Faut-il interrompre le développement des éoliennes ?

Plus de 250 000 grandes éoliennes fonctionnent à travers le monde mais leur développement en France fait débat. Doit-on poursuivre ou interrompre le développement de cette source d’énergie ? Questions croisées à Paul Neau et Grégoire Souchay.

Par  Paul Neau - ingénieur en énergies renouvelables et environnement, membre de l’association négaWatt et Grégoire Souchay - journaliste indépendant spécialisé dans l’environnement et l’énergie

Quel est le retour d’expérience des pays où l’éolienne est le plus implantée ? Y a-t-il des pays qui marquent le pas ?

Réponse de Paul Neau :

Jamais il n'a été installé autant d'éoliennes à travers le monde qu'en 2020 : au total, les nouveaux équipements peuvent produire environ 114 000 mégawatts (MW). La meilleure année était jusqu’alors 2015 avec près de 70 000 MW, selon un rapport de l’Agence internationale de l’énergie consacré au marché des énergies renouvelables ("Renewable Energy Market Update", mai 2021). Malgré la crise sanitaire, il a ainsi été installé le double de ce qui avait été installé en 2019. Cela correspond à un parc éolien de 13 MW mis en place chaque heure sur la planète, ce qui est considérable. Ces 114 000 MW éoliens installés dans la seule année 2020 représentent plus de six fois ce qui a été installé en France en une vingtaine d’années (près de 18 000 MW).

L’IEA, généralement modérée dans ses prévisions, table sur 80 000 MW installés en 2021 et 2022, ce qui demeure substantiel. Ce développement éolien concerne tous les continents et en premier lieu l’Asie, avec la Chine qui est leader mondial dans ce domaine. Les États-Unis sont en deuxième position, avec une année record en 2020 pour le déploiement de l’énergie éolienne. Le Royaume-Uni, qui dispose de toute une filière industrielle et portuaire, est quant à lui le leader mondial de l’éolien en mer.

Les puissances éoliennes installées en France sont relativement stables d’année en année, autour de 1 500 MW (moyenne des quatre dernières années), soit deux fois moins que ce qui est installé en Allemagne. On ne retrouve pas cette stabilité dans le temps en Espagne qui alterne temporisation (calme plat à la suite de la crise économique) et grandes ambitions (appels d’offres pour 6 300 MW éoliens et solaires en 2021).

Le marché mondial éolien est de trois types : le développement sur terre (dans plus de cinquante pays), celui en mer (dans une douzaine de pays), mais aussi dorénavant le marché du renouvellement des parcs éoliens terrestres arrivés au terme d’une vingtaine d’années d’exploitation et qui sont remplacés par des machines plus puissantes et plus performantes.

Le développement des énergies renouvelables variables (éoliennes et panneaux photovoltaïques pour la production d’électricité) est porté en premier lieu par des raisons économiques. Les coûts du kilowattheure (kWh) éolien et solaire sont en baisse régulière du fait d’une massification et du travail de milliers de techniciens et d’ingénieurs, tandis que les coûts des énergies conventionnelles sont en hausse : taxe carbone pour les fossiles, mises aux normes de sécurité pour le nucléaire.

Réponse de Grégoire Souchay :

Les pays de forte implantation sont ceux où existent des couloirs de vents réguliers, de puissance suffisante et sans habitation proche. L’implantation des éoliennes répond en premier lieu à une logique de gisement et de disponibilité géographique de la ressource en vent. Dans le monde, ce sont les États-Unis et la Chine qui disposent de la plus grande puissance installée, tandis qu’en Europe, l’Allemagne est en tête (63 000 MW fin 2020), suivie de l’Espagne (27 000 MW) et du Royaume-Uni (24 000 MW). La France occupe la quatrième place, avec 18 000 MW de puissance installée, quasi exclusivement terrestre (chiffres Wind Europe, février 2021).

Si le débat sur l’éolien est vif en France, c’est qu’il intervient au cœur d’autres grands débats hexagonaux : désertification due à la disparition de services publics, jacobinisme, centralité du nucléaire dans le modèle de production d’électricité. En comparaison, l’Allemagne a longtemps été portée, notamment dans l’ex-RDA, par le charbon, dans un pays décentralisé avec une plus grande culture de la participation des citoyens dans le choix du mix énergétique. Certains géographes ont également observé des différences dans la perception du paysage entre la France, où il est vu comme un patrimoine visuel plus figé, et l’Allemagne – du Nord surtout – où le même paysage est plus facilement considéré comme un ensemble de ressources pour la communauté (Alain Nadaï et Olivier Labussière, "Politiques éoliennes et paysages", CIRED, 2010). Pour autant, cela n’empêche pas le débat sur l’éolien de se poser aussi ailleurs. C’est le cas par exemple en Espagne, mais aussi de l’autre côté de l’Atlantique, au Mexique. Dans l’isthme de Tehuantepec, des communautés indigènes zapotèques se battent contre des mégaprojets miniers et éoliens portés par des entreprises européennes, dont EDF, qui les dépossèdent brutalement de terres communautaires. En soi, l’éolien n’est pas vertueux ou néfaste. Mais cette énergie n’échappe pas aux dérives violentes, néocoloniales et destructrices déjà à l’œuvre dans d’autres projets renouvelables, comme les grands barrages au Brésil ou en Chine.

