Bilan et prospective de la filire olienne franaise Rapport

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  • CENTRE ENERGETIQUE ET PROCEDES

    Bilan et prospective de la filire olienne franaise Rapport final

    CONTRAT ARMINES/ADEME n 50722

    Jrme GOSSET Thierry RANCHIN

    10 fvrier 2006

  • Sommaire

    A. INTRODUCTION 5 B. TACHE 1 :RECENSEMENT DES LABORATOIRES DE RECHERCHE PUBLICS ET PRIVES

    DEJA IMPLIQUES ET RECENSEMENT DE LEURS COMPETENCES. 6 B.1. ETAT DU DISPOSITIF DE RECHERCHE FRANAIS 6 B.2. RECENSEMENT DES LABORATOIRES DE RECHERCHE IMPLIQUES DANS LEOLIEN AU NIVEAU

    FRANAIS ET RECENSEMENT DE LEURS COMPETENCES. 6 C. TACHE 2 : RECENSEMENT DES FORMATIONS DANS LE DOMAINE. 11

    C.1. ETAT DU DISPOSITIF DE FORMATION FRANAIS. 11 C.2. RECENSEMENT DES STRUCTURES DE FORMATION DEJA IMPLIQUEES ET DE LEURS COMPETENCES. 11

    D. TACHE 3 : ETUDE COMPARATIVE DE LA RECHERCHE ET DE LA FORMATION DANS LE DOMAINE EOLIEN EN EUROPE. 16

    D.1. LINDUSTRIE EOLIENNE. 16 D.1.1. Lindustrie olienne franaise. 16

    D.1.1.1. Les principaux constructeurs franais 16 D.1.1.2. Dautres acteurs importants 18

    D.1.2. Etat de lindustrie olienne mondiale 19 D.1.3. Dtails par pays. 21

    D.1.3.1. Cas de lAllemagne. 21 D.1.3.2. Cas du Danemark. 22 D.1.3.3. Cas de lEspagne. 24 D.1.3.4. Cas des Etats-Unis 24

    D.1.4. Conclusion : lindustrie franaise par rapport celle des pays tudis 25 D.2. LACTIVITE DE RECHERCHE LIEE A LEOLIEN 26

    D.2.1. Cas du Danemark. 26 D.2.2. Cas de lAllemagne. 27 D.2.3. Cas de lEspagne. 28 D.2.4. Cas des Etats-Unis 28 D.2.5. Conclusion : loffre franaise de recherche par rapport aux autres pays. 29

    D.3. LOFFRE DE FORMATION 30 D.3.1. Loffre europenne de formation 30 D.3.2. Conclusion : loffre franaise de formation par rapport aux autres pays. 31

    E. TACHE 4 : IDENTIFICATION DES BESOINS INDUSTRIELS EN RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT. 33

    E.1. INTRODUCTION. 33 E.2. LES ENGAGEMENTS FRANAIS 33 E.3. LETAT DE LA FILIERE EOLIENNE FRANAISE 34

    E.3.1. Les acteurs de lolien en France 34 E.3.1.1. Les acteurs industriels de lolien 34 E.3.1.2. Les organismes publics et associations 34 E.3.1.3. Les laboratoires de R&D. 35

    E.3.2. Les principales modalits de dploiement de la filire 35 E.3.2.1. Le choix du site 35 E.3.2.2. Ltude environnementale 35 E.3.2.3. Les documents durbanisme 35 E.3.2.4. Lenqute publique 35 E.3.2.5. Le permis de construire 36 E.3.2.6. Le raccordement au rseau lectrique 36 E.3.2.7. Les autres dmarches 36 E.3.2.8. Conclusion 36

    E.3.3. Les obstacles rencontrs par lolien. 37 E.3.3.1. Les difficults du raccordement au rseau lectrique 37 E.3.3.2. Lintermittence de la production 39 E.3.3.3. Lenvironnement comme rvlateur denjeux et de conflits 40

