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Nos expertises

L’énergie éolienne

Vous souhaitez mieux comprendre comment fonctionne un parc éolien ? Vous envisagez d’installer des éoliennes sur votre terrain agricole ?

ESCOFI est spécialisée dans la construction et l’exploitation de parcs éoliens. Conseil, études, construction, exploitation, maintenance, démantèlement : nous vous accompagnons à chaque étape pour construire ensemble l’énergie durable de demain.

Eolienne-avenir-energie

Pourquoi développer de l’éolien en France ?

Parmi les pays européens, la France possède la deuxième façade maritime la plus importante d’Europe derrière la Grande Bretagne, ce qui rend son littoral particulièrement propice à l’exploitation de l’éolien en mer. Pour autant, l’éolien terrestre n’est pas en reste puisqu’il profite aussi des vents puissants qui balayent le littoral avant de s’acheminer dans les terres.

A la fin de l’année 2021, le gestionnaire du réseau de transport d’électricité français RTE a réalisé une étude de 6 scénarios énergétiques différents à la demande de l’Etat. Quel que soit le scénario avancé, l’éolien terrestre et offshore occupent une place prépondérante dans l’atteinte de la neutralité carbone à l’horizon 2050. La programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) qui met en application les objectifs de développement énergétique de la France anticipe à minima une multiplication par 5 de la capacité éolienne du pays d’ici 2050.

L’énergie éolienne a de l’avenir

La France compte encore de vastes espaces dédiés à la culture et à l’élevage, lieux naturels d’implantation de l’éolien terrestre. La région des Hauts-de-France, territoire historique d’ESCOFI, est l’illustration même de la cohabitation entre agriculture et éolien qui est amenée à se poursuivre.

Comment fonctionne une éolienne ?

Culminant entre 90 et 240 mètres de hauteur, une éolienne produit de l’électricité grâce à la force du vent. Celui-ci actionne la rotation des pâles et entraine un alternateur qui génère de l’électricité. Pour mieux comprendre comment est produite l’électricité d’origine éolienne, découvrez le fonctionnement interne d’une génératrice dans le schéma ci-dessous.

Une technologie ancienne et simple

Évolution contemporaine du moulin à vent, l’éolienne est une technologie ancienne et simple qui utilise la force du vent et la convertit en énergie mécanique par l’intermédiaire d’un rotor fixé sur une génératrice. A l’instar d’une centrale hydroélectrique, nucléaire ou encore thermique, l’éolienne produit de l’électricité grâce à un alternateur. Entraîné par la génératrice, ce dernier agit comme la bobine d’un vélo une fois en mouvement : il produit un courant électrique.

Quelle est la force du vent nécessaire pour faire fonctionner une éolienne ?

En règle générale, une éolienne fonctionne sur une plage de vitesses de vent comprise entre 10 km/h et 90 km/h, soit entre 2,5 m/s et 25 m/s. En dessous, le vent est trop faible pour entraîner le rotor, au-dessus, il est trop fort et risque d’endommager les pales ou la génératrice si l’éolienne n’est pas mise en sécurité.

Survolez l’image pour découvrir la composition détaillée d’une l’éolienne

Le facteur de charge d’une éolienne

On entend souvent dire que l’éolienne ne fonctionne que 25% du temps mais cette affirmation n’est pas exacte. En réalité, une éolienne tourne entre 75 et 95 % du temps sur une année mais à vitesse variable. En conséquence, la puissance délivrée et la quantité d’énergie produite évoluent constamment. C’est pour cette raison que l’on rapporte les variations de puissance à une moyenne annuelle. C’est ce que l’on appelle le « facteur de charge« .

Le facteur de charge moyen en France

En France, le facteur de charge moyen de l’éolien terrestre s’élevait à 26,3 % en 2020 mais ce chiffre varie selon les caractéristiques topographiques et le gisement de vent des sites d’implantation.

