L'éolien industrieltentative d'évaluacc Le vrai peutquelquefois n'êtrepas vraisemblable }}

(Boileau)

Définissons l'éolien industriel parl'ensemble des usines éoliennesenvoyant le courant produit versle réseau de distribution, enexcluant dès lors l'éolienindividuel ou desservant unecollectivité locale.Quel est le rôle de l'éolien faceau défi climatique, quel est sacontribution en tant que vecteurde production d'énergierenouvelable, quel est l'enjeuéconomique, de quels aspectstechniques doit-on tenir comptelors de la comparaison avec lephotovoltaïque ou la biomasse,quelle est l'acceptationsociologique, quelle est la chargeFigure 1 : Représentation

schématique d'une éolienne

---PaleFrein Système de

régulationélectrique

Moyeu etcommandedu rotor

Nacelle

Générateur

Système a'otientstion

-+--Mat

Armoire de couplageau réseau électrique

8 - Le Journal des Ingénieurs n° 120 - Avril 2009

environnementale ? Sans analyserces aspects d'une manièreapprofondie, nous proposons uneévaluation globale au moyend'une méthodologie simple, voiresimpliste, mais qui permettraitune comparaison avec les autressources centralisées deproduction d'énergie électrique.

Rappels techniquesLe vent qui souffle transporte une certaineénergie cinétique que l'on peut capturer, par-tiellement, pour la transformer en énergiemécanique, qui elle, peut faire tourner desgénérateurs d'électricité (figure 1). Si l'onnote VI, la vitesse du vent avant le plan durotor et Yl> la vitesse après le plan du rotor, lapuissance maximale du vent extraite en 1seconde, Po (correspondant à V2 = 0), corres-pond à:

lm •Po=-pm, "1'2

avec p = masse spécifique de l'air et1CJ?2= surface du plan du rotor. Comme cetteextraction maximale est impossible et quedès lors Y2 :;= 0, la loi de Betz démontre quele maximum de la puissance mécanique quipeut être extraite du vent est égal à 0,59 Po.Cela implique que l'éolienne permet deréduire la vitesse du vent à un tiers de lavitesse initiale (VI = 3\"1). L'architecture despales et leur angle d orientation tendent àréaliser ce brassage optimum pour unevitesse moyenne du vent donnée. A partir dela formule

p =!O -9p7lf?l v:2

trois remarques peuvent être formulées:• la puissance dépend la masse spécifique de

l'air, ce qui veut dire, a contrario, que si lefluide avait été de l'eau, la puissance auraitété mille fois plus élevée;

l'accroi 1 if (dP) 3 dv• accroissement re atl - = -P v v

implique que si la vitesse du vent chute de9 mètres par seconde (mis) à 3 mis, la puis-sance chute de 90 %. Ces fluctuations, sou-vent chaotiques, compliquent considérable-ment la continuité de la fourniture en élec-tricité ;

en Belgiqueion globale

• l'accroissement relatif (dPJ = 2 dRP R R

implique qu'un doublement de la puissancese paie nécessairement par une augmenta-tion de 50 % de la taille des pales. Uneéolienne de 2 MW comme la populaireENERCON E82, a des pales de 41 mètreset une hauteur de moyeu de 108 mètres'.Une éolienne de 6 MW devra donc néces-sairement avoir des pales de 82 mètres, cequi explique sa hauteur totale un peu déme-surée (190 mètres). Il est difficile d'imaginerl'effet sur l'environnement d'un ensemblede 12 aérogénérateurs de la sorte, commec'est pourtant le cas dans la communed'Estinnes.

La transformation de l'énergie mécanique encourant alternatif s'opère dans des alterna-teurs à inducteur (stator) multipolaire et uninduit (rotor) triphasé. Les fluctuations de lavitesse de rotation 0 ont pour effet une fluc-tuation de la fréquence f qui s'exprime selonl'expression suivante:

fgénéré = ~ (nombre de pôles du stator)

x 0 (vitesse du rotor en t/min)

ce qui explique que les éoliennes actuellesont une tendance à présenter une vitesselente et un nombre de pôles élevé. Pourn = 100 et 0 = 1 t/s, on a exactement la fré-quence de 50 Hz du réseau et les correctionsde phase seront moins énergétivores. Nousne nous arrêtons pas aux multiples régula-tions électrotechniques nécessitées par l'in-termittence éolienne; citons par exemple ledémarrage (et la coupure) avec des thyristorsà refroidissement, pour assurer la connexiongraduelle au réseau pour v = 4 mis ou ladéconnexion pour v > 25 mis (figure 2), etl'électronique de puissance pour remédieraux phénomènes de fficker, d'îlotage, etc.

Ces trois aspects doivent être analysésensemble.

Par le phénomène de l'intermittence (lescaprices du vent ont pour effet que la pro-duction éolienne n'est pas continue maisintermittente), toute nouvelle insertionéolienne ne peut fonctionner seule pour pro-duire de l'électricité sur une base régulière:il lui faut un backup de même puissance pourassurer la continuité de l'approvisionnement.C'est également la conséquence de la

••Par Ir. G. Van Velthoven

800

700

600

~ 500••~ 400

.§ 300•••• 200

100

oo 1 2 3 45 678 9101112131415161718192021222324252627282930

//

1/

18 / 36 50 90 100~ kmJh kmJh kmfJI JIJnlJ

./

vitesse du ven! (mis)

quasi-impossibilité de stocker l'énergieéolienne.

