Evolution

    L'industrie énergétique doit s'adapter à deux évolutions majeures : la consommation d'énergie qui ne cesse d'augmenter et la préservation de l'énergie. L'enjeu est donc de concilier les besoins nécessaires et le respect de l'environnement. La prise de conscience semble être faite mais les actions sont lentes à mettre en place. L'Europe est le leader mondial de l'énergie renouvelable. Dans cette dernière partie nous allons aborder l'histoire et le futur de l'éolienne, puis de l'hydrolienne.

1) Les éoliennes :

Depuis le 19ème siècle, les éoliennes ont subi beaucoup de changement. Leurs matériaux ont été améliorés pour se fondre dans l'environnement et ainsi dégrader le moins possible le paysage qui l'entoure. Et de surcroît freiner les lobbies anti-éolienne.

• Leur place dans le monde moderne

Le véritable développement de la puissance éolienne dâte du début du 20ème siècle. C'est dans les années 1970, lorsque la crise de l'énergie s'est produite, que la génération d'électricité par éolienne a finalement reçu dans le monde l'attention qu'elle méritait. Depuis 1990, la génération d'électricité par éolienne a des applications commerciales, avec l'importance croissante des énergies renouvelables. Petit à petit, les éoliennes s'installent partout en France et dans les autres pays.

La première éolienne dâte de 1888 créée par Charles F. Brush. Elle servira à alimenter sa maison en électricité. Cette éolienne était composée de 144 pales.

Elle était très imposante mais avait une faible puissance.

 

En 1920, l’éolienne à rotor de type « Darrieus » est créée. Peu à peu, cette technologie est délaissée , il faudra attendre les années 70 et le premier choc pétrolier pour que des pays comme le Danemark reprenne le développement des éoliennes. Pendant ces années là, de nombreux projets ont été réalisés notamment au Royaume-Uni et en Suède. 

A partir de 1996, le nombre de champs mis en service pour les éoliennes ne cesse d'accroître en France. En 2009, les parcs éoliens recouvrent une grande majorité de la France, elle dispose d'un potentiel éolien énorme.

 

En s’implantant de plus en plus, les éoliennes ont du modifier certains de leurs inconvénients.

Auparavant, les éoliennes n’était pas très grandes, ce qui les exposait à un vent faible, leurs rendements étaient faibles également. En 1995, l’éolienne la plus performante affichait seulement un rendement de 0,6 MW de puissance. Les éoliennes étaient aussi construites dans des matérieaux qui ne pouvaient résister aux intempéries et qui produisait beaucoup de décibels.

De nos jours les éoliennes sont montées à des hauteurs allant parfois à plus de 100 mètres, ce qui leur permet d’accéder à un vent qui y est plus fort et qui ne rencontre aucun obstacle. La puissance des éoliennes a beaucoup augmenté ces dernières années. L’éolienne du constructeur allemand Repower affiche aujourd’hui  5MW (soit pour alimenter 5000 foyers).  Le rendement théorique maximal de la conversion de l’énergie cinétique en énergie mécanique est aujourd’hui presque atteint. Le second défi fut de construire des éoliennes résistant aux intempéries, il y a eu des progrès industriels mais également scientifiques qui ont permis l'amélioration des matériaux constituant l'éolienne pouvant résister à la foudre, ou à la pluie. De plus, les récents progrés en aérodynamique ont permis, par la modification des pales une meilleure production d'énergie et une suppression quasi totale du bruit que produisait les pales en fendant le vent. Il fallut donc trouver des moyens pour réduire le bruit des engrenages dans la nacelle en supprimant complètement le multiplicateur de vitesse. Ces efforts ont donc permis de limiter la puissance sonore à 100 décibels.

• Leurs place dans le monde futur

Les éoliennes continuent de se développer et continueront de le faire dans les années à venir. Beaucoup de projets sont en cours de préparation. On parle d'éolienne qui pourrait produire de l'eau, le design pourrait également changer. Mais il y a aussi des projets qui semblent irréalisables. Cependant, certains projets restent les plus prometteurs, comme les parcs offshore ou bien même les éoliennes domestiques.

Projet "Dutch Rainmaker" : Ce projet ne consiste plus seulement à produire de l'électricité mais maintenant à faire également de l'eau potable à partir de l'air ambiant. Ce prototype est difficile à différencier des éoliennes classiques, car il est également constitué d'un mât, de pales, et d'un système qui tourne lorsque le vent souffle or il utilise toute son énergie pour produire de l'eau. Cette éolienne est équipée d'un compresseur ainsi que d'un système frigorifique situés au coeur du mât. Lorsque la turbine tourne, l'énergie produite vient alimenter le système de réfrigération de l'air. Un ventilateur s'occupe d'aspirer l'air jusqu'au mât ce qui crée la condensation de l'eau. Les gouttes coulent ensuite le long de la paroi, et arrivent dans un réservoir.

Cette éolienne pourrait être un solution pour les pays en voie de développement qui sont souvent confrontés à un manque d'eau. C'est pour cela que ce projet pourrait être très prometteur.

Projet "Windside" : le désign des éoliennes va petit à petit se modifier également, des entreprises comme Windside (spécialisée dans les éoliennes à axe vertical) est un exemple de firme qui travaille pour le futur de l'éolien.
De nombreuses recherches et innovations apparaissent grâce à cette entreprise. Cette firme évolue dans le développement de l’éolien : des éoliennes de Windside apparaissent presque partout : sur les pylônes électriques jusqu’aux lieux de conditions extrêmes.