Production réelle d'un éolienne au cours d'une l'année

Production réelle au cours de l’année

Facteur de charge

Production lissée : puissance moyenne délivrée par le parc sur une année (8760 heures)

Développer un parc éolien

Les contraintes dans le développement de l’éolien en France (servitudes, chauve-souris, avifaune, acoustique, paysage, etc.)

Les contraintes naturelles

Le développement de l’éolien est soumis à des contraintes de natures très diverses qui doivent être anticipées dans leur globalité au plus tôt, à savoir, dès la phase de prospection. Pour cela, nous utilisons une base de données cartographique réalisée en interne dans laquelle l’essentiel de ces contraintes est compilé. Ce travail préalable permet ainsi de limiter les risques d’incompatibilité d’une zone identifiée avec la réalisation d’un projet.

Les autres contraintes

D’autres contraintes ne peuvent être étudiées que par l’intermédiaire de ce que l’on appelle les “pré-consultations”. Elles consistent à lever les incertitudes des zones identifiées auprès de différents services de l’Etat (Armée, Ministère de l’Intérieur, Aviation Civile, services météorologiques…) auxquels sont transmises les caractéristiques connues du projet. Sur la base de ces éléments, ces services émettent un avis relatif à la compatibilité du projet avec les éventuelles servitudes les concernant.

Pour compléter le dossier d’un projet éolien…

Une fois la phase de développement amorcée, des études plus approfondies sont réalisées afin de s’assurer que le projet s’insère de manière optimale dans le site identifié. Elles s’intéressent principalement aux milieux naturels, au paysage et à l’acoustique et viennent s’ajouter au dossier de référence que l’on nomme DDAE (dossier de demande d’autorisation environnementale). Une fois ce dossier complet, il est déposé auprès des services instructeurs de la Préfecture de rattachement qui se chargent d’étudier l’ensemble.

Les différentes études (paysage, écologique et acoustique)

Un parc éolien est une installation dite “classée pour la protection de l’environnement” et est donc soumis à une réglementation stricte. Le porteur du projet doit constituer un dossier de demande d’autorisation environnementale qui regroupe l’étude d’impact, l’enquête publique et l’avis de certains organes concernés.

Une analyse fine du site est réalisée par des bureaux d’études indépendants afin de tenir compte des différentes composantes du territoire. Ces études permettent d’avoir une vision éclairée de ce dernier et d’assurer une parfaite insertion du projet. Sont réalisées principalement trois études durant un cycle biologique complet.

L'étude écologique

L’étude écologique permet de connaître le fonctionnement écologique du site, ses dynamiques et la présence d’espèces et d’habitats protégés. Durant cette étude, tous les habitats naturels, la flore, l’avifaune, les chauves-souris, les mammifères, etc, sont étudiés. L’étude écologique est une pièce maîtresse du développement d’un projet et le respect des habitats naturels est primordial.

L'étude paysagère

Les éoliennes sont des aménagements à caractère énergétique qui sont visibles dans le paysage. Sans prétendre les masquer, cette étude permet d’appréhender l’ensemble des composantes paysagères et patrimoniales afin de rendre l’implantation des éoliennes la plus harmonieuse possible. Des photomontages sont réalisés pour mesurer l’effet visuel du projet ainsi que la perception du territoire pour la population.

L'étude acoustique

Cette étude consiste à étudier les émissions sonores d’un projet de parc éolien et d’évaluer les potentiels impacts sonores auprès des habitations les plus exposées. Durant cette étude, le niveau sonore initial est enregistré puis des simulations numériques sont réalisées pour calculer le niveau sonore prévisionnel. Les émissions sonores sont très réglementées en France. Par conséquent, si les émissions sonores dépassent un certain seuil, un système de bridage sera mis en place pour éviter toutes nuisances sonores auprès des habitations les plus proches.