Figure 2 : Courbe de puissancetype d'une éolienne

La production moyenne européenneonshore, pour une éolienne de 2 MW, est de3,85 GWh/an. Comme une année compte8760 heures, une éolienne de 2 MW,qui pro-duirait en permanence à sa puissance nomi-nale, fournirait 17,52 GWh/an. Si elle n'enproduit que 3,85 GWh/an, cela correspond àun taux de charge de 3,85/17,52 = 22 %.C'est comme si, sur une année, l'éoliennen'avait fonctionné que 1 928 heures à pleinepuissance. En Belgique, ledernier taux de chargemoyen connu est de 15 %.On peut augmenter consi-dérablement le taux decharge en installant leséoliennes en pleine mer(28 %).

En Belgique, letaux de chargemoyen onshoreest de 1S% etde 28 % pourl'offshore.C'est ainsi qu'une éolienne

de 2 MW, qui, compte tenude son faible taux decharge, fournit sa puissance nominale pen-dant 2 000 heures sur une année (ce quidonne 4 GWh/an) a besoin d'un régulateurthermique suffisamment souple (par exem-ple, une turbine gaz-vapeur (TGV) de mêmepuissance) pour fournir immédiatement, etd'une manière plutôt chaotique, l'électricitéqui fait défaut pendant les 6 760 heures res-tantes de l'année. Ensemble, elles produirontdonc bien les 17,52 GWh/an correspondantà une production continue d'un vecteur depuissance de 2 MW à taux de charge de100 %.Suivant en cela le raisonnement de notreéminent climatologue André Berger', on peut

, cf. http://www.enercon.de/www/fr/e82.nsf/mainView/110penDocument

, BERGER A. (2005) « Éoliennes, Énergieet CO2 en Belgique ». Note de travail.Louvain-la-Neuve, 26/12/05.5

Le Journal des Ingénieurs n° 120 - Avril 2009 - 9

3 SOENS J. (2005) Impact of wind powerin a future power grid. PhD.Thesis. KULeuven, Belgium. URL :https:/Irepository.libis.kuleuven.beldspace/handlel 1979/ 161

• GES :gaz à effet de serre

S Deutsche Energie-Agentur (DENA)(2005). EnergiewirtschaftJiche Planungfur die Netzintegration vonWindenergie in Deutschland an Landund Off-shore bis zum Jahr 2020.Endbericht. Kôln,

• DALE L Milborrow D. Slark R. Strbac G.(2003). A Shift to Wind is not unfeasi-ble. Power UK 109, p 17.

, SPF Économie « Éolien - Prix» URL :http://mineco.fgov.belenergy/renewa-ble_energy/wind/wind_fr _004.htm#on-shore 8 CAMPS G. (CREG) (2006). Leprix de l'électricité par composantetarifaire. Conf. Presse, 5 juillet 2006.

, http://www.creg.belpdf/Presse/2006/confpresEP05072006fr.pdf

• Dans le système « feed-in », le distribu-teur est obligé d'acheter le MWh éolienà un prix fixé légalement; dans le sys-tème « certification », le distributeurdoit faire la preuve d'un taux d'électri-cité verte distribuée sinon il est péna-lisé.

10 CREG (2005). Programme indicatif desmoyens de production d'électricité2005 - 2014. (C)050 120- CREG-388du 20 janvier 2005, p25. URL :http://www.creg.be/pdf/Propositions/C388FR.pdf

estimer que comme la régulation thermiqueest polluante (pour une TGV456 gco/kWh), et qu'elle doit intervenir àraison du complément du taux de charge,toute insertion éolienne est donc caractéri-sée par un taux de pollution de456 gco/kWh x (100 % - 22 %) =356 gco/kWh. On peut se poser la questionde savoir si, en cas de taux de pénétrationéolien plus important, la puissance éolienneinstallée devrait avoir un backup identique.

Parmi les éléments de réponse à la question,il faut citer la dispersion géographique (le foi-sonnage, en cas de non-corrélation desvitesses du vent, sur un grand territoire, per-met d'économiser du thermique et d'envisa-ger de l'autorégulation) et la qualité des pré-visions à court terme (comme l'éolien sert àla demande de pointe, si les prévisions sontbonnes, on peut programmer la période depointe avec de l'éolien en économisant lethermique).

Comme nous examinons le cas de laBelgique, où le taux de pénétration de l'éo-lien est limité (il est de 2 % actuellement etpourrait monter à 6 % en 2020), nous n'exa-minerons pas les problèmes assez épineux desurcharge de réseau et de nécessaire renfor-cement des câbles de haute tension (HT).Rappelons tout de même qu'une ligne HT de110 kV ne peut transporter (eu égard à uncoefficient de sécurité de 30 %) que 30 MWUn parc de 12 éoliennes de 3 MW peut pro-duire des pointes de 36 MW, ce qui présenteun risque sérieux de provoquer une pannepar surcharge.