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    E.3.3.4. Largumentation des opposants lolien 41

  • E.3.4. Quelques chiffres sur les projets oliens 41 E.3.5. Quelques propositions faites par dautres auteurs 42

    E.3.5.1. Amliorer lefficacit des procdures administratives. 42 E.3.5.2. Scuriser linvestissement olien. 43 E.3.5.3. Mobiliser la collectivit/ maximiser les avantages. 44 E.3.5.4. Cration dun tissu industriel li llectricit renouvelable 45

    E.3.6. Conclusion 46 E.4. LES COUTS ET TARIFS EOLIENS 47 E.5. LANALYSE DE LA TECHNOLOGIE 47

    E.5.1. Analyse des thmes de recherche actuels 48 E.5.2. Analyse des stratgies de R&D europennes existantes 49

    E.5.2.1. Plans proposs par diffrentes Institutions Europennes 49 E.5.2.1.1. Plan stratgique de lEWEA. 50 E.5.2.1.1.1. Introduction 50 E.5.2.1.1.2. Les axes prioritaires de la R&D 50 E.5.2.1.1.3. Conclusion 54 E.5.2.1.2. Plan stratgique de lEUREC 54 E.5.2.1.2.1. Introduction. 54 E.5.2.1.2.2. Les axes prioritaires de la R&D 55 E.5.2.1.2.3. Conclusion 58 E.5.2.1.3. Plan stratgique de LAIE 58 E.5.2.1.3.1. Axes prioritaires de recherche. 60 E.5.2.1.3.2. Conclusion. 61 E.5.2.1.4. Septime PCRD de lUnion Europenne 2006 2010. 61 E.5.2.1.4.1. Axes prioritaires de la R&D 62 E.5.2.1.4.2. Plateforme Technologique Eolienne 63 E.5.2.1.4.3. Conclusion. 63 E.5.2.1.5. Laboratoire national danois de Ris. 64

    E.5.2.2. Programme de R&D en France. 67 E.5.2.2.1. LAgence de lEnvironnement et de la Matrise de lEnergie (ADEME) 67 E.5.2.2.2. Lassociation des professionnels de lnergie olienne (FEE) 68 E.5.2.2.3. Le Comit de Liaison Energies Renouvelables (CLER) 68 E.5.2.2.4. Conclusion 68

    E.5.2.3. Conclusion sur lanalyse des programmes de R&D 68 E.6. CONCLUSION 69

    F. TACHE 5 : IDENTIFICATION DES POINTS FORTS DE LA RECHERCHE FRANAISE ET PROPOSITION DE SOLUTIONS POUR SA STRUCTURATION 69

    F.1. SYNTHESE SUR LE CONTEXTE ET LES OBJECTIFS POUR LEOLIEN EN FRANCE 70 F.2. POINTS FORTS DE LA RECHERCHE FRANAISE 70 F.3. PROPOSITION DE STRUCTURATION DE LA RECHERCHE 70

    F.3.1. Poursuivre les efforts engags 70 F.3.2. Coordonner les efforts pour aider rsoudre les problmes de planification 71 F.3.3. Constituer un groupe dexperts autour de lADEME 72

    G. CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES 73 H. ANNEXES 74

    H.1. QUESTIONNAIRE. 74 H.2. TABLEAU : LISTE DES ENTRETIENS MENES DANS LE CADRE DE LETUDE. 75 H.3. ANALYSE DU DOCUMENT SCHEMA DE DEVELOPPEMENT DU RESEAU PUBLIC DE TRANSPORT

    DELECTRICITE 2003-2013 DE RTE 76 H.4. ANALYSE DU COUT DU KWH EOLIEN 79

    H.4.1. Introduction. 79 H.4.2. Elments du cot des oliennes. 79

    H.4.2.1. Cots dinvestissement. 79 H.4.2.2. Cots dopration et de maintenance 80 H.4.2.3. La disponibilit des machines. 82 H.4.2.4. La dure de vie de la turbine. 82 H.4.2.5. Le priode damortissement. 82