Implantation-eolienne-nature

Réduire les impact des éoliennes sur la nature

Ces études permettront, in fine, de prendre d’éventuelles mesures afin d’éviter, de réduire ou de compenser les impacts identifiés. Il peut s’agir du changement d’implantation des éoliennes pour éviter un milieu sensible, de reboiser pour maintenir la qualité biologique ou de mettre en place des systèmes de bridage pour les oiseaux ou le bruit, etc.

Ces mesures ont pour objectifs de s’assurer de l’équilibre du projet et de sa bonne insertion au sein du territoire. Durant toute la vie du parc éolien, un suivi est mené afin de tenir compte de l’évolution des dynamiques des habitats et de la biodiversité. D’autres mesures peuvent être alors adoptées afin de tenir compte des évolutions.

L’enquête publique

Un projet de parc éolien terrestre est un projet de territoire et doit donc faire l’objet d’une enquête publique. Durant cette période, tous les habitants du secteur, mais aussi ceux des communes limitrophes, peuvent donner leur avis sur le projet. Un dossier regroupant tous les éléments nécessaires à sa compréhension est mis à la disposition de la population et une permanence tenue par un commissaire enquêteur est mise en place afin de recueillir les avis de chacun. A la fin de cette enquête, ce dernier rend un avis qui sera pris en compte par le préfet lors de l’étude de la demande de permis de construire. De plus, la Commission Départementale Nature Paysages et Sites est aussi consultée.

Ensuite, l’autorisation environnementale est déposée en préfecture. L’examen de ce dossier par les services de l’Etat est d’une durée d’environ deux ans. Le préfet décide alors d’accorder ou de refuser la construction du parc éolien.

L’étude du gisement de vent

Installé au sein de la zone d’étude, le mât de mesure présente une hauteur allant de 80 à 120 mètres de haut. Sa présence sur site durant une année complète doit permettre de relever avec précision la vitesse et la direction des vents qui soufflent en altitude.

De manière générale, plus on gagne en hauteur, plus le vent est fort et régulier, ce qui constitue un critère important pour un fonctionnement optimal des éoliennes. Il est fréquent que le mât de mesure ne serve pas uniquement à évaluer le gisement de vent.

Selon les caractéristiques du site, d’autres études peuvent également utiliser le mât comme support des instruments de mesure. Dans un environnement boisé ou bocagé, l’implantation d’éoliennes peut notamment nécessiter d’approfondir les études menées sur les chauves-souris. Ainsi, le mât de mesure accueillera les micros permettant d’étudier la répartition spatiale et les déplacements des chauves-souris.

Enfin, les données de vent recueillies à une hauteur proche de celle de la génératrice des éoliennes envisagées servent également l’étude acoustique du projet. Il est important de pouvoir corréler les mesures acoustiques au sol avec la vitesse de vent à hauteur de génératrice de manière à simuler précisément l’impact sonore des éoliennes projetées.

Les étapes du développement en bref

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Étape 1 :

  • Analyse cartographique
  • Analyse du gisement du vent
  • Rencontre avec les élus et les acteurs locaux de l’énergie
Picto Expert foncier

Étape 2 :

  • Rencontre avec les propriétaires et exploitants des parcelles concernées
  • Sécurisation du foncier par la signature de bail emphytéotique et/ou constitution de servitudes

Étape 3 :

  • Réalisation de l’étude d’impact : acoustique, écologie, paysage
  • Réalisation des études complémentaires : vents, dangers, techniques
  • Constitution du DAE

Étape 4 :

  • Consultation des organismes techniques
  • Réalisation d’une enquête publique
  • Évaluation du DAE par les services de l’État
  • Avis rendu par le préfet

Étape 5 :

  • Signatures des baux emphytéotiques
  • Convention de raccordement avec ENEDIS
  • Appel d’offre chantier (génie civil, électrique, éoliennes, etc.)
  • Démarrage du chantier

La construction d’un parc éolien

La construction d’un parc éolien s’étend sur une période de 1 à 2 ans, selon la taille du projet et les contraintes environnementales relevées dans la zone d’implantation. Les opérations de préparation du site tel que le raccordement au réseau de distribution électrique, le renforcement des sols ou encore la réalisation des fondations mobilisent la majeure partie du temps consacré à la phase de construction.