Dans sa thèse doctorale, J. SOENS] estimeque, pour la Belgique, la limite de l'apport del'éolien industriel à la potentielle réductiondes GES' est de 4 %, correspondant à unepuissance installée de 700 MW Ce scénariocorrespond à une réduction moyenne deCOI de 567 gco/kWh. Pour tout éolien sup-plémentaire, la valeur ajoutée en terme deréduction de CO2 est négligeable.Une étude allemandes conclut que pour les36 GW éoliens qui seront installés en 2015(29 % de la puissance totale installée en2002), l'électricité non produite par les cen-trales au charbon sera de 12 à 19TWh/an àpartir de 2003. Si on estime la production deces 36 GW éoliens à 72 TWh/an, on se rendcompte que l'éolien industriel ne permet pasde se substituer aux centrales classiques àraison de 100 % comme on l'admet souvent,mais seulement à raison de 16 % à 26 %. Laréduction moyenne de COI grâce à l'éolienest donc seulement de 96 à 156 gco/kWh, sion admet que le potentiel de régulation ther-mique par le charbon est caractérisé par untaux d'émission de CO2 de 600 gco/kWh.Ceci va dans le sens des résultats deSOENS] : plus il y a de l'éolien au-delà d'unevaleur optimale, moins il y a de réduction deCOI' L'étude DENN donne également une

10 - Le Journal des Ingénieurs n° 120 - Avril 2009

idée de la puissance thermique de régula-tion : 8 à 19 % du potentiel éolien installé.Au Royaume-Uni, les calculs de Dale' mon-trent que pour un taux de pénétration de20 %, le potentiel de régulation nécessaire estde 5 %.Quant aux gains en matière de réduction deCOI, les études montrent une décroissanceplus ou moins forte si le taux de pénétrationde l'éolien augmente. La situation change depays à pays et dépend également du com-merce des droits d'émission et des coûtsmarginaux des vecteurs de production. Si legaz augmente, l'apport du régulateur charbonva augmenter et le gain diminuer plus forte-ment.

CoûtsPour le producteur éolien, d'après les don-nées et hypothèses du ministère fédéral del'économie', le coût (investissement, entre-tien, assurance, précompte immobilier, inté-rêts) varie de 45 à 88 €/MWh. Appliqué àune éolienne de 2 MW, avec un taux decharge de 2 000 h par an, cela revient à85 €/MWh. Or, en Belgique, le coût de l'élec-tricité (coût total de production basé sur lescoûts fixes + coûts marginaux) est de48,5 €/MWh (très proche du prix {( basefoad)} du marché de gros)".Ceci prouve à suffisance que l'éolien n'estrentable que moyennant une aide financière.En 2008, le quota du renouvelable dans la dis-tribution d'électricité doit être de 8 % ; àdéfaut, une amende relativement élevée de100 €/MWh est appliquée. Le système wal-lon étant du type « certification » plutôt que{( feed-in9 », le producteur éolien reçoit, parMWh produit, un certificat vert, qu'il injectedans le marché correspondant. Comme lapart éolienne dans la production d'électricitéest de loin inférieure aux 8 % précités, le prixdu certificat vert avoisinera le montant de lapénalité (le prix actuel pour le marché wallqnest de 92 €). Ce surcoût de 92 €/MWh,appliqué à la consommation actuelle(85 TWh/an) 10, représente dès lors782 M€/MW, à charge de la collectivité (cf. lacotisation appliquée sur la facture d'électri-cité et qui varie entre les régions).Pour le distributeur, le coût revient donc à51,8 €/MWh, compte tenu du fait que le sur-coût ne concerne que 8 % de sa distribution.Il semble donc logique que les producteursclassiques se tournent de plus en plus versl'éolien. Il est généralement admis que le seulinvestissement dans l'éolien revient à1 M€/MW Pour une période d'amortisse-ment de 15 ans (durée actualisée des certifi-cats verts), le coût d'investissement est doncde 1 M€/30GWh, soit 33 €/MWh. Avec lesdonnées d'input financier précitées, la margebrute est donc d'environ 15 (prix du marchépour 1 MWh éolien suite aux problèmes liésà l'intermittence) + 92 (CV) - 33 (amortisse-ment) = 74 €/MWh. Pour une éolienne de

2 MW,avec un taux de charge de 25 %, et surl'horizon économique de 15 ans, cela repré-sente à peu près 5 M€. Il Y a peu d'équipe-ments industriels qui garantissent un telrevenu brut sur investissement avec un risquefinancier quasi-nul. En France (systèmefeed-in) , le distributeur est obligé d'acheter lecourant éolien au tarif légalement fixé(82 €/MWh) ".