    H.4.3. Comparaison des oliennes onshore et offshore. 82 H.4.4. Le cot de la production dlectricit dorigine olien. 82 H.4.5. Les cots externes lis lintgration de lolien. 84

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  • H.4.6. Prix de vente du kWh olien. 84 H.4.7. Simulation rapide des cots dune olienne. 86 H.4.8. Analyse conomique des besoins de R&D. 86

    H.4.8.1. Augmentation des heures de fonctionnement. 89 H.4.8.2. Variation de la vitesse du vent de 0,1 m/s. 90 H.4.8.3. Augmentation de la hauteur du mt. 90 H.4.8.4. Variation de la longueur du raccordement. 91 H.4.8.5. Variation du taux dactualisation. 91 H.4.8.6. Variation des cots dO&M. 92 H.4.8.7. Rduction de 50 % sur le cot des composants. 92

    H.4.9. Conclusion de ltude. 100 H.5. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 101 H.6. SITES INTERNET 104 H.7. COMMUNICATIONS PERSONNELLES 105

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  • A. Introduction

    Aujourdhui, lnergie olienne est devenue un moyen industriel de production dlectricit tout fait important dans certains pays. Cette nergie renouvelable est au cur des enjeux communautaires et mondiaux qui dcoulent de la volont de nombreux pays, dont la France, de rduire les missions de gaz effet de serre.

    La France possde un certain retard dans le dveloppement et lexploitation de lnergie olienne alors quelle dispose du second potentiel olien europen. Elle apparat donc comme un des prochains marchs pouvant dcoller.

    Ces diffrentes constatations sont lorigine de ltude mandate par lADEME au Centre Energtique et Procds (CEP) d'ARMINES/Ecole Nationale Suprieure des Mines de Paris (ENSMP) sur la Recherche & Dveloppement (R&D) entreprendre afin de soutenir le dveloppement de la filire industrielle olienne franaise.

    Les objectifs de cette tude sont :

    De faire un constat raliste de l'tat de la recherche et de l'enseignement dans le domaine de l'olien en France.

    De raliser une tude comparative avec l'existant en Europe (Principalement Danemark, Allemagne et Espagne) afin d'valuer l'effort ncessaire fournir pour se replacer au niveau des pays les plus avancs.

    A partir de ce constat, de proposer des actions pour rpondre aux besoins en recherche et en soutien au dveloppement de l'industrie.

    De proposer des formes de structurations possibles de la recherche et de l'enseignement afin de favoriser le dveloppement de la filire industrielle.

    Ce document constitue le rapport final de ltude. Il couvre lensemble des tches 1 5 prvues au contrat. Le plan du document suit celui des tches prvues.

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  • Tche 1 :Recensement des laboratoires de recherche publics et privs dj impliqus et recensement de leurs comptences.

    B.

    Cette premire tche a pour but de faire un inventaire des laboratoires de recherche travaillant dans le domaine olien, ou ayant des comptences qui leur permettraient d'y contribuer. Avant de donner la liste de ces laboratoires, quelques remarques gnrales sur le dispositif de recherche olien franais simposent.

    B.1. Etat du dispositif de recherche franais

    En France, la recherche en matire dnergie olienne noccupe pas une position importante. Dans le systme actuel il ny a pas de donneur dordres bien identifi :

    Trois ministres (le Ministre de la Recherche, le Ministre de lIndustrie et le Ministre de lcologie et du Dveloppement durable) animent la recherche en matire nergtique, via la tutelle dorganismes rattachs et des rseaux.

    LADEME, tablissement public sous la tutelle de ces trois ministres, joue un rle danimation de la recherche dans le domaine du dveloppement des nergies renouvelables, dont lolien.