Terrassement

Terrassement des voiries

Excavation

Excavation des fondations

construction pied éolienne

Ferraillage

Coulage du béton

La livraison des aérogénérateurs n’intervient qu’au cours des derniers mois de travaux. Avec des conditions météorologiques favorables, l’assemblage d’une turbine est réalisé en quelques jours. S’ensuivent des opérations de câblage et d’assemblage de composants à l’intérieur de chaque éolienne avant la mise en service du parc.

En tant que maître d’ouvrage, ESCOFI coordonne les sociétés partenaires pour le renforcement des voiries, la réalisation des fondations du parc, des postes de livraison et du câblage inter-éolien.

Enfouissement des réseaux

Installation du poste de distribition

Installation du poste de livraison

Pose du mât, de la nacelle et du moyeu

Montage des pâles

Montage des pâles

Fonctionnement du parc éolien

L’exploitation des éoliennes

La société ESCOFI est propriétaire des parcs qu’elle développe et construit. Elle assure l’exploitation de ces infrastructures, en veillant au bon fonctionnement des équipements de production. La maintenance des installations est assurée par des sociétés spécialisées, celle des éoliennes est réalisée par les constructeurs via des contrats de prestations intégrales qui s’étendent sur toute la durée d’activité des parcs éoliens.

Suivi et entretien des éoliennes

Pour être réactifs en cas d’anomalie, un suivi de l’état des actifs ainsi que de leurs performances est réalisé 7j/7. Le travail effectué par notre équipe d’exploitation, associé à celui de nos partenaires, nous permet de garantir un taux de disponibilité optimal. L’équipe s’appuie sur des logiciels de suivi de performances qui remontent en temps réel les alertes et données des quelque centaine de capteurs présents sur chaque éolienne. Ces données concernent par exemple les vitesses de vent, les températures, les pannes ou encore les baisses de régime.

Contrôle et maintenance

Des visites périodiques de contrôle du matériel sont effectuées afin d’anticiper les opérations d’entretien et les réparations qui s’ajoutent aux maintenances régulières. La surveillance porte notamment sur les équipements électriques de l’éolienne, mais également sur les éléments mécaniques et hydrauliques de la nacelle, les pales ou encore le mât. À l’intérieur des turbines, la surveillance des vibrations permet d’identifier les anomalies et d’anticiper les défaillances qui pourraient survenir par la suite.

En complément, des sociétés spécialisées dans l’inspection par drone interviennent périodiquement tous les six mois sur les éoliennes pour détecter fissures, érosion, impacts de foudre sur les pales ou encore traces éventuelles de corrosion sur l’extérieur de la tour et la nacelle.

La règlementation des parcs éoliens

En Europe et plus particulièrement en France, l’exploitation des parcs éoliens est très réglementée. D’une part, l’exploitant doit fournir des garanties sur sa capacité à assurer ses obligations en matière de sécurité, maintenance et production de ses parcs. D’autre part, l’Etat effectue un suivi des installations de production d’énergie par l’intermédiaire d’inspecteurs ICPE (Installations Classés pour la Protection de l’environnement) qui réalisent des visites annuelles et consultent les rapports d’exploitation.

Les retombées économiques du projet

En tant que projet de territoire, un parc éolien se doit de générer durablement de la valeur, aussi bien pour les collectivités locales que pour leurs administrés.

Pour les collectivités

La présence d’un parc éolien génère des taxes qui sont perçues par les communes, les communautés de communes et le département. On en distingue 4 types différents :

  • L’imposition forfaitaire sur les entreprises de réseaux (IFER)
  • La taxe foncière sur les propriétés bâties
  • La contribution foncière des entreprises (CFE)
  • La contribution sur la valeur ajoutée des entreprises (CVAE)

Chez ESCOFI, nous proposons la mise en place de conventions communales dont les montants sont indexés sur la puissance installée des projets, garantissant ainsi des retombées économiques fixes et pérennes aux municipalités.

