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EXPERTISE AERAULIQUE




Thème 5.1
L'énergie éolienne


Carte actualisée de la production éolienne en France


ACTU de l'éolien à retrouver sur :





Eolienne
française de 6 MégaWatts (MW) au Carnet (44) (fondations marines)
pouvant alimenter en électricité "verte" (hors chauffage électrique) 18 000 personnes par an !


La France a le deuxième potentiel éolien d'Europe après la Grande-Bretagne, mais pénalisée par les mauvaises habitudes de sa production centralisée, elle a plus de 15 ans de retard par rapport à un pays comme le Danemark où plus de 50 % de l'électricité consommée est d'origine éolienne.

Les moulins à vent des temps modernes (mâts de 100 m de haut en moyenne) ne font pas plus de bruit que le vent lui-même. Ils n'émettent pas de bruit de moteurs puisqu'il s'agit de génératrices portées par le vent, qui s'arrêtent le reste du temps. Des dentelures équipent maintenant assez systématiquement les bouts pales des éoliennes (serrations en forme de peignes) afin de les rendre aussi silencieuses que des chouettes ou des hiboux (innovation bio-mimétique depuis les années 2010). Faites l'expérience à 100 ou 200 m d'un parc éolien (premières habitations à 500 m en France). Quant aux infrasons des éoliennes (comme dans les transports, les ventilations des habitations, etc.), l'Académie de Médecine - qui n'est pourtant pas tendre avec l'énergie éolienne - conclut qu'ils ne provoquent plus de gêne au-delà de 100 m de distance.


>>> Document Planète Eolienne - réponses aux idées fausses
au format PDF et document Espace Eolien




Le parc éolien marin de Thanet (Angleterre, au large de Dunkerque) de 100 éoliennes de 3 MW produit pour 1 million de personnes par an et a coûté "seulement" 0,9 milliard d'euros
(contre 19 milliards d'euros, à quelques encâblures plus loin, pour le réacteur nucléaire EPR - maudit)
Avec le vent, pas de combustible : c'est local et gratuit.



ELECTRICITE D'ORIGINE RENOUVELABLE DANS L'UE EN 2017



La France est très loin derrière les meilleurs élèves européens en terme de production d'électricité finale d'origine renouvelable par habitant,
malgré le deuxième potentiel éolien européen et un très bon potentiel solaire.

(Pourcentages par rapport à la consommation de chaque pays)
Source : Eurobserv'ER


Une éolienne terrestre a une puissance de 3 à 7 MégaWatts (MW), de quoi alimenter en électricité de 9 000 à 21 000 personnes annuellement. Des éoliennes marines de 12 MW sont déjà installées. Mais des éoliennes plus petites (diamètre de 2 à 12 m) existent, conçues pour l'habitat individuel. L'électricité éolienne produite par les particuliers est rachetée par EDF ou Enercoop.


L'électricité de l'éolien terrestre français coûte de 4 à 6 c€/kWh (production nationale), alors que le nucléaire (EPR) explose à plus de 15 c€/kWh...


Le foisonnement éolien est le fait que, par la répartition spatiale des parcs éoliens sur un grand territoire comme la France, la mutualisation éolienne aura toujours la capacité de compenser un excès ou un déficit de production dans une zone climatique, par la production dans une autre zone climatique.



La notion d'intermittence au niveau d'un parc éolien n'existe plus au niveau d'un pays grâce au foisonnement éolien.
Le cas extrême de la tempête Xynthia en 2010 (arrêts simultanés de nombreux parcs éoliens par sécurité) montre qu'en Espagne,
comme en Europe, la production d'électricité éolienne n'a pas chuté (en moyenne 16 % des 250 TWh consommés par an par 47 millions d'espagnols - en vert).
Source :
Red Eléctrica de España (RTE espagnol, www.ree.es).


