Augmenter les quantités d’énergie produites par un parc éolien sans multiplier le nombre d’éoliennes, voilà tout l’enjeu du repowering. Lorsque les surfaces disponibles se font rares, l’amélioration des installations déjà existantes apparaît comme une nécessité, pour garantir une utilisation optimale des parcs éoliens. Explications.
Repowering : les énergies renouvelables font peau neuve
La programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) a fixé des objectifs ambitieux à l’horizon 2028. Du reste, la capacité de production des installations éoliennes devra passer de 11,7 GW en 2016 à 33,2 GW (scénario A) ou 34,7 GW (scénario B) en 2028. Pour relever ce défi inédit, le repowering se distingue dans l’arsenal des pays européens, par son concept simple et ses résultats concluants, afin d’assurer un verdissement progressif mais rapide du mixe énergétique. Relativement récent dans nos contrées, ce phénomène pourrait bien être un nouveau composant de choix de l’économie circulaire, en proposant un recyclage de systèmes de production d’énergie.
Un phénomène entretenu par de nouvelles technologies
Ce phénomène de renouvellement des installations s’explique en grande partie par l’écart technologique entre la génération actuelle d’éoliennes et les précédentes. L’une des principales différences réside dans la taille des machines : si jusque-là elles n’excédaient pas les 150 mètres de hauteur et étaient dotés d’un rotor de 80 mètres, la nouvelle génération dispose de rotors de 155 ou 120 mètres de diamètre, pour une hauteur totale atteignant parfois 200 mètres. À titre de comparaison, le constructeur allemand Max Bögl Wind AG a récemment mis au point une éolienne de 247 mètres de hauteur, possédant un mât de 178 mètres. Défier les cieux, est selon Bruno Claessens, président de l’association Amperes.be, le meilleur moyen d’augmenter le rendement des infrastructures de production : "En matière de vent, il est un principe universel : plus on est haut, plus les vents sont forts, laminaires et constants".
Grâce à ces progrès technologiques, les nouveaux aérogénérateurs peuvent produire de 7 000 à 9 000 MWh par an, soit le double des anciennes versions. Les premières turbines, installées en France à la fin du XXe siècle, avaient des capacités de production souvent inférieures à 1 MW, c’est-à-dire trois fois moins que les plus récentes, capables de produire au moins 3 MW. Un autre avantage de taille, les nouvelles générations permettent de diminuer les coûts de maintenance et d’entretien. De fait, l’amplitude, la taille et la puissance des éoliennes actuelles étant plus importantes, le coût d’entretien par kW tend à baisser, la fréquence de maintenance des installations restant inchangée et non affectée par la dimension des infrastructures. Ainsi, la Danish Wind Industry Association a comparé les coûts de maintenance des éoliennes danoises, et en a conclu que "les coûts annuels d'entretien des éoliennes danoises les plus anciennes (25 à 150 kW) s'élèvent à environ 3 % du prix initial de l'éolienne". Au contraire, "pour les nouvelles éoliennes, les coûts annuels de maintenance se situent donc plutôt autour de 1,5 % à 2 % de l'investissement initial".
Des surfaces insuffisantes
La durée de vie d’une éolienne oscille entre vingt et trente ans. Pourtant, certains parcs éoliens se voient en partie renouvelés avant la fin de durée de vie de leurs composants, les anciennes machines étant remplacées par de nouvelles. Pourquoi ne pas conserver les éoliennes plus anciennes et simplement étendre les parcs existants ? Bernard Deboyser, ingénieur polytechnicien et consultant en énergie et mobilité durable, estime que ce phénomène de remplacement progressif est entretenu par une raréfaction des surfaces exploitables. En effet, ces zones doivent bien entendu être venteuses, mais également respecter la législation, en se conformant à certaines obligations, comme le maintien d’une certaine distance avec les habitations de riverains, les sites protégées ou militaires, les canalisations, etc. Il y a donc une nécessité d’optimiser la production des sites, les éoliennes ne pouvant pas être placées trop près les unes des autres sous peine de perturber les systèmes adjacents.
Le repowering s’inscrit également dans une dynamique circulaire, en augmentant les capacités de production des ensembles éoliens grâce au "recyclage" de leurs installations. Ainsi, en juin 2020, le parc de Cham Longe, perché à 1 400 mètres d’altitude, a commencé ses travaux et constitue ainsi l’un des premiers chantiers de repowering de France. L’installation d’une nouvelle génération d’éoliennes pourra donc conserver les infrastructures du plus haut parc de France, bien qu’un redimensionnement des fondations soit nécessaire. Les énergies renouvelables, ainsi que des énergies peu émettrices de gaz carbonique comme le nucléaire, constituent le fer de lance de la transition énergétique, et leur part est amené à augmenter fortement dans le futur. Par conséquent, la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) prévoit que les capacités éoliennes installées en France - 7,4 % de la production d’électricité - passent à 20 % en 2028, en partie grâce à ces initiatives d’optimisation.
Consommer avec modération
Si cette pratique augmente indéniablement les capacités de production d’un ensemble d’aérogénérateurs, ses impacts ne seront pas vertueux dans toutes les situations. En effet, le cabinet de conseil Sia Partners relaye les propos de la Commission de régulation de l’énergie (CRE), qui appelle à ce que "les parcs de moins de sept mâts ayant bénéficié d’un soutien public sous la forme d’un contrat d’obligation d’achat de quinze ans produisent jusqu’à leur limite technique". Le renouvellement trop fréquent des installations productrices de vent aura selon la CRE des retombées assurément néfastes sur l’environnement, les éoliennes engloutissant de grandes quantités de matériaux : "300 tonnes d’acier, 600 m3 de béton, 10 tonnes de fibre de verre par éolienne". Selon le cabinet de conseil, raccourcir artificiellement la durée de vie des infrastructures productrices existantes en les remplaçant par des versions plus performantes, fera fatalement augmenter la consommation de matières premières du parc. Pour assurer le devenir des parcs d’aérogénérateurs, en pleine sortie des contrats d’obligation d’achat, les initiatives de repowering, au même titre que les power purchase agreements (PPA) seront des ressources clés, et seront sûrement indispensables pour atteindre les objectifs fixés par le PPE, dont les premières échéances arrivent à grands pas.