Aspects planologiquesImpact spatial: 31 875 ha en 2020 ?Rares sont les projections à moyen terme,pour la Belgique, en matière de renouvelable.Une étude de 2004'2 envisage, pour leBelgique, un scénario éolien proactif pour2025 de 4 582 MW de puissance installéepour une production de 12 091 GWh, repré-sentant Il,3 % de la consommation totale.Ce scénario, qui constitue un maximumqu'on peut atteindre, est évidemment trèsmédiocre sur le plan des émissions de CO2

eu égard aux hypothèses et conclusions de lathèse de SaENS' précitée. A noter que cescénario implique donc 2 291 éoliennes de2 MW.La densité de puissance nominale installéedans un champ d'éoliennes onshore est del'ordre de 8 MW par km', en moyenne". LaBelgique s'est engagée (provisoirement ?) àconsommer 13 % de renouvelable en 2020.Quelle sera la part de l'éolien industriel? Desétudes menées sur le plan européen, ilrésulte qu'en 2020, l'éolien représentera avecson potentiel de 180 GW sur les 380 GW,47 % des E-SER'4.Dans l'hypothèse où l'onpeut extrapoler ce taux pour la Belgique,l'éolien devra alors réaliser 6,1 %. Malgré lesefforts de réduction de la consommation, uneextrapolation prudente de la consommationactuelle (85 TWh/an) donne au moins100TWh/an en 2020 (voir également la réfé-rence 6). À cela, correspondent 6 110 GWh,c'est-à-dire 1 525 éoliennes de 2 MW four-nissant 4 GWh/an chacune et occupant unespace de 38 125 ha, ce qui semble exclureune poursuite du développement onshore,mais pas de l'offshore.

Aspects procéduraux :« ZOE ino ortuns »En Belgique, il n'y a pas de ZDE zones dedéveloppements éoliens) comme en France.En Wallonie, tout promoteur éolien peutintroduire une demande de permis uniquepour un projet onshore sans obligationaucune quant à la localisation". Deux docu-ments de travail (sans valeur normative)devraient le guider. Tout d'abord le Cadre deRéférence" (un document semblable existeen Région flamande "). Ce document com-prend un certain nombre de directives, parexemple concernant les distances interéo-liennes, les distances par rapport aux habita-tions, etc. Comme ce document n'a pas devaleur légale et que les décideurs en tiennent

compte ou non, l'octroi du permis est carac-térisé par un certain degré d'arbitraire.Ensuite un document intitulé « Cartographiedu champ de contraintes paysagères et envi-ronnementales comme base de détermina-tion des zones d'exclusion à la transcriptionau plan de secteur de la politique deséoliennes à l'échelle de l'ensemble du terri-toire wallon" ». Ce document comme sonnom l'indique, est du type « exclusion », et neproduit donc pas de carte « positive »concernant l'implantation d'éoliennes. Dansune question parlementaire récente", leMinistre wallon des Transports et duDéveloppement territorial a déclaré« Aujourd'hui, l'idée d'élaborer une planificationet une programmation des éoliennes au moyend'un document cartographique ou, comme cheznos voisins français, de créer des zones de déve-loppement éolien (ZDE), ne me paraît pasopportun ». De là à prétendre que, comptetenu de l'attrait du gain, la Wallonie vit uneépoque de prolifération anarchique de pro-jets éoliens onshore, il n'y a qu'un pas.

Aspects légauxEn plus des normes procédurales, le dévelop-pement de l'éolien onshore est égalementconditionné par un certain nombre de règlesde droit de portée plus générale. Une règleconstitutionnelle" dispose que chacun a ledroit de mener une vie conforme à la dignitéhumaine et à la protection d'un environne-ment sain. Une interprétation large du prin-cipe de précaution, de plus en plus fréquem-ment rencontré en jurisprudence du droit del'environnement, permettrait en effet de sou-tenir qu'une usine éolienne près des riverainsou dans un beau paysage viole la norme de{( l'environnement sain ». De plus en plus, lajurisprudence administrative met en balanceles obligations résultant de la Convention deKyoto et de celle de Florence. CetteConvention européenne du Paysage (CEP,Florence), ratifiée par la Région wallonne le20 décembre 200 l, a donné lieu à un revire-

© EUROPA, Source: Site de laPrésidence française du Conseil

de l'Union européenne 2008

" Arrêté du 10 juillet 2006 fixant lesconditions d'achat de l'électricité pro-duite par les installations utilisantl'énergie mécanique du vent telles quevisées au 20 de l'article 2 du décret no2000-1 196 du 6 décembre 2000.

" PALMERSG. (2004). Renewable EnergyEvolution in Belgium 1974 - 2025.Project report CP/23, SPSD Il for theBelgian Science Policy,Brussels,Belgium,june 2004.

13 HUART M. (2005). Conférence « Lesénergies renouvelables, des technolo-gies en pleine évolution» Actes duColloque « Avenir de l'énergie et éner-gies de l'avenir? » organisé par1'A.lr.Br.et l'A.I.Ms.

" EREC (European Renewable EnergyCouncil) (2006) "Renewables EnergyTarget for Europe - 20% by 2020".URL : hecp://www.erec.org/fileadmin/erec_docs/Documents/Publications/EREC_Targets_2020 _def.pdf.

15 cf. Décret du 11mars 1999 concernantle permis d'environnement.