    Contrairement ce qui existe sur dautres thmatiques nergtiques (Ptrole, Nuclaire) la R&D olienne nest pas largement pilote ou oriente par un organisme particulier (Ptrole/IFP, Nuclaire/CEA). Do labsence dun plan national de recherche concert sur lolien, et une recherche qui avance en ordre plutt dispers. Lordre dispers nest pas une mauvaise chose en soi dans les phases exploratoires de recherche, mais le grand olien nest plus dans cette phase : le chemin technologique est trac, les objectifs de dploiement en France sont assez clairs. Dans une telle phase les efforts de R&D se doivent dtre plus coordonns et focaliss sur les points faibles.

    Par ailleurs, lolien nest pas une des priorits du gouvernement franais en matire de recherche, ce qui implique que les financements quil entend y consacrer dans les annes venir resteront limits.

    B.2. Recensement des laboratoires de recherche impliqus dans lolien au niveau franais et recensement de leurs comptences.

    Cette section fournit un inventaire des laboratoires de recherche franais, publics et privs, travaillant dans le domaine de lnergie olienne ou ayant des comptences qui leur permettraient dy contribuer.

    Jusqu aujourdhui, un recensement des laboratoires franais impliqus dans la R&D olienne navait pas t ralis de manire prcise. On retrouve seulement une premire approche des laboratoires de recherches dans lannuaire des principaux acteurs franais de lnergie olienne ralise au sein du projet ToTem. Ce constat constitue une preuve claire de labsence de structuration de la R&D franaise sur ce sujet actuellement.

    Le recensement des laboratoires de recherche est prsent dans les tableaux que lon peut trouver dans les quatre pages qui suivent. Il a t ralis grce une recherche sur Internet qui a t complte par quelques entretiens avec des chercheurs du domaine. Nous avons estim opportun de faire une classification en deux catgories. Ainsi on a fait la distinction entre les laboratoires clairement affichs olien et les laboratoires affichs olien mais pour lesquels ce sujet est relativement mineur.

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  • LABORATOIRES CLAIREMENT AFFICHES OLIEN Laboratoires de

    recherche Coordonnes Missions/savoir faire Projets de recherche actuels

    60 boulevard Saint Michel 75272 PARIS CEDEX 06 Tl. : 01 40 51 90 50

    CEP ARMINES/EMP

    (Association pour la recherche et le

    dveloppement des mthodes et processus industriels/Ecole

    des Mines de Paris)

    Centre Energtique et Procds 06560 SOPHIA ANTIPOLIS Tl. : 04 93 95 74 07

    ARMINES est une association de recherche contractuelle, partenaire de grandes Ecoles d'Ingnieurs. Elle a pour objet la recherche "oriente vers l'industrie", qui se construit partir d'changes entre chercheurs et industriels. La dmarche scientifique est en permanence confronte la dimension industrielle et concourt ainsi au dveloppement gnral de l'innovation. ARMINES participe aussi la formation par la recherche. Au sein dARMINES, le CEP travaille sur des questions nergtiques et disposes dune quipe sur les ENR.

    Armines Wind Power Prdiction System (AWPPS) fournit des prvisions court terme (0-72 heures) pour la production olienne des fermes terrestres et offshore (intgr dans le projet Dispower). Projet DISPOWER (Distributed Generation with High Penetration of Renewable Energy Sources) Armines Projet ANEMOS: Prdiction de la production olienne court terme et dmontre les avantages conomiques et techniques de la cette prdiction dans diffrents niveaux (national, rgional). Emphatise spcial aux situations offshore pour lesquels actuellement, il n'existe pas des outils spcifiques de prdiction. Projet MORE-CARE (More Advanced Control Advice for Secure Operation of Isolated Power Systems with Increased Renewable Energy Penetration & Storage): Dveloppement des outils de gestion de l'intgration olienne dans le systme lectrique. Armines Projet ODISSEE: Propose configuration optimale d'une ferme olienne en prenant compte des aspects techniques, conomiques, de scurit, de fiabilit qualit du service et de gestion des centrales. Projet EO-WIND FARM: Evaluation et cartographie du gisement olien offshore par images satellite. Projet MICROGRIDS (Large Scale Integration of Micro-generation to Low Voltage Grids): Modlisation et gestion des microgrids

    CEA

    CEA Cadarache Groupement Energies Nouvelles 13108 St Paul lez Durance Tl.: 04 42 25 47 42 Email : genec@cea.fr

    Acteur majeur en matire de recherche, de dveloppement et d'innovation, le CEA intervient dans trois grands domaines : l'nergie, les technologies pour l'information et la sant, et la Dfense. L'Etablissement de Cadarache (GENEC) participe la recherche et au dveloppement technologique dans le domaine des nergies nouvelles.

