Groupe TPE 1èreS SVT-Maths

                                                     Comment faire face au défi énergétique 

                                                       sans polluer l'environnement ?


Sommaire :
Accueil
 
 
Introduction
Les problèmes
 - Les énergies     aujourd'hui
 - Les énergies fossiles
 - Le nucléaire
Les solutions
Les énergies renouvelables
 - L'hydraulique
 - La géothermie
 - Le solaire
 - L'éolien
 - La biomasse
Conclusion
 
 
Annexe
Références
 

L'éolien   

         Deuxième énergie renouvelable utilisée en France (sans compter la biomasse), l’énergie éolienne est l’énergie récupérée à partir de la force du vent, par un dispositif telle une éolienne ou un moulin à vent. Elle se décompose en deux sous catégories : l’énergie mécanique et l’énergie électrique.

 

a.     Energie mécanique :

 

            L’énergie mécanique a pour principe d’utiliser la force du vent pour mettre en mouvement un véhicule (char à voile ou planche) ainsi que dans des méthodes plus historiques (moulin à vent, pompage d’eau…).

 

b.     Energie électrique :

 

            Le système aérien est relié à un dispositif de stockage afin de redistribuer l’électricité. C’est le système que nous développerons ici.

 

 

Choix d’emplacement et facteurs intervenants dans le rendement éolien.

 

1.      Vitesse et force du vent

 

Actuellement, les éoliennes sont dépendantes d’une vitesse du vent comprise entre 11 et 90 km/h. C’est pour cela que les parcs éoliens sont le plus  souvent  situés dans les zones les plus ventées notamment sur les bords de mer et les hauteurs. Ainsi comme le montre la carte les zones françaises favorables à l’éolien sont la Normandie, la Bretagne, la bordure Méditerranéenne et la Corse.

            D’autres pays ont trouvé comme moyen, l’éolien off-shore qui permet, en installant un parc éolien assez loin des cotes, de récupérer les vents thermiques de la mer.

                                            VITESSE DU VENT D'UN SITE EOLIEN

 

11 km/h

Bien que cela varie en fonction du type d'éolienne, il faut un minimum

 

de vent pour assure le fonctionnement. C'est la vitesse d'amorçage

22 km/h

Vitesse moyenne minimale permettant l'exploitation rentable d'une éolienne

 

 

 

 

 

 

 

29 à 54 km/h

Plage de vitesse recommandée pour l'exploitation rentable d'une éolienne

 

 

 

 

 

 

 

90 km/h

Les éoliennes doivent être arrêtées

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

108 km/h

Risque de dommages importants (perte de pales, rupture de mât,…)

 

 

 

 

 

 

 
































        2. L’altitude

 

            Autre facteur, l’altitude. En effet, un vent est plus fort sur une colline qu’en bas de celle-ci. C’est pour cela que l’on trouve notamment des éoliennes sur le plateau de Millevaches dans le Limousin, zone pourtant peu ventée mais d’altitude moyenne 750 m. Mais l’altitude peut aussi varier sur l’éolienne, puisque l’on peut faire varier le paramètre de la  taille du système en fonction du milieu.

 

           

       3. La rugosité

 

            La rugosité du sol est le troisième facteur. Un sol de plaine sans obstacle sera favorable à un vent fort, comme en bordure de mer ou l’eau ne présente que peu de rugosité. Et là se pose le problème de l’urbanisme. Comment faire en ville pour avoir une rugosité assez faible en ville afin de pouvoir y installer des éoliennes ?

 

 

 

Quelques calculs

 

Calculons le nombre d’éoliennes qu’il faudrait pour assurer la production de deux départements, l’Aveyron et Paris.

 

Commençons par l’Aveyron :

Aujourd’hui le département compte 271 200 habitants.

Or un habitant consomme 1200 kWh par an. 

La consommation de l’Aveyron est donc de 325 440 000 kWh par an.

Or d’après le graphe ci-dessous, pour une vitesse de 3,6 m.s-1 (soit 13 km.h-1, vitesse moyenne à Rodez), une éolienne aurait une production électrique nulle.

 

En ce qui concerne la ville de Paris :

Elle compte aujourd’hui 2 101 816 habitants.

La consommation électrique de Paris est donc de 2 522 179 200 kWh.

Et toujours d’après le graphe ci-dessous, pour une vitesse de 8,3 m.s-1 (soit 30 km.h-1, vitesse moyenne du vent à Paris), une éolienne produirait 130 kW.

 Il faudrait donc pour  produire toute l’énergie de Paris : 19 401 378 éoliennes.

Sachant que deux éoliennes doivent être séparées de 450 m, on pourrait installer 2 222 éoliennes par Km² c’est-à-dire qu’il  faudrait 8 730 Km² pour installer le nombre d’éoliennes nécessaires.

En superficie, cela représente 83 fois celle de Paris, ou celle du département de la Côte d’Or tout entier (8763 Km²)

 

 

            Par ce calcul, on peut donc voir que la mise en place d’un système éolien national est difficilement réalisable. En effet, d’une part pour la capitale il faudrait un champ éolien installé à plusieurs centaines de kilomètres, et d’autre part pour un département peu peuplé mais peu venté il faudrait également que l’installation soit faite dans un département voisin.

            Aujourd’hui la France est le dixième pays producteur d’éolien dans le monde derrière l’Allemagne, l’Espagne, les Etats-Unis et l’Inde par exemple.

 

 

Avantages et inconvénients de l’éolien.

           

 

1.     Avantages

 

            L’avantage principal de l’éolienne est celui de la propreté environnementale puisque composée pratiquement que d’acier elle est entièrement recyclable, elle ne produit aucun déchet toxique ni CO2 ni gaz à effets de serre.

 

2.     Inconvénients

 

            L’un des principaux inconvénients est dû aux variations du vent puisque en effet si la vitesse de celui-ci est trop forte l’éolienne doit être immobilisée. Autre inconvénient, le bruit pour les riverains. En effet on juge le bruit d’une éolienne à environ 55 dB. De plus, dans certains cas, l’installation d’éoliennes entraîne d’autres installations comme des émetteurs de télévision puisque celles-ci brouillent les ondes. Enfin il existe des inconvénients naturels comme la dégradation des paysages ou encore un danger supplémentaire pour les oiseaux.