Nous favorisons l’implication des communes d’implantation dans le développement de leur territoire en leur proposant d’investir avec nous dans la réalisation des projets éoliens. Pour cela, nous mettons en place des dispositifs financiers innovants et adaptés aux besoins exprimés par les élus.

Des budgets dédiés à la réalisation de mesures compensatoires sont également prévus et permettent de contribuer à la réalisation d’aménagements d’intérêt local dont les négociés en amont avec les représentants des collectivités.

Pour les citoyens

Outre les retombées économiques perçues par les collectivités territoriales, nous proposons systématiquement aux riverains et habitants de participer financièrement à la réalisation des nos projets.

Pour les propriétaires fonciers et exploitants agricoles

En échange de la mise à disposition de leurs parcelles, les propriétaires fonciers et exploitants agricoles perçoivent une redevance dont le montant est fixe et garanti durant toute la durée d’exploitation du parc éolien, soit au minimum pendant 20 ans. Puisque nous assurons l’exploitation de nos installations, nous restons à la fois leur interlocuteur pour toute interrogation sur le fonctionnement du parc mais aussi concernant le versement des redevances.

énergie durable

Vous souhaitez en savoir plus sur la création d’un parc éolien sur votre territoire ? N’hésitez pas à nous contacter.

Le démantèlement d’un parc éolien

L’exploitation d’un parc éolien est prévue pour une durée de 20 ans mais elle peut être prolongée jusqu’à 30 ans si l’installation le permet techniquement. Dans tous les cas, le parc finit démantelé, soit en vue d’un renouvellement, soit – plus rarement – de manière définitive. Cette opération, très encadrée par la réglementation française, est anticipée avant même la mise en service du parc.

Des garanties financières verrouillées

La société porteuse de projet doit constituer des garanties financières dès la phase de financement du projet. Des sommes d’argent précises et liées à chaque mât éolien sont placées et verrouillées à la Caisse des Dépôts et Consignations avant la construction du projet. Elles garantissent que le parc éolien pourra être démantelé en cas de défaillance de la société d’exploitation.

Dans la majorité des cas, ces sommes ne sont pas utilisées et constituent elles-mêmes les garanties financières du projet de renouvellement. Les modalités de calcul de ces garanties sont détaillées dans l’arrêté du 26 août 2011 en vigueur, qui constitue le texte de référence sur la réglementation des parcs éoliens français.

La remise en état du site d’implantation

La remise en état du site d’implantation est une autre obligation majeure des sociétés d’exploitation en ce qui concerne le démantèlement de l’éolien. Elle implique non seulement le démontage des éoliennes et équipements électriques du parc mais aussi le décaissement des chemins d’accès et aires de grutage qui doivent être restitués à leur état initial. Enfin, les fondations sont intégralement excavées et remplacées par des terres de caractéristiques comparables au sol d’origine au même titre que les chemins remblayés.

Le démantèlement est à la charge de la société d’exploitation

Aucune responsabilité concernant le démantèlement ne peut être recherchée auprès des propriétaires de terrains, exploitants agricoles ou communes d’implantation accueillant le parc : la loi n’intègre aucune disposition en ce sens. Il est donc assuré que le démantèlement est entièrement à la charge de la société d’exploitation et qu’il ne reviendra pas à ces derniers de s’en acquitter.

Le repowering d’un parc éolien

Lorsque le parc arrive au terme de son cycle d’exploitation, la question de procéder à son renouvellement par une installation plus performante au niveau économique, technologique et environnemental se pose. Un nouveau projet est alors développé suivant le même processus d’études, consultations et autorisations administratives préalables. C’est ce que l’on appelle le « repowering » ou « renouvellement ».

