Décryptage : comment fonctionne une éolienne ?

Vous les avez forcément déjà vues, en bord de mer ou dans nos campagnes, se hissant fièrement sur leur grand mat blanc : les éoliennes. Avec plus de 8000 machines terrestres réparties sur tout le territoire, les éoliennes françaises fournissent à elles seules 6,3 % de la production totale d’électricité du pays. Mais comment fonctionnent-elles ? Rencontre avec ces machines qui ont le vent en poupe !

Dissection de l’anatomie d’une éolienne

Du haut de ses 80 à 135 mètres de hauteur, une éolienne – dont l’étymologie rend hommage au dieu des vents de la mythologie grecque Éole – est une machine ingénieuse qui exploite l’énergie des courants aériens pour produire de l’énergie. À l’aide d’un générateur, l’éolienne va transformer cette énergie en électricité, et l’injecter directement dans le réseau électrique actuel.

Pour la reconnaître, c’est assez facile, car elle est toujours conçue de la même manière :

🍃 De haut en bas, on a d’abord les pales, ou les ailes de l’éolienne. Généralement au nombre de trois, les pales tournent autour d’un rotor – la partie rotative de l’éolienne – à axe horizontal, un peu à la manière d’un hélicoptère. Les pales peuvent faire entre dix à 20 tours par minute. Concernant leur matériau, elles peuvent être fabriquées en plastique renforcé de fibre de verre, en métal ou en bois lamellé-collé.

🍃Ensuite, on retrouve la nacelle, le moteur de l’éolienne. Avec ses nombreux capteurs, cette dernière tourne pour s’orienter face aux vents. C’est à l’intérieur que l’on retrouve le générateur, qui convertit l’énergie éolienne en électricité, mais aussi le reste de la machinerie, qui dirige les ailes en fonction de la force du vent.

🍃Pour soutenir la nacelle et le rotor, on a un mât – ou tour – qui peut atteindre jusqu’à 100 mètres de hauteur à lui tout seul.

🍃 Enfin, on a la fondation, très souvent construite en béton, dont le rôle est de soutenir le poids total de l’éolienne. Et quand on sait qu’une seule pale pèse environ 7 tonnes, on imagine qu’elle doit être très solide !

Choisir l’emplacement d’une éolienne : la bonne stratégie à adopter

Si on connaît majoritairement les éoliennes terrestres – ou « inshore » – dans les parcs éoliens, elles peuvent aussi être construites en mer : les éoliennes maritimes, ou « offshore », installées à plus de dix km des côtes. Elles fonctionnent exactement de la même manière que les éoliennes terrestres, à cela près qu’elles sont deux à trois fois plus puissantes, car les vents y sont plus forts et réguliers.

Mais alors, pourquoi ne pas recouvrir notre planète d’éoliennes pour bénéficier de cette énergie gratuite et très rentable ? Sans doute parce que leur fabrication est complexe et qu’elles coûtent (très) cher – comptez plus d’un million d’euros par éolienne – mais surtout, parce qu’elles ne peuvent pas être posées n’importe où.

Parce que oui, avant de décider de l’installation d’un parc éolien, on doit mener plusieurs études pour s’assurer que le terrain remplit toutes les conditions optimales pour une implantation.

🍃 Évidemment, il doit être assez venté. Cela peut paraître idiot, mais dans l’idéal, il faut trouver un endroit où les vents sont suffisamment forts, sans trop de truburlences, et ce tout au long de l’année. Car même si une éolienne fonctionne 95 % du temps, il y a certains moments où elle est inactive, en fonction du vent ! Par exemple, quand il y a un vent inférieur à 10 km/h, l’éolienne ne démarre pas, alors qu’en cas de vent trop fort – plus de 90 km/h – celle-ci s’arrête automatiquement.

🍃 Il faut également faire attention à certaines contraintes, notamment avec les radars et l’aviation, une éolienne sur la route d’un aéroport ferait mauvais genre.

🍃 Autre fait important à prendre en compte : le patrimoine naturel, avec les oiseaux et la faune marine, qui se trouvent directement menacés par certaines éoliennes mal placées, les zones protégées et les secteurs dits sensibles, comme les paysages remarquables ou les sites inscrits au patrimoine.

En résumé, les éoliennes sont des machines fascinantes et efficaces, mais aussi très exigeantes, et soumises aux aléas du climat. Pour autant, elles ne cessent de progresser dans le domaine des énergies renouvelables : en juin 2023, l’énergie éolienne dans le monde, sur terre et en mer, a franchi la barre d’un térawattheure (TW/h) de capacités, selon le Global Wind Energy Council (GWEC), organisation professionnelle du secteur, preuve ultime qu’elles sont toujours… dans le vent.

Pour aller plus loin :

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