Synergy Art dans Oulu (Finlande)

Les fermes offshores : ces éoliennes en mer se multiplient de plus en plus. Le Danemark et l'Angleterre sont les pays leaders de l'offshore. Le Danemark possède deux parcs marins nommés Horns Rev et Nysted. Hors Rev regroupe déjà jusqu'à 80 éoliennes et produit 160 MW, et Nysted possède 72 machines pour une production de 165 MW. L'Angleterre quant à elle a un parc offshore avec 30 éoliennes, mais ils espèrent agrandir ce parc en installant jusqu'à 270 éoliennes, pour produire près de 1000 MW et alimenter 750 000 foyers. Actuellement le Royaume-Uni, la Suède, l'Irlande, l'Allemagne et l'Espagne travaillent sur ce projet. Un objectif est fixé à 4000 MW pour la France en 2015, et peut être même 25000 MW en 2030 pour l'Allemagne. 

Parc offshore de Nysted au Danemark

Les éoliennes domestiques : ces éoliennes sont des petites machines avec une puissance allant de 100W à 50 kW, et peuvent monter à une hauteur de 35 mètres. Ce secteur est en grand développement aux Etats-Unis ou en Grande-Bretagne. En 2009, 15500 petites éoliennes ont été installées en Grande-Bretagne. C'est un grand investissement pour les particuliers. Il doit choisir si il veut que son système soit totalement autonome, c'est à dire juste pour alimenter entièrement son habitat ou autre et donc prendre en compte le problème du climat, car si il n'y a pas de vent, il n'aura donc pas d'électricité. Ou bien tout simplement choisir de relier son éolienne domestique au réseau public. Dans ce cas l'éolienne se comporte comme un appareil électroménager, mais au lieu de consommer de l'énergie, elle en produit ! La facture se retrouve alors réduite et peut même être négative. L'éolien domestique a eu beaucoup de mal à démarrer, à cause de la legislation. Les petites éoliennes seront bientôt des objets courants de notre environnement car toute source d'énergie propre et renouvelable à son rôle à jouer. 

Eolienne domestique

 

2) Les hydroliennes

La naissance de l'énergie hydrolienne dâte de 1980 lorsqu'on ajouta un multiplicateur et une turbine moderne aux hydroliennes déjà existantes. La technique des hydroliennes est encore à un stade expérimental bien qu'elles soient déjà présentes dans certains pays comme les Etats-Unis. Dans de nombreux pays des projets d'installations sont en cours, comme en Angleterrre ou en France.

• Leur place dans le monde moderne

La première hydrolienne a été installée au Canada dans la baie de Fundy en 2006. Cette hydrolienne, de 10 mètres de diamètre, produit assez d'énergie pour couvrir les besoins de 100 à 150 foyers.

Dans le monde des projets importants sont en cours comme au Etat-Unis en Floride où un parc hydrolien composé de 3520 hydroliennes est prévu. Il pourrait fournir 1500MW soit l'équivalent de 3 centrales nucléaires. Le prix d'installation coûte 650 milllions d'euros, c'est un investissement important qui serait rentabilisé au bout de 4 ans. 

La France dispose d'un potentiel de production d'énergie hydrolique très important mais elle a quand même un retard par rapport aux autres pays de l'Union Européenne car la mise à l'eau de sa première hydrolienne date de 2011 en Bretagne. La France peut espérer une production annuelle de 25TWh d'énergie hydrolique soit l'équivalent d'une centrale nucléaire, ou les besoins de la Bretagne et de la Basse Normandie.. Le fort potentiel naturel (vague, courant, marée...) de la France a encouragé plusieurs grands projets tels que le projet "Marénergie" ou "Megawat Force". Le projet "Marénergie" est le fruit de la société hydroelix Energie. Il a permis la mise à l'eau de la première hydrolienne de 200kW en Bretagne en 2008 pour une période de test. Cette hydrolienne sera ensuite rejointe par 4 autres en 2012. Ce parc hydrolien pourra couvrir les besoins de la commune de Paimpol avec la production de 1MW.

L'hydrolienne de Bretagne à Paimpol

• Leur place dans le monde futur

Un Grenelle de la Mer a été organisé en 2009, il a permis de prendre plusieurs mesures en faveur des énergies marines, de la biodiversité et de la pêche durable ce qui a donné naissance au plan "énergie bleue". Ce Grenelle a également permis de faire prendre conscience aux gens l'urgence d'utiliser des énergies renouvelables telle que l'énergie hydrolienne.

En France, pour les investissements programmés, on envisage une production de 6000MW en 2020. Dans ces investissements sont prévus entre autre l'ouverture de 3 sites hydroliens. La France considère ces technologies comme l'énergie du futur et ce sont des technologies dont elle veut se munir pour utiliser le potentiel de régions d'Outre Mer. En effet, elle a pour objectif de confier à ces régions le rôle de vitrine technologique et de territoire expérimental pour les énergies marines renouvelables. Par exemple en implantant des sites hydroliens pour exploiter le potentiel de ces îles.

Les principaux acteurs dans le développement de cette énergie marine renouvelable seront le Ministère de l'énergie, les industriels, les instituts de recherche, les agences spécialisées et la commission européenne. D'après l'Ifremer (Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer) la place future des énergies marines renouvelables depend de la communauté internationale et de la volonté qu'elle a d'instaurer une politique de durabilité à l'échelle mondiale.

La recherche travaille sur des conceptes qui auraient des impacts moindres sur l'environnement et sur de nouvelles technologies comme les hydroliennes de grande profondeur. L'expansion des hydroliennes ne pourra se faire sans prise de risque.