" Cadre de Référence pour l'implanta-tion d'éoliennes en Région wallonne.18 juillet 2002.

17 Afwegingskader en randvoorwaardenvoor de inplanting van windturbines.Omzendbrief: EME/2006/0 1-RO/2006/02.

18 ConventionDGATLP/DOH/LOG/GD/AB/03.44732financée par le Ministère del'Aménagement du Territoire, del'Urbanisme et de l'Environnement, mai2004.

19 FOURNY D. (2008) Question écrite auMinistre du Logement, des Transportset du Développement territorial. Actesdu Parlement Wallon, 25/0212008.

20 Constitution belge Art. 23 40

Le Journal des Ingénieurs n° 120 - Avril 2009 - 11

© Communautés européennes,1995-2008

11 e.a. CWATUP art. l, art. 127

II Arrêté ministériel REC.PU/06.162 du27 décembre 2006

13 CHOUARD CH. (2006). « Le retentis-sement du fonctionnement deséoliennes su r la santé de l'homme ».Rapport adopté le 14 mars 2006(Séance ordinaire) - 14/03/2006.

24 STEWART j. (2006). "Location, location,location". The UK Noise Association.Reports. july 2006. London. UK.

" van den Berg G.P. (2006). "The soundof high winds: the effect of atmosphericstability on wind turbine sound". PhDThesis. Riiksuniversiteit Groningen. TheNetherlands.

" ANONYME (2006).http://www.ukna.org.uklindex.htm

" FOLLIASSON M. (2007). Les éoliennes.Livre Blanc. Institut de FranceAcadémie des Beaux-Arts. Paris.

l8 (a) DUjMOVIC j.J. (1975). "ExtendedContinuous Logic and the Theory ofComplex Criteria". PublikacijeElektrotechnikog FakultetaBeograd.Serija Matematika i Fizika,N°498-541. Serbia.(b) ibidem. "Weighted Coojunctive andDisjunctive Means and theirApplication in Systems Evaluation".idem N°46 1-497 (1974).

ment de la jurisprudence enmatière de droit de l'environ-nement. Dans la réponse don-née par le Ministre Antoine àune question parlementaire deBernard Wesphaël (Ecolo)publiée dans le compte renduanalytique de la séancepublique de la Commission del'Aménagement du Territoire,des Transports, de l'Énergie etdu Logement en date du lundi20 février 2006, on retrouve lamême préoccupation. « Il y a,d'une part, les accords deKyoto et le souhait de déve-lopper des énergies renouvela-bles et, d'autre part, uneréflexion sur la transcriptionconcrète de la Conventioneuropéenne du Paysage (CEP)en Région wallonne. Le terri-toire wallon doit accueillir deséoliennes, mais pas de manière

anarchique et avec un "coût paysage" en rap-port avec une production maximalisée sur lessites potentiels. Par leur gigantisme, leséoliennes ont un impact paysager sur plu-sieurs kilomètres et il y a lieu de préservercertains paysages encore caractéristiques denotre Région, en évitant d'y implanter deséoliennes. Si le développement éolien a del'avenir sur le territoire wallon, il doit êtremené de manière raisonnée ». Le Code wal-lon de l'Aménagement du territoire contientplusieurs articles imposant la protection del'environnement" ; la jurisprudence enmatière du contentieux environnemental yréfère souvent. Dans un arrêté ministérielrécent", plusieurs considérations ont trait àcette matière. (C Considérant, quant à l'im-pact visuel du projet, qu'il convient derappeler que l'article t= du CWATUPimpose à la Région wallonne de veiller,dans le cadre de ses compétences, à laconservation et au développement dupatrimoine culturel, naturel et paysager;que de plus, la Région a ratifié, le20 décembre 2001, la Convention euro-péenne du Paysage, laquelle impose éga-Iement, notamment, de prendre en consi-dération la dimension paysagère de toutedemande de permis)) ; C( Considérant, enconclusion, que le parc projeté ne peutêtre autorisé du fait de la pression qu'ilexercerait sur le paysage en cause, carac-téristique du Condroz et de qualité; quela condition de respect, structuration ourecomposition des lignes de force du pay-sage énoncée à l'article 127, § 3 duCWATUP n'est pas remplie en l'espèce etque la dérogation au plan de secteur nepeut dès lors être octroyée ... ))

L'application de ces règles de droit freine ledéveloppement éolien onshore aussi bien enWallonie qu'en Flandre.

12 - Le Journal des Ingénieurs n° 120 - Avril 2009

Aspect nuisances

Nuisances sonores

Malgré tous les efforts de la part desconstructeurs, les grandes éoliennes actuellesrestent bruyantes. Le rapport de l'Académiefrançaise de Médecinell recommande forte-ment qu'aucune éolienne ne soit implantée àmoins de 1 500 m d'une habitation (enWallonie, la norme est toujours de 350 m).