Avec en moyenne un quart de temps de fonctionnement à une puissance nominale, l’éolienne peut-elle être rentable ?

Paul Neau :

Il faut distinguer deux éléments qui sont très souvent une source de confusion dans les débats sur l'éolien : le facteur de charge d'une part, et le temps de fonctionnement d'autre part.

Le facteur de charge est le rapport entre l’énergie produite (en kWh) et la puissance installée (en kilowatts, kW). Il est de l'ordre de 25% pour l’éolien terrestre, et atteint sans difficulté 40% pour l’éolien en mer. Avec les progrès techniques et le surtoilage des rotors (des pales plus longues pour capter plus de vent), ces facteurs de charge sont en constante augmentation.

Une éolienne produit de l’électricité 80% à 90% du temps, à une puissance variable dépendant de la vitesse du vent. C’est une production parfaitement prévisible, dont le gestionnaire du réseau tient compte dans le mix énergétique pour correspondre aux besoins électriques des consommateurs, eux-mêmes variables et prévisibles.

La précision de la prévision de la production électrique par les énergies de flux que sont l’éolien et le solaire s’accroît d’année en année, d’une part grâce aux progrès de la prévision météorologique, d’autre part grâce aux retours d’expériences.

Le prix de revient du mégawattheure (MWh) éolien est pérenne, car il n’est pas dépendant de l’évolution du prix du combustible (le vent). Par ailleurs les coûts de démantèlement sont modestes et pris en compte en amont, puisqu’une éolienne n’a pas de coûts cachés de type déchets toxiques ou accidents majeurs. Ajoutons que c’est une technologie arrivée à maturité avec un retour d’expériences d’une trentaine d’années au moins. La seule inconnue demeure une ressource en vent qui peut s’avérer moindre que prévue, mais cela se traduirait essentiellement par une plus grande durée d’amortissement.

La Commission de régulation de l’énergie (CRE) a lancé en trois ans plusieurs appels d’offres pour des projets de parcs éoliens (délibération n° 2021-141 de la CRE, mai 2021). Elle a retenu 162 dossiers, totalisant 3 500 MW, pour un prix moyen de 62,7 euros le MWh. Le nouveau nucléaire est, quant à lui, beaucoup plus coûteux, comme en témoigne le projet de réacteur pressurisé européen (European pressurized reactor, EPR) à Hinkley Point au Royaume-Uni à plus de 105 euros le MWh (Sharon Wajsbrot, "Le projet d’Hinkley Point est-il toujours rentable pour EDF ?", Les Échos, 25 septembre 2019).

Grégoire Souchay :

Tout dépend de ce que l’on entend par rentabilité. En termes de production électrique, une éolienne tourne plus de 80% du temps, mais avec une production variable. On estime effectivement sa production réelle comme équivalente à celle qu’elle délivrerait en tournant environ un quart du temps à pleine puissance, pour fournir sur les 18 000 MW de puissance installée plus de 8% de l’électricité du pays selon le dernier bilan électrique du gestionnaire du Réseau de transport d’électricité français (RTE, 2020). Ce rendement augmente à mesure de l’agrandissement des pales et du toilage des machines de nouvelle génération. Les performances sont meilleures en mer, où elles dépassent 40% de la puissance nominale (produite dans un fonctionnement optimal). La moyenne terrestre doit également être pondérée en fonction des territoires. Dans le couloir de vent du Lauragais, entre Toulouse et Narbonne, les parcs ont une rentabilité bien supérieure à celle de ceux situés dans les plaines du centre ou dans les pays de la Loire par exemple.