    Calculs et essais dans les domaines du vieillissement et de l'laboration des matriaux composites des pales, de la mcanique des structures d'une olienne, des coulements d'air turbulents et des interactions fluides-structures, de l'instrumentation et de l'lectronique de puissance. ( olien : lmergence dune industrie Jean-Marc Agator, Direction de la stratgie et de l'valuation CEA/Saclay). Applications des systmes photovoltaques hybrides photovoltaques / diesel / olien

    EDF Direction de la Recherche et

    Dveloppement

    6 quai Wattier 78400 CHATOU Tl. : 01 30 87 72 44

    EDF organise son programme de recherche suivant plusieurs domaines. formes traditionnelles de production de l'nergie, les rseaux de distribution,

    Mthodes et technologies pour le raccordement au rseau lectriques : protocoles de raccordement innovants, stockage, courant continu, compensation (Programme DISPOWER). Dveloppement de lolien offshore. Manifestation dintrt au 6me PCRD (LOWEC): optimisation des fondations, augmentation de puissance des turbines et gnratrices, vacuation de lnergie, raccordement. _ Prvision de vent au niveau dun parc olien dispers sur le territoire (notion de puissance probable garantie): projet ANEMOS et manifestation dintrt pour rseau dexcellence SOFT (pilote ADEME) du 6me PCRD.

    GREAH (Groupe de recherche en

    Electrotechnique et Automatique du Havre)

    25, rue Philippe Lebon B.P. 1123 76063 Le Havre cedex FRANCE Tlphone : 02 32 74 43 31 Email: dakyo@univ-lehavre.fr http://www.univ-lehavre.fr/recherche/greah/present.htm

    Le GREAH regroupe 4 quipes thmatiques : -Ensembles convertisseurs-machines. (problmes de convertisseurs lectromcaniques) -Ensembles convertisseurs-rseaux. Etudie les problmes de perturbations et leur compensation sur un rseau. -Commande et modlisation neuronales (mthodes d'identification, de prdiction pour la commande et la supervision de processus ou systmes) -Sret de Fonctionnement des systmes.

    Modlisation du potentiel olien sur le site de DAKAR et sur le site du HAVRE. Dimensionnement olien optimis pour ces sites. Conception et construction d'un simulateur physique de turbine olienne de 3 kW ayant fait l'objet de nombreuses publications scientifiques. Construction d'une unit de recherche sur les couplages olien-photovoltaque-diesel sur le site de Fcamp en partenariat avec la CCI et l'entreprise NORELEC au sein d'un GIS "dveloppement durable" . Thses: "Contribution l'tude et la ralisation d'un simulateur lectrotechnique de turbine olienne", "Contribution au dveloppement d'un simulateur lectromcanique d'une turbine olienne de puissance moyenne a angle de calage variable", "Conception de centrales mixtes photovoltaque-olienne optimises, intelligentes et modulaires"

    IFREMER (Institut Franais de

    recherche pour l'exploitation de la mer)

    155, rue Jean-Jacques Rousseau 92138 Issy-les-Moulineaux Tl. (33) 01 46 48 21 00 www.ifremer.fr

    Organisme public de recherche et de dveloppement pour l'exploitation durable de la mer. Domaines d'activit: surveillance, usage et mise en valeur des mers ctires, optimisation des productions aquacoles ressources halieutiques, exploration et exploitation de fonds ocaniques, circulation, cosystmes marines