Un rapport de la UK Noise Assooonon"(Stewart, 2006) et qui intègre les résultats dela Première Conférence internationale deBerlin sur le Bruit éolien (octobre 2005),rejoint les conclusions de l'Académie fran-çaise de Médecine et émet comme principalerecommandation : C( It would be prudentthat no wind turbines should be sited clo-ser thon 1 mile away from the nearestdwellings. This is the distance theAcademy of Medicine in Paris is recom-mending, certainly for the larger turbinesand until further studies are carried out.There may even be occasions where, amile is insufficient depending on the scaleand nature of the proposed develop-ment. ))

t

Une récente, mais fort médiatisée thèse dedoctorat néerlandaise" sur les nuisancessonores d'origine éolienne explique scientifi-quement l'importante augmentation du bruitnocturne des grandes éoliennes. Alors qu'auras du sol, et à 10 m de hauteur, il n'y a pasde vent, des phénomènes météorologiquescomplexes font qu'il y en a à 100 m de hau-teur, générant des nuisances sonores d'autantplus gênantes que le bruit ambiant diurne faitdéfaut. Ces bruits justifiaient les doléancesdes riverains jusqu'à deux km du parc.Parmi les conclusions de cette thèse, nouspouvons lire « ... eu égard au bruit des aéra-générateurs, on peut affirmer qu'un phéno-mène important a été ignoré: celui du chan-gement du vent après le coucher du soleil. Cephénomène sera de plus en plus importantcompte tenu de la taille croissante deséoliennes et de la multitude des projets deparcs éoliens. Si ce phénomène n'est pasreconnu et résolu, il risque d'entraver sérieu-sement le développement de l'énergieéolienne ».

Dévalorisation patrimoniale

Bien que cette matière soit contestée, forcenous est de constater qu'aux Pays-Bas, enmatière de OZB (onroerende zaakbe/asting)c'est-à-dire une taxation immobilière com-munale, l'ordre judiciaire néerlandais recon-naît que la nuisance éolienne ouvre le droitsubjectif à réparation à hauteur d'une réduc-tion de plus ou moins 30 % (selon chaquecas), ce qui indique bien une dévalorisation del'ordre de 30 %26.

Nuisances visuelles

L'esthétique, ou l'inesthétique, d'usineséoliennes reste avant tout une questionstrictement individuelle. L'Académiefrançaise des Beaux-Arts juge, dans un« Livre Blanc » remarquable (2007),après consultations, que les éoliennessont en « contradiction avec la traditionfrançaise d'harmoniser l'architectureavec le paysage" ». Afin de « prendrepart aux débats » sur les éoliennes,l'Académie a décidé de constituer ungroupe de travail dirigé par MichelFolliasson, membre de sa sectionArchitecture et composé d'Acadé-miciens et d'experts français et étran-gers. Elle conclut que « la confrontationde ces machines de 150 m de haut (...)avec les sites remarquables et les pay-sages de qualité est difficilement accepta-ble ». En Belgique, un projet derecherche interuniversitaire en cours,(SD/EN/O 1A), appelé « Capacité paysa-gère et attitudes sociales face à l'implan-tation de parcs éoliens en Belgique(LACSAWEP) », montre bien que le sujetest interpellant.

Méthodologie d'évaluationL'objectif de cette évaluation est dedéterminer un « score » d'utilité addi-tive, comme, par exemple, pour une nou-velle voiture (par exemple 82/100) ou unvin. Ce modèle devrait permettre égaIe-ment l'évaluation des autres vecteurs deproduction d'électricité, afin de détermi-ner un bouquet optimal eu égard auxcontraintes de la politique énergétique.

1-

Agrégation non linéaire

Pour éviter les problèmes de « compen-sation » (ce qui devrait être évité pourdes critères indépendants, voire conflic-tuels) d'une agrégation linéaire classique,on utilisera une approche généralisée.Pour illustrer, celle-ci, nous présentonsl'exemple ci-dessous.

Exemple: Évaluation de deux candidats Aet B, à un poste de cadre, pour les cri-tères rendement (pondération convexe

p = 0,65) et intelligence (pondérationconvexe p' = 0,35) (voir tableau 1)Nous constatons, à partir du tableau l,que malgré la pondération beaucoupplus importante du critère rendement, Asera classé avant B, en vertu de l'utilitéadditive, ce qui peut ne pas être souhaité.En fait, aucune des trois « moyennes »n'est bonne, bien que dans l'exempletraité, l'idéal se trouverait quelque partentre la moyenne pondérée et laconjonction. C'est ce que va réaliser lamoyenne conjonctive-disjonctive(moyenne généralisée}", La moyennegénéralisée E de n évaluations Xj s'ob-tient comme suit, en passant par unefonction d'utilité f :Ej = f(Xj) avec E E [0,1].Par définition, E = 0 pour la plus mau-vaise évaluation possible et E = 1 pour lameilleure possible.

