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Éoliennes pour les particuliersMini-éoliennes : transition énergétique à domicile - ou grands problèmes à petite échelle ?
Le photovoltaïque est déjà très répandu dans le secteur privé, mais l'énergie éolienne l'est moins. Là encore, le marché propose différents modèles pour les particuliers. Une petite éolienne est-elle rentable ? Et que faut-il savoir à ce sujet ?
Une éolienne sur un toit à Steenvoorde, dans le nord de la France, le 25 novembre 2016.
Photo: PHILIPPE HUGUEN/AFP via Getty Images
L’Allemagne est en pleine transition énergétique. L’énergie éolienne, avec plus de 31.000 grandes éoliennes, est la principale source de production d’électricité annuelle.
Il existe également diverses éoliennes pour les particuliers. Cependant, elles restent relativement rares comparées aux systèmes photovoltaïques, désormais largement répandus.
Éoliennes horizontales
Alors que les grandes éoliennes, dont certaines dépassent 300 mètres de hauteur , possèdent généralement trois pales de rotor, les versions plus petites destinées aux ménages privés se déclinent en plusieurs formes différentes.
Il y a d’abord les éoliennes à axe horizontal classiques – des éoliennes dont l’axe est horizontal – qui possèdent généralement trois pales. Contrairement aux grandes éoliennes, les modèles plus petits, d’une hauteur de quelques mètres seulement, peuvent avoir cinq ou six pales, selon le modèle. Dans ce cas, la quantité de matériaux supplémentaires, et donc les coûts plus élevés, sont moins importants que pour les grandes éoliennes.
Les éoliennes dotées d’un plus grand nombre de pales présentent également l’avantage de pouvoir démarrer à des vitesses de vent plus faibles. Cela augmente leur rendement par vent faible, car plus l’éolienne est courte, plus le vent est faible et variable.
Cela pose un problème particulier pour les petites installations, généralement installées sur les toits de maisons individuelles ou jumelées à une hauteur de 5 à 30 mètres.
Pour y remédier, les fabricants de grandes installations cherchent à atteindre des hauteurs toujours plus importantes. Le système susceptible de battre des records est l’éolienne de haute altitude actuellement en construction dans le Brandebourg, dont la hauteur totale prévue est de 365 mètres.
Un aperçu du modèle d’éolienne « Liam F1 » lors de son dévoilement à Rotterdam, aux Pays-Bas, le 27 mai 2014. (Bas Czerwinski/ANP/AFP via Getty Images)
Selon la fiche technique, la turbine à spirale de The Archimedes nécessite une vitesse minimale du vent de 3 mètres par seconde (m/s). Cela correspond à environ 14,4 km/h ou à une force de vent de 3, ce qui est à peine moins que les grandes éoliennes modernes, qui commencent à tourner à une vitesse de 3 à 5 m/s.
Toutes les petites éoliennes se caractérisent par une plage de vitesse de vent plutôt réduite. À environ 14 m/s (environ 50 km/h, force 7), de nombreuses installations atteignent leurs limites, tandis que les grandes installations ne s’arrêtent qu’à partir de 20 à plus de 30 m/s (environ 75-110 km/h, force 9 ou plus).
Éoliennes verticales
Certaines maisons sont également équipées d’éoliennes dites verticales, dont l’axe de rotation est vertical et dont les pales s’étendent de bas en haut et sont parfois inclinées. Elles ne sont pas aussi répandues que les éoliennes horizontales.
Les éoliennes verticales sont conçues pour des vitesses de vent plus faibles.
L’un de leurs avantages est qu’elles peuvent exploiter les vents provenant de toutes les directions. De plus, le générateur lourd peut être situé près du sol. Grâce à leur forme compacte, elles sont moins visibles que les éoliennes horizontales. Elles sont donc mieux adaptées à une utilisation en zone urbaine.
L’efficacité des éoliennes verticales est généralement inférieure à celle des éoliennes horizontales. La différence de rendement est d’environ 20 %.
Autre inconvénient des éoliennes verticales : leur conception peut entraîner des contraintes mécaniques supplémentaires, ce qui pourrait augmenter leur usure et réduire leur durée de vie.
Combien coûte une installation (Allemagne)?
Le coût d’une petite éolienne varie en fonction de sa taille, de son modèle, de son fabricant et des frais d’installation. Une petite éolienne pour balcon peut coûter moins de 200 euros. Si vous installez une éolienne avec un mât pouvant atteindre 30 mètres dans votre jardin, vous aurez besoin d’une fondation suffisamment stable, comme pour les très grandes installations. Le coût total peut alors rapidement grimper à environ 40.000 euros, voire plus.