    Eolien Offshore: des tudes d'impact

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  • LIPSI (Ingnierie des Processus et des Services

    Industriels). ESTIA (Ecole Suprieure des

    Technologies Industrielles Avances)

    Mr Haritza CAMBLONG Technople IZARBEL Teknogunea 64210 BIDART Tel/ 05 59 43 84 00 Email: h.camblong@estia.fr

    Recherche vers la conception de produits, la modlisation du processus de conception et la simulation de procds

    SIMEOLE - Logiciel de Simulation d'Eoliennes Vitesse Variable: Dfinition et implantation d'une hirarchie de modles d'arognrateurs vitesse variable pour l'aide au contrle de la qualit de la puissance lectrique. Partenaires : Laboratoire d'Electronique de Mondragn, Valorem (dveloppeur de sites oliens), Ecotecnia (fabricant d'oliennes). Conception de l'architecture et la commande d'un systme de production lectrique hybride olien/photovoltaque/diesel, destin l'alimentation des rseaux isols ou faibles. Partenaires: l'Universit du Pays Basque Saint Sebastien et le GREAH.

    L2EP - USTL (Laboratoire

    d'Electrotechnique et d'Electronique de Puissance de L'ENSAM CER de Lille)

    cole Centrale de Lille - Bt. P2 59655 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEXTl.: 03 20 33 54 29 http://www.univ-lille1.fr/l2ep/

    Recherche en Gnie lectrique:conversion d'nergie lectrique et commande associe, conversion lectromcanique, mthodologies de conception et d'optimisation. Le L2EP de Lille est une unit de recherche supporte par quatre tablissements d'enseignement suprieur (USTL, ENSAM, EC Lille, HEI).

    Traitement lectronique de lnergie lectrique:composants, structures de conversion, modlisation des processus de puissance, conception des architectures de commande et synthse des algorithmes. Modlisation, tude et conception des systmes lectromagntiques: Domaine de la conversion de l'nergie olienne: recherche sur les gnratrices asynchrones et rluctance variable, comme alternative l'ensemble gnratrice asynchrone multiplicateur de vitesse. Conception d'une premire machine aimants permanents. Etude d'une structure de machine constitue d'un circuit d'excitation au stator. Thses: "Modlisation de diffrentes technologies d'oliennes intgres dans un rseau de moyenne tension" (technologies bases sur des machines asynchrones cage (MAS) et sur des machines asynchrones double alimentation (MADA))."Couplage olien-diesel et stockage inertiel"

    ONERA - IMFL 5, boulevard Paul Painlev 59045 LILLE CEDEX Tl. : 03 20 49 69 00

    Premier acteur franais de la recherche arospatiale. Savoir faire sur la mcanique des fluides, lnergtique, les matriaux et systmes composites, la dynamique de structures, le traitement de linformation, llectromagntisme, bancs de simulation arodynamique,

    Arolasticit thorique des oliennes: outil informatique permettant de prdire le comportement d'une olienne (Branche Matriaux et Structures du Dpartement de la "Dynamique des Structures et des Systmes Couples". Programme PRODEMA (lONERA, Jeumont SA, le LML, lIAT) :"Modlisation du comportement dynamique des oliennes axe horizontal"

    SATIE (Systmes et Applications des Technologies de l'information

    et de l'Energie)

    SATIE Ecole Normale Suprieure de CACHAN61 av du Prsident Wilson 94235 CACHAN Cedex http://www.satie.ens-cachan.fr/

    Ples de comptences: Transport nergie, Automatique, Bio microsystmes, capteurs Electronique, Instrumentation, Electronique de Puissance et Intgration, Matrise des Systmes Electriques, Matriaux magntiques, Systmes Optiques Hyperfrquences, Traitement du Signal et de l'Information.