Au niveau économique, une éolienne est très rentable. Le financement des projets répond à une logique purement capitaliste : un financement très important au départ (1,3 million d’euros par MW environ), essentiellement par de l’endettement ; puis, une fois les projets validés, un retour sur investissement très élevé, dépassant parfois 10%, pendant quinze à vingt ans. Pour tous les parcs antérieurs à 2017, l’électricité est rachetée à un prix fixe contractuel, souvent bien supérieur aux prix du marché. Ce mécanisme, destiné à soutenir une filière en expansion, a entraîné comme dérive l’enrichissement de quelques gros promoteurs et acteurs financiers. Aujourd’hui, la filière devient plus mature et les tarifs proposés dans les appels d’offres les plus récents ont considérablement diminué. Mais les contrats antérieurs doivent être honorés jusqu’à leur terme et un mécanisme de "complément de rémunération" demeure. Celui-ci permet de protéger les investisseurs et les exploitants lors de la vente directe d’électricité : il s’ajoute aux revenus de la vente tant que ceux-ci n’ont pas atteint les prix du marché. Puis le dépassement permet de rembourser les frais de vente. Selon un rapport de 2018 de la Cour des comptes, cela représente près d’un milliard d’euros par an financé par une part de taxe sur les factures d’électricité.

Les nuisances (visuelles, sonores) sont-elles suffisamment prises en compte ?

Paul Neau :

Le bruit d’une éolienne est essentiellement le fait de l’extrémité des pales qui fendent l’air à environ 250 km/h. Des traitements de ces extrémités ont progressivement permis de rendre les nouvelles générations d’éoliennes moins bruyantes que les précédentes. En particulier, inspirées des ailes des chouettes, ces extrémités sont équipées d’un dispositif de serration (une sorte de peigne) pour réduire les émissions à la source.

Comme pour d’autres nuisances ou impacts potentiels (création d’ombres portées, collision avec la faune volante), un autre type d’action préventive est le fonctionnement bridé ou l’arrêt temporaire de la machine durant les périodes à risque. Par exemple, l’éolienne fonctionnera au ralenti, avec une moindre production électrique mais surtout de moindres émissions acoustiques, à certains moments sensibles pour le voisinage, comme les soirées en été. La perte électrique annuelle, au maximum quelques pourcents, ne remettra pas en cause la faisabilité économique du parc éolien, tout en permettant sa bonne intégration dans son environnement.

Par ailleurs, la réglementation acoustique en vigueur en France, celle des installations classées pour la protection de l’environnement, est basée sur une émergence maximale à ne pas dépasser par rapport à l’ambiance sonore sans les éoliennes en l’occurrence. Elle est la réglementation sonore la plus sévère en vigueur en Europe et donc la plus protectrice des riverains.

Trop souvent, l’électricité est vue comme une énergie propre, sans considération de son moyen de production, qui est généralement loin des yeux. Dans le cas de l’électricité éolienne (ou solaire), la production est décentralisée et rapatrie donc près du lieu de consommation les nuisances et impacts de la production d’électricité. Cette production va engendrer des incidences locales et réversibles, mais sans commune mesure avec les moyens de production conventionnels, fossiles et nucléaire (dérèglement climatique, pollution des sols, production de déchets hautement toxiques, etc.).

Grégoire Souchay :

Au niveau réglementaire, les nuisances sonores produites par les éoliennes sont limitées à un seuil global de 35 décibels à l’extérieur en plein jour. Le problème est que ce seuil ne prend pas en compte la nature des sons produits par l’éolien. Or un environnement rural, même avec de l’activité agricole, ne produit pas de son mécanique et répétitif pendant des heures comme celui des éoliennes. Une étude récente a même révélé que leur bruit, même réduit, pouvait être entendu la nuit cinq fois plus souvent (dit effet "swoosh") jusqu’à trois kilomètres de distance (Phuc D. Nguyen et Alii, "Benchmark Characterisation and Automated Detection of Wind Farm Noise Amplitude Modulation", Applied Acoustics, décembre 2021). Ceci pourrait expliquer les troubles du sommeil dont témoignent des riverains mécontents. Le problème commence enfin à être pris au sérieux puisqu’un contrôle systématique du bruit doit être mis en place dès le début d’année 2022, selon les dernières mesures annoncées en octobre 2021 par Barbara Pompili, la ministre de la transition écologique.

Pour la nuisance visuelle, depuis 2011, la loi n’autorise l’implantation de machines qu’à plus de 500 mètres des habitations les plus proches, comme pour toute installation classée pour la protection de l’environnement (ICPE). Mais elle ne pose aucune limite sur le nombre d’éoliennes visibles depuis le domicile d’un particulier. Si les études d’impact paysagères doivent a minima indiquer cette "covisibilité", cela n’empêche pas pour autant la construction d’un nouveau parc. Ainsi, dans certains villages en Champagne ou dans les Hauts-de-France, des habitants témoignent d’un sentiment d’encerclement par des éoliennes, avec parfois jusqu’à 200 mâts visibles autour d’un seul village. L’effet visuel est également notable si les éoliennes sont situées dans l’axe du soleil, l’ombre projetée par les pales en mouvement provoque un effet dit "stroboscopique", particulièrement désagréable chez soi.