1

E=[ r p. XE.R]Ri= 1 1 1

On démontre que pour:(1) R = + l , E = moyenne arithmétique(2) R = 0, E = moyenne géométrique(3) R = -1, E = moyenne harmonique(4) R = - 00, E = minimum Ej(5) R = 00 , E = maximum EjUne agrégation conjonctive (R = -00)

correspond a l'indépendance la plusabsolue entre les critères, de telle sorteque la moyenne E correspond à la noteEj la plus mauvaise. Une agrégation dis-jonctive (R = 00) correspond à la dépen-dance la plus absolue entre les critères(redondance parfaite) de telle sorte quela moyenne E correspond à la note Ej lameilleure.Dans la réalité, les critères ne sont niparfaitement redondants, ni absolumentindépendants de telle sorte que le besoinde nuance se fait sentir par le choix adé-quat de R. Dans ses travaux (1975),Dujmovic a calculé les différentes valeursde R en fonction du degré de conjonc-tion et du nombre de critères. Pour lasuite, nous admettrons, pour des raisons

Tableau 1 : Moyenne, conjonction, disjonctionr-----.---------~-----rendement: intellig ence conj. disj.

p = 0,65 p' = 0,35 moyenne

A 0,45 0,9° 0,6,075 0,45 0,90

B 0,60 0,55 0,5825 0,55 0,60

Tableau 2 : Évaluations",----------------------

0,80

csCI C2 C4Onshore (E) 0,25

Onshore (E')

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0,50 0,260,220,30

C6

de Simplicité, que le taux de conjonctionretenu est celui de sévérité moyenne(medium qUQsi-conjUrfdion).

CritèresLe choix des critères permettant d'éva-luer l'éolien est certes un peu arbitraire,mais il peut être affiné. Les considéra-tions précédentes nous permettent deretenir les critères:

Ci {i = 1 ... 7}.L'évaluation de l'onshore sera notée Ej etcelle de l'offshore E'j.

C, = sécurité d'approvisionnementLa continuité de l'approvisionnementcorrespond à El = 1 (100%). C'est le caspour la plupart des sources de produc-tion, l'aléatoire complet à El = 0 (0 %)L'intermittence éolienne est à l'origined'une note plutôt mauvaise sur ce cri-tère. Eu égard à l'analyse précédente, onpeut estimer que l'évaluation équivaut autaux de charge (El = 0,22 pour l'onshoreet E' 1 = 0,30 pour l'offshore).

C2 = caractère d'énergie renouvelableSans le moindre doute, E2= E'2 = 1.11enserait de même pour l'hydraulique. Dansce même ordre d'idées, on pourrait s'eninspirer pour les autres vecteurs de pro-duction d'électricité de la probabilité deréserves suffisantes à moyen terme. Lecharbon obtiendrait 0,80 ; le gaz ou lefuel 0,50 et le nucléaire classique 0,60(l'uranium devient rare, encore que lesscientifiques balayent cette vision négati-viste des réserves d'uranium disponiblesen nous indiquant que les réservesactuelles sont suffisantes pour ali-menter le parc existant pendant60 ans. Bien sûr, il en faudra aussi pouralimenter les centrales en devenir mais ilsemblerait que la recherche de gise-ments d'uranium, totalement abandon-née depuis des décennies, est pleine depromesses et plusieurs mines dont cer-taines très importantes sont inexploi-tées).

C3 = réduction des GESAvec comme indicateur le taux de pro-duction de GES/kWh produit, on pour-rait s'inspirer de la valeur la plus mau-vaise pour le charbon (600 gco/kWh)et la meilleure pour l'hydraulique(30 gco/kWh) et admettre une interpo-lation linéaire des 356 gco/kWh, impu-tables à l'éolien, si la régulation est assu-rée par une TGV. Ceci donne une évalua-tion de l'utilité: E3 = E'3 = 0,38.

C4 = réduction des nuisances sonoresPar rapport à la norme de l'Académiefrançaise de Médecine qui aurait E4 = 1,

1 1 1 _1_T:i'(onshorè = (-0 2To,7314 +_rO,7314 +_038-0,7314)-0,7314 = 0 38'--7 ) 3' 3 3 ' ,

1 1. 1 _l_E (offshore) = (- 0 30-0,7314 + - rO,7314 + - 0 38-0,7314)-0,7314= 0 44

7 3 ' 3 3 ' ,1

E (onshore) = (..!..O2yO,7314+..!..O50-0,7314+..!..O26-0,7314)-0.7314= 0 318 3 ' 3 ' 3 ' ,

1 1 1 _l_E (offshore) = (- rO,7314+ - r°,7314 + - 080-0,7314)-0,7314 = 0 92

8 3 3 3 ' ,

1 1 _l_E (onshore) = (- 038-0,7203 + -0 31-0,7203)-0,7203 34

9 2 ' 2 ' 1001 1 _1_ 61

E' (offshore) =(-0 44-0,7203+-0 92-0· 7203)-0,7203=-9 2 ' 2 ' 100

Tableau 3: Les formules

Ir. GuidoVANVELTHOVENest issu de la IllePromotion polytechnique del'ERM (1961). Il est aussiingénieur civil en gestionindustrielle de la KULeuven(1973). À la suite d'une car-rière d'administrateur mili-taire à la Défense, il a pumettre à profit son expé-rience acquise commech~rgé de cours enméthodes quantitatives degestion à l'ICHEC-Saint-Louis jusqu'en 2003.

