La Météo en France, vue autrement : depuis le sommet d'une éolienne virtuellement placée

La Météo en France, vue autrement : depuis le sommet d'une éolienne virtuellement placée

Pour fournir 500 TW.h (soit 500.000 GW.h) avec des éoliennes fournissant 20 GW.h par km2, il faudrait "planter" une surface favorable de 490.000 ÷ 20 ≈ 25.000 km2, soit environ 5% du territoire métropolitain, ce qui représente à peu près la superficie actuellement occupée par les villes, les routes et les parkings, même si en fait les surfaces ne sont pas mobilisées en totalité et restent largement disponibles pour un autre usage (cultures notamment). Il est bien évident que si le nombre d'heures "équivalent pleine puissance" n'est égal à 2000 que sur 1% du territoire, alors les calculs ci-dessous sous-estiment le nombre de machines à installer et la surface mobilisée, car une partie des éoliennes serait alors installée dans des endroits où l'énergie annuelle produite serait bien inférieure à ce qu'elle est aujourd'hui, pour une éolienne de même puissance nominale bien sûr.

Avec des éoliennes de 2 MW de puissance nominale (qui font de l'ordre de 100 m de haut), fournissant donc environ 4 GWh par an en zone favorable, il en faudrait environ 125.000 pour produire les 500 TWh mentionnées plus haut.

Mais comme le vent est intermittent, alors que la demande n'est pas dépendante du vent (personne n'entend avoir un frigidaire qui ne fonctionne pas les jours sans vent !), une électricité uniquement éolienne devrait pouvoir être stockée au moment où il y a du vent, puis restituée au moment où le consommateur entend être servi. Sous forme chimique, les possibilités de stockage sont l'utilisation d'un accumulateur (une "batterie") ou la conversion en hydrogène, sous forme mécanique cela peut consister à remonter de l'eau dans un réservoir d'altitude (ce que fait déjà EDF).

Si toute l'énergie électrique du pays était éolienne, le stockage de l'électricité dans des batteries représenterait probablement des consommations de matériaux (et des problèmes d'environnement pour leur fabrication et leur fin de vie....) hors de proportion avec les moyens disponibles : dimensionner des accumulateurs pour stocker l'équivalent d'une semaine de production d'électricité (à raison de 1,5 TWh par jour en gros) demanderait la fabrication de 7 tonne(s) de batteries plomb-acide par Français (une telle batterie stocke environ 30 Wh par kg de poids).

Une solution probablement plus réaliste consiste à produire de l'hydrogène par électrolyse puis à la stocker afin de l'utiliser dans des piles à combustible lors des jours sans vent. Le rendement de l'électrolyse est de 80% au mieux, celui du stockage de l'hydrogène 80% au mieux également (il faut bien utiliser de l'énergie pour le comprimer !), et enfin les meilleurs piles ont des rendements de 80% en cogénération (ce qui revient à promouvoir le chauffage électrique alors que ce mode est présenté comme une hérésie aujourd'hui !) mais de 45% en production électrique seule.

Dans ce dernier cas, le rendement global de la chaîne est de 28%. Si nous supposons que la moitié de l'électricité éolienne est consommée lorsqu'elle est produite, mais que pour l'autre moitié il faut stocker, avec un rendement de 25%, alors il faut environ 300.000 éoliennes de 2 MW pour produire 500 TWh (soit 62.000 qui produisent sans stockage, et 240.000 qui produisent avec stockage, donc une fourniture utile divisée par 4, la même chose que 65.000 sans stockage, et on retrouve bien la production brute de 125.000 éoliennes au total).

Il est aussi envisageable d'utiliser des stations de pompage, sorte de "barrages réversibles", où l'eau, après avoir été turbinée, est récupérée et stockée dans une retenue aval, puis est ensuite remontée dans la retenue amont quand il y a du vent. Il y a en France environ 5 GW (un GW = un million de kW) de puissance installée en STEP, ayant stocké puis restitué environ 10 TWh d'électricité en 2012. Pour stocker puis restituer 250 TWh par an, nous voyons qu'un calcul au premier ordre suggère qu'il faut multiplier par 20 à 30 la capacité des STEP (ce calcul ne tient pas compte du fait que les STEP ne sont peut-être pas utilisées à plein actuellement, mais en tout état de cause il faudrait en rajouter pas mal !).

Un autre calcul de recoupement peut être fait : les barrages avec lac représentent un peu moins de 20 GW de capacité installée en France (et produisent actuellement de l'ordre de 40 TWh par an). Cela signifie qu'une capacité hydraulique pouvant alimenter la France entière un jour sans vent (si il n'y a plus ni nucléaire ni charbon ni gaz, évidemment, et si la puissance appelée reste du même ordre, soit 70 à 90 GW lors de la pointe quotidienne du soir en hiver) revient à multiplier la puissance des installations par 4 à 5 (pour que la puissance installée soit égale à la puissance maximale délivrée sur le réseau).

Toutes choses égales par ailleurs, cela reviendrait à multiplier le volume - donc la superficie - des lacs par 5 à 6, et, si ces barrages sont transformés en STEP , il faut y ajouter l'équivalent pour récupérer l'eau en aval. Il faut aussi renforcer un poil le réseau pour aller des éoliennes littorales aux Alpes... Bref n'avoir comme seul système électrique que des éoliennes et des STEP est assurément possible, mais pas facilement pour la quantité d'électricité consommée aujourd'hui !

Lire plus : http://www.manicore.com/documentation/eolien.html

Puissance moyenne du vent selon les zones, en W pour un m2 de section verticale prise à 50 m du sol (perpendiculairement au sens du vent, bien sûr !). Source ADEME

OOKAWA Corp.

INFOGRAPHIE - Le syndicat professionnel France énergie éolienne dévoile les zones où pourraient être installés 80.000 MW d'éoliennes au large des côtes françaises, contre 3000 MW actuellem...

http://ookawa-corp.over-blog.com/2014/03/energies-renouvelables-la-carte-de-france-des-eoliennes-en-mer-en-2030.html