Enfin, la réglementation aérienne impose que chaque mât soit équipé de diodes lumineuses clignotantes pour signaler la présence d’éoliennes aux avions, mais faute de coordination entre les parcs, ces repères occasionnent une pollution lumineuse substantielle, surtout dans les zones très peu denses. Une réflexion est en cours entre opérateurs, aviation civile et ministère de la défense pour expérimenter un éclairage uniquement lors du passage d’aéronefs à proximité, mais le problème demeure.

Quel est le vrai bilan carbone des éoliennes ?

Paul Neau :

Le RTE a dressé un bilan carbone des productions d’électricité d’origine éolienne et solaire en 2019 en France (RTE, "Précision sur les bilans CO2 établis dans le bilan prévisionnel et les études associées", 2019). Les 45 térawattheures (TWh) produits par les éoliennes ont permis d’éviter l’émission de 22 millions de tonnes de CO2 par an (5 millions de tonnes en France et 17 millions de tonnes dans les pays voisins).

Ainsi chaque kWh éolien et solaire produit en France en 2019 a permis d'éviter environ l’émission de 490 grammes de CO2. Par ailleurs, l’Agence de la transition écologique (ex-Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie, Ademe) estime les émissions nécessaires à la production d’électricité éolienne comprises entre 12 et 15 grammes de CO2 par kWh. L’articulation de ces deux résultats permet d’établir le bilan net de la production d’un kWh éolien, à environ 475 grammes de CO2 ("Analyse du cycle de vie de la production d’électricité d’origine éolienne en France", étude réalisée par Cycleco pour l’Ademe, 2015).

Un autre moyen de caractériser le bilan énergétique, et donc indirectement le bilan carbone, d’une production éolienne est de calculer le temps de remboursement énergétique. Ce dernier est le nombre de mois de fonctionnement nécessaire pour rembourser l’énergie nécessaire à la fabrication des éoliennes, la construction du parc, son exploitation pendant une vingtaine d’années et son démantèlement. Ce temps de remboursement énergétique a été calculé par l’Ademe : il est de 6 à 12 mois pour l’éolien terrestre et de 7 à 14 mois pour l’éolien en mer.

Grégoire Souchay :

Pour mesurer le bilan complet d’une énergie, il faut réaliser une analyse de l’ensemble de son cycle de vie (ACV), depuis l’extraction des ressources au recyclage, en passant par la construction, l’entretien et l’exploitation. Les valeurs de rejet de CO2 rappelées par Paul Neau sont légèrement inférieures à celles du nucléaire (16 g équivalent CO2/kwh) mais plus que l’hydroélectricité (4 g équivalent CO2/kwh). La très grande part des impacts environnementaux de l’éolien sont en fait liés à l’extraction et à la construction des machines. Celle-ci nécessite du béton, du cuivre, de l’aluminium, des matériaux composites mais aussi des composants électroniques (pour le rotor) et, dans moins de 10% des cas, des terres rares pour certains types d’aimant. À la fin de sa vie, après vingt à trente ans d’utilisation, une éolienne peut être entièrement démantelée. Si selon les opérateurs elle est recyclable à plus de 90%, elle n’est pas pour autant recyclée aujourd’hui, en tout cas pas dans les mêmes proportions. Bien que prometteuses, les filières de revalorisation des matériaux composites qui composent les pales et la récupération des métaux dans le rotor sont encore balbutiantes.

Bien qu’utile, l’analyse du cycle de vie ne rend pas compte d’autres impacts de l’éolien. Ainsi, on peut compter le nombre d’oiseaux morts tués par les pales, mais cela n’indique pas l’impact d’un parc mal situé sur l’habitat de certaines populations fragiles, comme le vautour ou le faucon crécerellette. L’ACV ne rend pas non plus compte de l’effet de l’éolien sur le rapport sensible et social à un paysage et un environnement. Ce rapport comptable à l’énergie passe enfin à côté des enjeux politiques : certains projets peuvent, par économie d’échelle, avoir un bilan carbone réduit mais artificialiser d’un coup une large zone. À l’inverse, les projets portés par des citoyens et des collectivités peuvent être mieux acceptés et plus directement reliés à des besoins, mais ils demandent plus de temps et certains peuvent s’avérer plus "carbonés" et moins compétitifs. L’enjeu d’une politique énergétique est bien de connaître non seulement son coût et son rendement, mais également les usages qui seront faits de l’énergie produite, à qui celle-ci appartient et à qui celle-ci bénéficie. En cela, l’éolien n’est qu’une petite partie de l’enjeu de la démocratisation du débat sur l’énergie.