COMPOSITION DE LA PRODUCTION ELECTRIQUE EN FRANCE EN 2020 (MW/h)


Journée type de consommation-production électrique en France.
La production dite "en base" des centrales nucléaires françaises ne permet pas de satisfaire les 3 pics électriques quotidiens vers midi, 20 h et 23 h, toute l'année.
La production nucléaire n'est pas adaptée à l'intermittence quotidienne de la demande en électricité. Cette variabilité électrique quotidienne prévisible (jour/nuit) est couverte grâce à deux énergies renouvelables :
l'hydraulique (autour de midi, 20 h et 23 h) et le solaire (autour de midi), comme le montre le graphique.
Pourcentages en moyenne annuelle. Source : RTE



Au niveau national, la production éolienne est en bonne complémentarité avec l'hydraulique
(énergie stock, épargnée en hiver lorsque les éoliennes sont les plus productrices), la biomasse,
et le solaire (énergie stock pour la biomasse et meilleure production en été pour le solaire).
Source : Sylvain HOUPERT - 2021


Le méthane (gaz CH4) est déjà utilisé comme vecteur de stockage de l'électricité de parcs éoliens ou solaires (électrolyse de l'eau => H2),
comme le font Total et Enertrag à Prenzlau en Allemagne depuis 2011 et comme le préconise depuis longtemps le scénario Négawatt.
Cette "réaction de Paul Sabatier" (Prix Nobel de Chimie en 1912) permet ainsi de transformer le CO2 des centrales thermiques grâce à des catalyseurs à base d'oxyde de fer ou de nickel, ainsi :
CO2 + 4H2 => CH4 + 2H2O (méthanation).

Nous rappelons à ceux qui, avec les éoliennes, découvrent l'esthétique industrielle et énergétique, que cette qualité esthétique est théoriquement facultative pour la production et le transport d'énergie en France (centrales électriques, barrages, lignes THT, etc.). Les moulins à vent du XXI siècle, aux profils aérodynamiques, sont désormais des lieux très visités, de réels symboles de développement soutenable, locaux et porteurs d'indépendance énergétique, donc de paix. 80 % à 95 % des riverains de parcs éoliens sont favorables au maintien de leurs éoliennes dans l'environnement*.

IMPACT NEUTRE DES EOLIENNES SUR LES VENTES IMMOBILIERES



  Exemple de l'Aude (11) : l'éolien est neutre sur les ventes immobilières, contrairement
à une ligne électrique THT, TGV, etc.
Autre source :
http://decrypterlenergie.org



Eolien moderne vivant... et éolien ancien muséifié
Garder les vieilles pierres, oui, mais pour la vie,
celle des lézards, mais aussi celle des Hommes et des générations futures !




Parc éolien de Ouzouer le Marché (41) : 20 MW



Pour des projets de petit éolien, nous calculons le temps de retour sur investissement des installations selon les données météorologiques locales et après corrélation du potentiel éolien in situ (mesure du vent durant au moins 3 mois avec un mât de mesure de 10 m de haut).

       

   

Exemples de petites éoliennes à axe horizontal : 0,15 kiloWatts (KW) à 20 kW



   

Exemples de petites éoliennes à axe vertical : 0,4 kW à 6 kW


  

Exemples de mâts d'éoliennes haubanés, autoportants ou basculants (6 m ht. à 25 m ht.)





>>> Document Code de l'Urbanisme - Art. R421-2 sur les autorisations administratives du petit éolien


Nous réalisons des Cartes de Zones d'Influence Visuelle (ZIV), des photomontages d'intégration paysagère (indispensable au dépôt d'un permis de construire) et des simulations d'ombres portées des pales d'éoliennes durant l'année. Contactez-nous.



Modélisation 3D d'un parc éolien pour simulation de covisibilité






Sources : *[Ademe, Perception et représentation de l'énergie éolienne en France , 2003] + https://fee.asso.fr/pub/les-franc%CC%A7ais-et-lenergie-eolienne-sondage-et-enquete-2018/


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Thème 5.2
La ventilation naturelle,
le renouvellement d'air,
la limitation des déperditions thermiques



L'oxygène que nous respirons est celui que les végétaux veulent bien nous léguer.

