiateur sur une année, il faut multiplier la puissance MOYENNE à laquelle il a tourné par le nombre d'heures d'utilisation réelle. Sachant qu'une année compte 8760 heures (365 jours multiplié par 24 heures par jour soit 8760 : notion importante quand on parle d'éolienne puisqu'on nous donne toujours une estimation de sa production annuelle - cf. article : Notions de production éolienne), on comprend qu'on va multiplier par milliers entre puissance et production. En clair, un radiateur ayant une puissance exprimée en Kw aura une consommation annuelle exprimée en Mw.h (rappel 1 Mw = 1.000 Kw). Exemple : un radiateur de 1 Kw = 1.000 W aura une consommation annuelle exprimée en Mw.h

Le phénomène est exactement le même avec les machines qui produisent de l'électricité et notamment les éoliennes. Prenons, pour mieux comprendre, l'exemple d'une éolienne qui fait 2 Mw de puissance (2 Mégawatt). La production "espérée" d'une telle éolienne dans nos régions peu ventées est d'environ 4.000 à 4.500 Mw.h soit 4 à 4,5 Gw.h

Les unités :

- le KiloWatt.heure (Kw.h)  :  c'est la consommation ou la production - en une heure - d'une machine de 1 Kw qui fonctionne à pleine puissance. A noter que l'on retrouve ici nos 2 notions de temps et de puissance évoquées juste au dessus (cf. passage en gras)

- le Mw.h :  égal à  1.000 Kw.h     courant dans le monde éolien : une éolienne industrielle va produire entre 3.000 et 6.000 Mw.h selon le modèle et la puissance de la machine.

- le Gw.h : égal à 1.000 Mw.h     idem : une éolienne industrielle va produire entre entre 3 et 6 Gw.h par an

- le Tw.h : égal à 1.000 Gw.h     suppose une consommation ou une production sur un an et au niveau d'un pays. Exemple : en France on consomme environ  500 Tw.h d'électricité par an (alors qu'on produit environ 550 Tw.h. La différence est due aux pertes en lignes pendant le transport sur le réseau RTE et à la quantité que l'on exporte à l'étranger - cf. article "L'électricité en France")

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ATTENTION : face aux innombrables chiffres que l'on trouve dans le monde éolien, il faut être très attentif sur les unités employées et pour savoir si on parle de puissance ou de production (La notion de consommation n'est pas de mise car les éoliennes ne consomment pas, elles produisent - Même si elles le font de façon hautement critiquable  !!!)

Considérant que vous avez été attentifs suffisament longtemps, il est temps de clôturer cet article bien assez long

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