Principe de fonctionnement de l'énergie éolienne

L’énergie éolienne occupe une place de plus en plus centrale dans la transition énergétique, en particulier en France, où elle permet la production d'électricité à partir d'une ressource renouvelable et inépuisable : le vent. Mais comment fonctionne une éolienne, et quels sont les mécanismes qui permettent de transformer cette énergie naturelle en électricité ? Vattenfall fait la lumière sur le sujet. ⚡️

État des lieux de l’énergie éolienne en France

Aujourd'hui, l'énergie éolienne occupe une place importante parmi les sources d'énergie renouvelable en France, et fournit plus de 8 % de l'électricité consommée à l'échelle nationale. Avec ses nombreux parcs éoliens, que ce soit sur terre (éolien terrestre) ou en mer (éolien offshore), la France s’appuie sur cette technologie pour renforcer son indépendance énergétique.

L'énergie éolienne est propre et renouvelable. Contrairement aux énergies fossiles, elle ne produit pas de gaz à effet de serre. En plus de contribuer à la transition énergétique, elle permet de diversifier les sources de production d'électricité.

Par ailleurs, Vattenfall est le leader mondial de l'éolien en mer avec 12 parcs en exploitation dans 5 pays en Europe.

💡Bon à savoir :

Il existe cinq grands types d'énergies renouvelables (Enr) : l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie hydraulique, la biomasse et la géothermie. En 2023, la part de ces énergies renouvelables dans le mix énergétique français s’élevait à 30 %.

Quels sont les différents composants d'une éolienne ?

Pour bien comprendre le fonctionnement d'une éolienne, il faut d’abord connaître ses composants, car chacun joue un rôle dans la conversion de l’énergie du vent en électricité.

Une éolienne est composée de plusieurs éléments majeurs qui interagissent ensemble. Les principaux composants sont :

• Les pales : Chaque éolienne possède en général trois pales qui captent la force du vent. Elles mesurent entre 25 et 60 mètres de long, selon la taille de l’éolienne.
• Le rotor : C’est la pièce centrale reliée aux pales et leur permet de tourner. Le rotor est directement exposé au vent et transforme l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique.
• Le moyeu : C’est l’élément qui permet de fixer les pales de l’éolienne au rotor.
• La nacelle : Située au sommet du mât, la nacelle abrite les composants essentiels, comme le générateur électrique et le multiplicateur de vitesse. Elle est nécessaire pour transformer l’énergie mécanique en électricité.
• Le mât : Il soutient toute la structure de l’éolienne et peut mesurer entre 50 et 130 mètres de haut. Le mât renferme également des équipements électriques qui permettent de gérer la tension du courant produit.
• Le générateur électrique : Également appelé le transformateur, c'est lui qui transforme l’énergie mécanique, créée par le mouvement des pales, en énergie électrique.
• Le réseau électrique : L'électricité produite est ensuite acheminée par des câbles jusqu'au réseau électrique via des lignes à moyenne tension. Elle est alors distribuée pour alimenter les foyers.

Tous ces éléments permettent aux éoliennes de produire de l’électricité de façon régulière et optimale, à condition qu'il y ait suffisamment de vent.

Comment fonctionne exactement une éolienne ?

On l’a dit, une éolienne permet de transformer l’énergie du vent en électricité. Comment ? On vous explique tout, étape par étape.

Étape 1. Le vent met en mouvement les pales

Tout commence avec le vent. Lorsque celui-ci atteint une vitesse minimale de 10 à 15 km/h, il pousse les pales de l’éolienne. Ces dernières commencent à tourner et entraînent le rotor. Plus le vent souffle fort, plus le rotor tourne rapidement. Si la vitesse du vent dépasse 90 km/h, l'éolienne s'arrête automatiquement pour des raisons de sécurité.

Étape 2. Le rotor transforme l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique

Le rotor, grâce à ses pales, capte l’énergie cinétique du vent. Cette énergie est ensuite transformée en énergie mécanique par la rotation des pales. Ce mouvement est transmis au générateur électrique via un multiplicateur.

Étape 3. Le générateur transforme l’énergie mécanique en énergie électrique

Le mouvement des pales seul n’est pas suffisant pour générer de l’électricité. Il doit être accéléré. Le rôle du multiplicateur est donc d'augmenter la vitesse de rotation du rotor afin d’atteindre la vitesse nécessaire pour produire de l’électricité. C’est ici que le générateur électrique entre en jeu. Il transforme l’énergie mécanique en énergie électrique.

Étape 4. L’électricité est envoyée au réseau électrique

Une fois produite, l’électricité doit être envoyée sur le réseau électrique. Le transformateur, situé dans le mât, augmente la tension de l’électricité produite afin de l’adapter à la tension du réseau. L’électricité ainsi générée est ensuite acheminée via des lignes à moyenne tension vers le poste de livraison pour être distribuée dans les foyers.

Les avantages de l’énergie éolienne

En raison de leurs nombreux atouts, les éoliennes sont souvent le premier exemple de source d’énergie renouvelable auquel on pense. Voici les principaux avantages :

• Une énergie propre et renouvelable

L'énergie éolienne utilise le vent, une ressource durable, et ne génère aucune émission de gaz à effet de serre ni de polluants. C'est donc une solution écologique qui aide à préserver notre planète tout en luttant contre le changement climatique.

• Une ressource abondante et disponible

Le vent est une ressource naturelle présente dans de nombreuses régions du monde. Cela permet d'exploiter l'énergie éolienne à grande échelle, sur terre ou en mer, rendant cette source accessible à la plupart des pays.

• Un coût de production en baisse

Grâce aux avancées technologiques, les coûts de production d'énergie éolienne ont considérablement diminué. En parallèle, les éoliennes nécessitent relativement peu d'entretien une fois installées, et tournent environ 80 % du temps, ce qui les rend très rentables sur le long terme.

💡Bon à savoir

La durée de vie d’une éolienne est d’environ 25 ans. Lorsque le système arrive en fin de vie, une grande partie de ses composants peut être recyclée.

• Création d’emplois

Le secteur éolien génère des emplois à différents niveaux : fabrication, installation, maintenance, gestion des parcs éoliens, etc. Cela contribue à dynamiser l'économie, notamment dans les régions rurales où sont souvent implantés les parcs éoliens.

• Indépendance énergétique

En produisant de l’énergie localement, l’éolien réduit la dépendance aux énergies fossiles importées, comme le pétrole et le gaz, ce qui renforce l’autonomie énergétique des pays.

💡Le saviez-vous ?

Il est possible d’installer une éolienne chez soi. Le petit éolien ou "éolien domestique" vous permet de produire de l’électricité destinée à de l’autoconsommation ou à une revente dans le cadre d’un contrat avec un fournisseur.