Nous passons plus de 95 % de notre temps à l'intérieur des bâtiments. Or, la pollution y est plus importante (parfois 10 fois plus*) qu'à l'extérieur où il est généralement déjà pollué par les gaz des industries, des véhicules, des incinérateurs, etc. En tant qu'architectes, nous avons le devoir de concevoir des bâtiments sains et bien ventilés, mais les usagers doivent aussi veiller à utiliser le moins possible de produits ou d'équipements polluants (moquettes, meubles plastiques, bois collés, vernis, colles, mousses isolantes, produits chimiques divers...).

Les principaux polluants volatils intérieurs sont : la fumée de tabac qui est fixée par les matériaux (adsorption) et relarguée (désorption), le monoxyde de carbone (CO ; mortel), les oxydes d'azote (NOx ; exposition maxi : 0,15 mg/m3/24 h ; exposition mesurée dans les habitations : jusqu'à 1,8 mg/m3), ozone (O3 ; exposition maxi : 0,24 mg/m3/3 h), le dioxyde de soufre (SO2 ; exposition maxi : 0,125 mg/m3/24 h), le formaldéhyde (exposition maxi : 0,01 mg/m3/0,5 h ; cancérogène), les composés organiques volatils (COV aromatiques type benzène, toluène, xylène, styrène et naphtalène ; neurotoxiques. COV halogénés type chloroforme, trichloréthylène, chlorure de vinyle, dioxines et dichlorobenzène ; exposition maxi la plus basse : 0,07 mg/m3), les éthers de glycol (reprotoxiques), les fibres minérales ou organiques (si ø < 3 µm et long. > 5 µm : risque pathogène important), le radon (gaz radioactif en plus ou moins grande quantité dans le sous-sol ; exposition maxi : 200 Bq/m3 ; cancérogène)**.

Les matériaux ne sont pas les seules sources de pollutions intérieures. Les aspirateurs et les convecteurs électriques dispersent les polluants, les poussières les plus fines et les allergènes. Les chaufferies, les systèmes de chauffage, les garages et les lieux de stockage de produits chimiques (pesticides, solvants, etc.) sont potentiellement des réservoirs à polluants. Rappelons enfin que l'humidité augmente les émisssions polluantes des matériaux.
 
Même dans un bâtiment bien conçu, la ventilation manuelle est conseillée (ouverture des fenêtres pour créer un courant d'air durant 3 à 4 mn) surtout le matin, après une nuit sans mouvement d'air comme il s'en produit en journée par l'ouverture des portes et des fenêtres. Quelle soit mécanique (VMC) ou naturelle, la ventilation doit balayer transversalement l'air de pièce en pièce, sous les portes et s'évacuer par les pièces les plus humides (salle d'eau, wc, etc.). Nous concevons nos pièces humides avec des ouvertures directes sur l'extérieur ou préconisons des ventilations mécaniques raisonnées (VMR)
avec voyants lumineux et capteurs hygrométriques qui régulent les débits de ventilation selon l'activité des lieux.    

Les déperditions thermiques par le renouvellement d'air (chaud ou froid) peuvent être évitées par la préclimatisation de l'air entrant dans les pièces (double peau filtrante en été et à effet de serre en hiver) ou par des échangeurs pour les VMC à double flux.

Sources : *[B. Peuportier Dr. et Chargé de Recherche au Centre d'Energétique de l'Ecole des Mines de Paris, Eco-conception des bâtiments, bâtir en préservant l'environnement, 2003] ; **[S. et P. Déoux, Le guide de l'habitat sain, 2002].


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Thème 5.3
Le CO2, les gaz à effet de serre (GES)
et les gaz destructeurs de la couche d'ozone

Effet de serre
Sans l'effet de serre, nous aurions une température planétaire de -18 °C en moyenne ! Mais trop d'effet de serre dérègle le climat.

Au niveau planétaire, 26 % de l'augmentation des émissions de GES proviennent de la production d'énergie, 19 % de l'industrie, 17 % de la déforestation (changement d'usage des sols) et des incendies, 13 % des transports (hors trafic aérien international), 13 % de l'agriculture, 8 % de l'habitat et du tertiaire, et 4 % des eaux usées et des décharges*.