" Voir http://ec.europaeu/energy/climate_actions/dodfactsheets/200S_res_sheet_belgium_fr.pdf

JO Comme pour la théorie de l'utilitérnultiattribut, tous les critères ont été1ibellés de façon à les maximiser.

JI Pauwels J.P.,5treydio J.M. (2000)Conclusions et recommandations,résumé exécutif. URL :http://mineco.fgov.be/energy/ampere_commission/Rapporcfr.htm

il Y a lieu de pénaliser les 350 mètres duCadre de Référence, sachant que l'on peutraisonnablement admettre que 100 mètrescorrespond à ~ = 0 (maximum de bruit).I:offshore aura donc E'4 = 1 et l'onshore (inter-polation linéaire) ~ = 0,25.

Cs = réduction de la dépréciationpatrimonialeAucune éolienne onshore n'augmentera lavaleur patrimoniale des habitations voisines.Mais comme cette dépréciation semblecontestée, il y a lieu d'opter pour une évalua-tion d'équiprobabilité. Dès lors, Es = 0,5 pourl'onshore, en revanche, il est clair que E's = 1

pour l'offshore.

C6 = réduction de la pollution visuelleIl est clair que cette réduction sera plusgrande pour l'offshore, sans être absolue.Disons E'6= 0,8. Pour l'onshore, on peut nuan-cer selon la localisation (friche industrielle oupaysage à préserver). Il semblerait que la pro-babilité d'implantation en friche (p = 1/3) estnettement inférieure, pour des raisons derentabilité, à celle en zone rurale ou sur lescrêtes (p = 2/3). Si la friche vaut l'offshore etla zone rurale 0, on obtient E6= 0,26.

C7 = coûtComme signalé ci-avant, en 2008, l'électricité,avec l'exigence de 8 % de renouvelable,coûte, au distributeur, 5 l ,8 au lieu de 48,5,c'est-à-dire 7 % de plus. Mais l'éolien ~'yreprésente actuellement que 10 %29, ce quipermet d'ignorer temporairement ce critère(le surcoût actuel de l'électricité n'estinfluencé par l'éolien qu'à raison de 7 mil-lièmes).

AgrégationLes valeurs des critères CI à C6, pourl'onshore et l'offshore, sont repris au tableau 2.Comme Dujmovic (1975) démontre que laméthode est associative et qu'il calcule lesconstantes d'agrégation pour un maximumde 5 critères, il faut agréger en deux fois, par

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exemple les trois premiers (E7), les trois der-niers (Es) et puis le résultat de l'agrégation E7et Es (E9). Les formules sont données autableau 3.

Analyse des résultatsL'évaluation globale offshore est quasi le dou-ble de l'évaluation globale onshore.L'évaluation globale offshore est plus forte-ment pénalisée, par la sévérite de l'agrégation(medium quasi-conjunction), que celle de l'on-shore dont les évaluations étaient déjà médio-cres. Une agrégation neutre (compensatoire)donne pour l'offshore 0,68 (nettement supé-rieur à 0,61) et pour l'onshore 0,345 (très voi-sin de 0,34).Cette méthodologie simpliste avait pourobjectif de déterminer un score, pas deconstituer une analyse multicritère des diffé-rents vecteurs de production d'électricité. Ilserait intéressant d'appliquer cette méthodesimpliste aux autres vecteurs, et ensuite d'uti-liser ces scores dans un modèle de détermi-nation de bouquet énergétique optimal sou-mis aux différentes contraintes (techniques,politiques) fixées.

ConclusionLa médiocrité de l'évaluation globale de l'on-shore vis-à-vis de l'offshore est frappante.Comme l'offshore est plus rentable, plus capa-citaire et présente moins de nuisances, onpourrait se poser la question de l'opportu-nité de continuer le développement onshoreeu égard à ses nuisances multiples. D'aucunsévoqueront l'argument du coût. À ce sujet, ilconvient de se reporter aux conclusions durapport final de la Commission d'Analyse desModes de Production de l'Électricité et duRedéploiement des Énergies en Belgique, enabrégé AMPERP', au Secrétaire d'État àl'Énergie et au Développement durable:« L'électricité produite par les éoliennes, tant surterre qu'en mer, se caractérise par des coûtsexternes peu élevés (qui sont limités principale-ment aux coûts externes liés aux émissions pourréaliser et entretenir les éoliennes). L'inconvénientde ce moyen de production se situe toutefoisdans le coût de production plus élevé. Ce coût deproduction varie entre 1,85 BEF/kWh(0,046 €/kWh) pour les éoliennes installées lelong de la côte belge et 3,26 BEF/kWh(0,081 €/kWh) pour les éoliennes installées àl'intérieur du pays. »En ce qui concerne l'éolien industriel enBelgique, il n'a jamais été démontré qu'il exis-terait une quelconque complémentarité fonc-tionnelle ou technique chiffrable, entre l'on-shore et l'offshore; à partir d'un certain poten-tiel installé les investissements en matière deraccordement au réseau, ou au renforcementde celui-ci, sont semblables. C'est sans doutela raison pour laquelle les ingénieurs énergé-ticiens européens se tournent de plus en plusvers le seul développement offshore.