L’ADAC qualifie toutefois cette technologie de « relativement coûteuse » dans l’ensemble. Le coût total se situe entre 3000 et 10.000 euros par kilowatt de puissance nominale (kWc). À titre de comparaison, le prix kWc d’une installation photovoltaïque n’est que de 825 à 1430 euros. Les grandes installations sont moins chères par kWc que les petites installations.
En Allemagne, une autorisation n’est pas nécessaire pour les petites éoliennes d’une hauteur maximale de 10 mètres.
Niveau sonore et infrasons
Contrairement aux grandes éoliennes, les petits modèles destinés aux toits des maisons ont un niveau sonore plutôt faible. Selon le fabricant, une éolienne horizontale de la société TESUP atteint 37 décibels (dB) à une vitesse de vent de 8 m/s (environ 30 km/h, force 5). À titre de comparaison, un murmure se situe dans une plage de 30 dB, tandis qu’un aspirateur normal atteint environ 75 dB.
Les turbines à spirale peuvent être légèrement plus bruyantes. The Archimedes indique un niveau sonore maximal de 45 dB. La plupart des éoliennes verticales sont aussi bruyantes ou silencieuses. Selon le modèle, elles atteignent généralement 35 à 45 dB.
En ce qui concerne les éoliennes, les détracteurs évoquent régulièrement les infrasons. Il s’agit de fréquences basses inaudibles qui sont soupçonnées d’avoir des effets néfastes sur la santé humaine et animale.
La docteure Ursula Bellut-Staeck, spécialiste qui étudie ce sujet depuis plusieurs années, a déclaré à Epoch Times qu’elle n’avait connaissance d’aucune mesure d’infrasons concernant les petites éoliennes. « En raison de l’absence d’autorisation, personne ne mesure les fréquences », a-t-elle déclaré. « Nous manquons encore cruellement d’expérience dans ce domaine. »
Les petites éoliennes sont-elles respectueuses des animaux ?
Les grands modèles d’au moins 100 mètres de haut sont connus pour représenter un danger sérieux pour les oiseaux, les chauves-souris et les insectes. Mais qu’en est-il des petites installations ? Certains fabricants affirment que leurs modèles sont « respectueux des oiseaux et des chauves-souris ».
En 2018, le Centre de compétence pour la protection de la nature et la transition énergétique en Allemagne a déclaré que les effets des petites éoliennes sur les oiseaux et les chauves-souris n’étaient « que partiellement connus ». Cependant, le nombre de victimes n’est pas nul. Des études à petite échelle avaient déjà révélé à l’époque des cas isolés de collisions, et des découvertes fortuites étaient également connues.
Une éolienne de petite taille peut également chasser les oiseaux si ceux-ci se trouvent à proximité immédiate du site de l’installation. Cela a également été confirmé par Bellut-Staeck. La rotation rapide des petits rotors « chasse tous les animaux », selon la spécialiste. « Si un oiseau s’approche trop près du rotor, il peut être tué par celui-ci. »
Utile ou non ?
La pertinence d’une petite éolienne dépend également des conditions locales. Les questions suivantes sont pertinentes :
Le vent souffle-t-il souvent et à une bonne vitesse ? Cela dépend de chaque site.
Le vent souffle-t-il souvent et à une bonne vitesse ? Cela dépend de chaque site.
Le toit peut-il supporter sans problème la charge statique de l’installation, qui peut atteindre plusieurs mètres de hauteur ? Un ingénieur en statique peut fournir une réponse personnalisée à cette question.
Par rapport aux installations solaires, les éoliennes ont l’avantage de pouvoir produire de l’électricité même la nuit et par temps nuageux, tant qu’il y a du vent. Mais lorsqu’il n’y a pas de vent pendant la journée et que le soleil brille, une installation solaire serait plus avantageuse.
Si vous disposez de suffisamment d’argent et que votre emplacement offre de bonnes conditions, vous pouvez rendre votre maison largement autonome sur le plan énergétique en combinant l’énergie solaire, l’énergie éolienne et le stockage par batterie. Cependant, en période de calme plat, il est judicieux de se raccorder à un réseau électrique fiable.
Maurice Forgeng est spécialisé dans les questions liées à la transition énergétique. Il a acquis une expertise dans le domaine des énergies renouvelables et du climat et possède une formation en génie énergétique et en technique du bâtiment.
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