SOURCES MONDIALES DES PRINCIPAUX GAZ A EFFET DE SERRE



Principaux GES d'origine humaine par secteur d'activité*+**




EMISSIONS DE CO2/HABITANT DANS LE MONDE EN 2018 (t CO2/an)



Par habitant, la Chine émet 5 t CO2/an lorsque les USA émettent 18 t CO2/an. Source : CGDD
La France n'est pas le meilleur élève européen en terme d'émissions annuelles de CO2. A minima, un Facteur 4 s'impose donc dans le pays pour diviser drastiquement nos émissions de CO2 :
isolation des bâtiments, transports partagés et/ou en commun, lutte contre les gaspillages, électricité 100 % d'origine renouvelable, etc.
Nota : le Portugal, l'Italie n'ont pas de nucléaire, et l'Espagne ferme progressivement ses dernières centrales.
L'Allemagne arrête le nucléaire (fin pour 2022), diminue constamment ses émissions de CO2 depuis 1990 (cf. graphique suivant) et a décuplé la part des renouvelables dans son mix électrique, en 20 ans !




Un pays qui sort du nucléaire augmente sa part de renouvelables (% à droite) et diminue donc ses émissions de carbone (kilotonnes de CO2 à gauche).
A ce rythme, l'Allemagne sera sortie du charbon en 2030, quand la France produira encore des montagnes de déchets nucléaires et continuera peut-être encore à utiliser un peu de charbon !


ACTU du dérèglement atmosphérique à retrouver sur :



Au niveau national, 30 % de l'émission de CO2 proviennent des transports, 20 % des bâtiments, 20 % de l'industrie, 16 % de l'agriculture et 13 % de la production et de la transformation de l'énergie (les incendies ne sont pas comptabilisés).

16 % de l'énergie finale consommée en France est d'origine nucléaire (2/3 de l'électricité). Cette énergie produit peu de CO2 dans sa filière de production mais beaucoup plus dans sa filière de construction, d'extraction et de transport de l'uranium (importé à 100 % de l'étranger), de "traitement", d'enfouissement de ses déchets radioactifs et de démantèlement de ces centrales. Dans le monde, la part d'électricité nucléaire est finalement "faible" (1,5 %) par rapport à l'ensemble des énergies consommées. Le nucléaire ne peut donc pas nous permettre de lutter contre le dérèglement climatique**.

CENTRALES ELECTRIQUES A GAZ ET CHARBON EN ACTIVITE EN FRANCE



La priorité doit donc être de limiter la consommation d'énergies fossiles dans les transports, la construction, l'industrie, de promouvoir très largement les énergies renouvelables et les constructions bioclimatiques et Bépos, et de lutter contre les feux de forêts et la déforestation irraisonnée, et évidemment de reboiser ! Il y a nécessité climatique de diviser par 4 nos émissions de CO2 (par 6 l'ensemble de nos émissions de GES) d'ici 2050.

Le biogaz issu de la méthanisation des déchets, les carburants d'origine végétale, la paille, le bois énergie et autres biomasses ne produisent, lors de leur combustion, pas plus de CO2 qu'ils n'en stockent (cycle naturel de la végétation, des sols et des océans absorbant le CO2). Les énergies renouvelables représentent actuellement 17 % de l'énergie finale française (biomasse, hydraulique, géothermie, solaire, éolien, etc.) et contrairement aux énergies fossiles, les énergies renouvelables sont in fine à zéro CO2. En effet, même si l'énergie grise utilisée pour la fabrication et la pose des capteurs solaires ou des éoliennes par exemple, est encore d'origine fossile, le Temps de Retour Energétique (TRE) de ces équipements est court. La neutralité carbone étant atteinte en moins de 2 ans pour un capteur photovoltaïque*** et en moins de 6 mois pour une éolienne, il n'est donc pas utile de faire une analyse sur la durée de vie de ces équipements renouvelables. Il n'y a d'ailleurs aucune émission à l'usage***, contrairement aux autres énergies fossiles-fissiles consommant des combustibles extraits quotidiennement et émettant donc à l'usage.