Construire et démonter en même temps

La construction du nouveau parc et le démantèlement de l’ancien sont souvent réalisés de concert afin d’assurer autant que possible une continuité de la production électrique. Concrètement, il est fréquent que l’aménagement du parc à renouveler s’effectue sur de nouvelles emprises tandis que le parc en exploitation reste en activité. Ce n’est qu’une fois les nouveaux aménagements au sol terminés que le démantèlement de l’installation préexistante s’amorce pour céder la place au nouveau parc.

Les étapes du repowering

Étape 1 : le parc éolien existant arrive au terme de son exploitation

Le parc éolien existant se compose de 4 éoliennes d’une puissance unitaire de 2 MW, soit une puissance globale de 8 MW.

Ces éoliennes arrivent au terme de leur cycle d’exploitation et ne sont plus assez performantes au regard des aérogénérateurs actuels. Les différents acteurs du projet souhaitent poursuivre la production énergétique, il est donc décidé de renouveler le parc éolien avec des turbines plus performantes.

Étape 2 : construction du nouveau parc éolien

Alors que l’ancien parc éolien est encore en activité, la construction du nouveau parc peut débuter avec les travaux de génie civil. Elle s’achèvera avec le montage des nouvelles éoliennes destinées à remplacer celles qui sont encore en activité.

Les nouvelles éoliennes sont plus puissantes et leur longévité est supérieure à celles de l’ancien parc.

Étape 3 : démantèlement de l’ancien parc

Les nouvelles éoliennes étant construites et reliées au réseau électrique, elles peuvent être mises en service.

On démarre alors le démontage des quatre éoliennes de l’ancien parc.

Étape 4 : exploitation du nouveau parc

Les quatre éoliennes de l’ancien parc ont été démontées et remplacées par trois éoliennes de nouvelle génération d’une puissance unitaire de 4 MW.

Au final, le nouveau parc affiche une puissance totale supérieure de 12 MW avec une éolienne de moins que la précédente installation.

Renouvellement des éoliennes

Pour plusieurs raisons, les fondations et les implantations des parcs de première génération ne peuvent être réemployées :

  • La distance réglementaire d’éloignement aux habitations rend certaines implantations d’éoliennes non conformes.
  • L’évolution des gabarits d’éoliennes impose une répartition différente dans l’espace (interdistance éolienne minimum à respecter).
  • Les fondations d’origine ont subi des efforts importants, ce qui ne garantit pas la fiabilité structurelle de l’ouvrage au-delà de la durée d’exploitation initialement prévue.

Recyclage d’un parc éolien

Bientôt 95% de la masse de l’installation recyclée

Lors du démantèlement, 90% de la masse de l’installation doit être recyclée ou réutilisée, ce seuil réglementaire s’élèvera à 95% pour tout nouveau parc à compter du 1er janvier 2024. Les éoliennes sont d’ores et déjà composées à plus de 90% de matériaux recyclables.

La valorisation des éléments

Le béton des fondations peut être valorisé dans le secteur du bâtiment. Les éléments métalliques constituant le mât, le rotor ou les fondations contiennent des métaux aisément recyclables comme la fonte, l’acier, l’aluminium et le cuivre. Leur valeur marchande étant très élevée, leur revente couvre une importante partie du coût du démantèlement.

En parallèle, un marché européen de la réutilisation se met en place, qu’il s’agisse d’éoliennes de seconde main entières ou de pièces détachées reconditionnées.

recyclage éolienne

Recyclage des pales des éoliennes

Quant aux pales, point d’attention de la filière éolienne, elles sont majoritairement broyées et valorisées comme combustibles pour remplacer les carburants fossiles au sein des cimenteries. Constituées de matériaux composites, leur recyclage s’avère complexe puisqu’il nécessite d’isoler les différents matériaux employés. Néanmoins, de nombreux industriels s’attachent à développer des techniques de recyclage du broyat de pale en vue de fabriquer d’autres composites.

En 2021 par exemple, le constructeur Siemens-Gamesa a commercialisé la première pale d’éolienne dont la résine en époxy est recyclable.

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