Comment fonctionne une éolienne ?

Une éolienne désigne un appareil qui permet de transformer l'énergie mécanique du vent en énergie électrique. Au fil des siècles, l’énergie éolienne a été utilisée pour pomper de l’eau et moudre du grain. Désormais, elle sert à produire de l’électricité qui peut être :

• Consommée localement si le site de production est isolé ;
• Injectée dans le réseau électrique lorsque les éoliennes y sont raccordées.

Comment une éolienne fonctionne-t-elle exactement ?

Éolienne : principe de fonctionnement

Le soleil ne chauffe pas uniformément le globe terrestre, ce qui crée des différences de pression atmosphérique. Ces dernières tendent à créer des mouvements d’air : il s’agit du vent.

Le principe de fonctionnement d’une éolienne est assez simple. Lorsque le vent souffle, de l’énergie cinétique s’accumule. Il est possible de la convertir en énergie électrique grâce à une éolienne. Concrètement, la force du vent entraîne le rotor de l’appareil, ce qui enclenche par la suite un générateur qui crée du courant alternatif ou continu. Ce dernier élément peut faire partie d’un système autonome qui comporte un dispositif de stockage de l’énergie produite ou être relié au réseau électrique.

Une éolienne démarre à partir d’un vent d’environ 15 km/h. Pour des raisons de sécurité, elle s’arrête automatiquement lorsque la vitesse du vent est supérieure à 90 km/h.

Voici un schéma du fonctionnement d’une éolienne :

Source : occitanie/ gouv

Les éléments constitutifs d’une éolienne

Une éolienne est constituée de quatre principaux éléments :

Le rotor ou l’hélice

Le rotor est composé de pales ou ailes (deux à trois le plus souvent). Celles-ci balaient un diamètre oscillant entre 40 et 120 m. Elles peuvent être fabriquées à partir de plastique renforcé de fibres de verre, de bois lamellé-collé ou encore de métal.

Le mât

Le mât est l’élément grâce auquel le rotor et la nacelle de l’éolienne peuvent être positionnés à une hauteur suffisante. Conçu pour supporter le poids de ces deux autres composants, il peut être en métal ou en béton.

La nacelle

Située au sommet du mât, la nacelle héberge les éléments mécaniques et pneumatiques qui assurent le fonctionnement de l'éolienne. Elle abrite aussi certains composants électroniques et électriques.

La partie électrique

En haut du mât, dans le prolongement de l’axe du rotor, se situe un générateur. Un multiplicateur de vitesse est généralement installé entre ces deux éléments. En effet, la vitesse de rotation de l’hélice de l’éolienne s’élève à 100 à 650 tours par minute. Or, pour être entraîné, le générateur a besoin d’une vitesse de rotation de 1 500 à 3 000 tours par minute.

Le schéma ci-après permettra de mieux visualiser les éléments constitutifs d’une éolienne :

Source : bretagne developpement

Les différents types d’éoliennes

Il est possible de distinguer deux types d’éoliennes :

• Les installations industrielles qui désignent les grands parcs éoliens reliés au réseau électrique ;
• Les installations domestiques mises en place par les particuliers.

Les éoliennes pourvues d’un rotor à axe vertical conviennent davantage aux zones semi-urbanisées. Elles peuvent être directement installées sur le toit d’un immeuble ou d’une maison.

Produire sa propre électricité grâce à une éolienne

L’installation d’une éolienne doit être précédée par une étude de faisabilité. Concrètement, le potentiel éolien d’un site doit être déterminé pour savoir s’il est possible d’y produire de l’électricité. Par exemple, l’installation d’une éolienne n’est pas adaptée lorsqu’un terrain est cerné par des collines, des arbres ou des habitations. En effet, ces éléments empêchent le vent d’y parvenir.

Plusieurs indices renseignent sur le potentiel éolien d’un site :

• Présence d’anciens moulins à vent ;
• Vents forts et soufflant régulièrement dans la région dans laquelle est situé le site ;
• Végétations orientées dans une direction identique, etc.

L’étude de faisabilité peut être confiée à un installateur professionnel. Ce dernier évaluera le rendement théorique du terrain. Si le propriétaire du site est un particulier, il peut aussi l’aider à comprendre le fonctionnement d’une éolienne domestique. Enfin, le spécialiste sollicité déterminera l’endroit idéal où implanter l’éolienne pour assurer une production d’électricité optimale.

Lorsque l’installation est terminée, le propriétaire du site doit effectuer une demande de raccordement au réseau s’il souhaite vendre une partie ou la totalité de l’électricité qui sera produite.

Pour bénéficier d’un contrat d’obligation d’achat garanti, ces derniers doivent déposer une demande auprès de la DREAL (Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement). Ils pourront ensuite contacter un fournisseur d’électricité pour lui revendre l’électricité produite :

• Au tarif d’achat garanti ou ;
• À un prix ayant fait l’objet de négociations dans le cadre d'un contrat de vente.

Combien faut-il prévoir pour installer une éolienne ?

Les particuliers qui souhaitent se doter d’une éolienne domestique doivent prévoir 10 000 à 25 000 euros. Ce montant n’inclut pas le coût des travaux d’installation. En 2021, il n’est plus possible de solliciter un crédit d’impôt pour l’installation d’une éolienne. En effet, le dispositif a été supprimé pour ce type d’appareil en 2016.

En revanche, les porteurs de projet peuvent prétendre à une TVA de 10 %. Ce taux réduit s’applique aussi bien pour l’achat du matériel que pour son installation. Il faut cependant remplir une condition pour en bénéficier. Concrètement, le logement pour lequel sera installée une éolienne domestique doit exister depuis plus de deux ans.

Il existe également des aides dans les territoires soumis au régime rural d’électrification. Ces subventions sont notamment accordées par :

• Le FACÉ (Fonds d'amortissement des charges d'électrification) ;
• L’ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) ;
• Les communes.

Leur montant cumulé peut s’élever jusqu’à 95 % des dépenses engagées pour installer une éolienne.