Le nucléaire émet quotidiennement entre 12 et 66 g CO2/kWh selon les sources.





Pour desserrer l'étau énergétique, passons aux renouvelables !


Les autres GES sont la vapeur d'eau (H20, mais son effet de serre est compensé en partie par un effet de blocage du rayonnement solaire), les chlorofluorocarbures (CFC, non comptabilisés car interdits), l'ozone (O3, non comptabilisé), le méthane (CH4), le protoxyde d'azote (N2O), les hydrofluorocarbures (HFC), les perfluorocarbures (PFC) et les hexafluorures de soufre (SF6). Le potentiel de réchauffement global (PRG) de ces molécules (hors H20, CFC et O3) sur 100 ans est respectivement de 25, 290, jusqu'à 3 200, jusqu'à 8 000, jusqu'à 12 500 et 24 900 fois plus important que le PRG100 du CO2. Un calcul avec un PRG30 (sur 30 ans) serait d'ailleurs plus réaliste vu l'urgence de la lutte contre le dérèglement climatique. Le PRG30 du CH4 est alors 60 fois celui du CO2. L'impact du CH4 sur le forçage radiatif terrestre est donc malheureusement largement sous-estimé.

Actuellement, le CO2 issu des énergies fossiles représente 56 % de l'accroissement de l'effet de serrre et le CO2 issu de la déforestation et de la destruction des tourbières représente 20 %*. Les autres GES représentent 14 % pour le méthane (CH4), 8 % pour le protoxyde d'azote (N2O) et 2 % pour les halocarbures (HFC, PFC et SF6. Les émissions de méthane devraient donc être très surveillées dans les installations individuelles et récupérées dans les stations d'épuration collectives afin de permettre aux villes de convertir leur parc de véhicules (bus, voitures de service, etc.) au gaz naturel et d'avoir leur propre production locale de carburant. Notre alimentation, via notre consommation plus ou moins importante en viande, a aussi un impact sur les émissions de CH4 dans les élevages (sans compter l'énorme quantité d'énergie perdue entre la photosynthèse des végétaux et la production finale de quelques calories animales). Les végétariens permanents ou occasionnels sont donc déjà dans une démarche écocitoyenne.

Malgré son interdiction depuis 1996 en France, le chlorofluorocarbure (CFC) continue à atteindre la haute atmosphère. Il est encore responsable de 25 % de l'augmentation de l'effet de serre (mais non comptabilisé car plus en vente !). Or, la quantité de CFC stocké dans les mousses isolantes à base de polyuréthane et dans les polystyrènes extrudés (PSX différents du PSE ou polystyrène expansé) était de 54 000 tonnes en France en 1989****. Ces mousses pourraient donc encore libérer ce puissant GES durant des années. Par ailleurs, ces stocks de CFC sont aussi une menace pour la couche d'ozone qui continue de se dégrader. Le HCFC remplace actuellement le CFC mais est aussi un destructeur de la couche d'ozone et un puissant GES. L'augmentation des UVB arrivant sur la Terre continueront donc encore pendant longtemps à provoquer des cancers de la peau, des cataractes et des atteintes du système immunitaire, détruiront le phytoplancton marin et accélèreront le vieillissement de certains matériaux****.



La Terre "vue de nuit" par satellite. En jaune, le gaspillage de l'éclairage urbain des grandes villes du Nord ;
en rouge, le gaspillage des torchères des puits de pétrole ;
en violet : le scandale des feux de forêts tropicales.
Source : Journal du CNRS, janvier 2000.


Sources : *[S. Rabourdin, Changement climatique, comprendre et agir, 2005] ; **[B. Dessus et B. Laponche, Alternatives Economiques, 3 octobre 2018] ; ***[S. Houpert, 2021] ; ****[B. Peuportier, Eco-conception des bâtiments, bâtir en préservant l'environnement, 2003].


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© Depuis 2001 Sylvain HOUPERT Architecte DPLG & Docteur en Sciences de l'Ingénieur - Tous droits réservés
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