    Recherche dans le domaine de la production, de la conversion et du stockage de lnergie lectrique: -Gnrateur linaire asynchrone pour cognrateur Stirling. -Production fortement dcentralise dlectricit photovoltaque olienne couple au rseau avec stockage dnergie. -Production d'lectricit partir de la houle. -Gnrateur dnergie, fonctionnant partir des mouvements, pour applications portables. -Stockage lectromcanique de lnergie.

    TEXSYS

    109 avenue de Lespinet- Btiment C-31400 Toulouse Tel +33 (0)5 34 32 69 50 E.mail infos@texsys.fr www.texsys.fr

    Exprience dans le secteur du spatial. Efforts de R&D interne sur l'olien. TEXSYS propose galement son savoir-faire pour soutenir les besoins de R&D dans le dveloppement des nergies nouvelles et plus largement dans les projets d'industries innovantes.

    a) Prcision des mesures de vent sur site : anmomtrie de prcision, calibration des capteurs et des chanes de mesure, exprimentations avec de nouveaux capteurs de vent : SODAR et LIDAR, utilisation combine de modles numriques et de mesures relles. b) Gestion des grands parcs oliens : SCADA, centres d'oprations, rseau de communication. c) Intgration des parcs oliens au rseau lectrique, qualit du courant, garantie de production.

    TREFLE (TRANSFERTS-

    ECOULEMENTS - FLUIDES -

    ENERGETIQUE)

    Site ENSAM : Esplanade des Arts et Mtiers 33405 TALENCE CEDEX Tl.: 05 56 84 54 00 http://www.lept-ensam.u-bordeaux.fr/ Site ENSCPB: 16, av. Pey-Berland 33607 Pessac Cedex Tl.: 05 40 00 66 67

    Laboratoire intertablissements associ au CNRS. Il est le rsultat de la fusion du LEPT-ENSAM et du MASTER-ENSCPB (Ecole Nationale Suprieure de Chimie et de physique de Bordeaux). Trois axes de comptence: fluides et coulements complexes, transferts et milieux poreux, nergtique et systmes thermiques.

    Thse: "Systmes oliens: vers le dveloppement durable" (TREFLE, laboratoire de Mcanique des Fluides & dEnergtique de la Facult des Sciences Semlalia de Marrakech (FSSM) et le L2EP): outil daide la dcision pour la dfinition et lexploitation des systmes oliens adapts aux sites marocains et mditerranens, approfondissant dans la connexion au rseau (contraintes techniques lies la connexion aux rseaux de distribution, quantification des bnfices en terme de rduction de consommation du combustible, des pertes dans le rseau, du report des investissements et de la valeur environnementale, valuation de la viabilit conomique des diffrentes solutions qui permettent daugmenter la capacit de la production olienne).

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  • LABORATOIRES AFFICHS EOLIEN, MAIS PARMI DAUTRES THEMATIQUES

    Laboratoires de recherche Coordonnes Missions/savoir faire Projets de recherche actuels

    CMD TRANSMISSIONS

    51, Domaine de la Croix Blanche 59223 RONCQ Tl. : 03 20 46 33 71 Fax : 03 20 46 26 79

    Engrenages, multiplicateurs

    GE44 Ple Atlantique de Gnie Electrique.

    Universit de Nantes.

    Boulevard de l'Universit BP 406 - 44602 SAINT-NAZAIRE Tl.: 02 40 17 26 02 ledoeuff@large.crttsn.univ-nantes.fr

    Gnie lectrique "Etude de systmes de production dnergie lectrique par oliennes"

    GREEN (Groupe de Recherche en

    Electrotechnique et Electronique de Nancy)

    ENSEM-INPL 2 avenue de la Fort de Haye F-54516 Vandoeuvre ls Nancy Tl.: +33 (0)3 83 59 56 50 Abderrazak.Rezzoug@green.uhp-nancy.fr

    Recherches en Gnie lectrique. Ses objectifs scientifiques concernent la conception et l'optimisation des convertisseurs lectromcaniques et des convertisseurs statiques qui leur sont associs ainsi que la recherche de commandes adaptes ces ensembles.

    Turbulence: Ecoulements turbulents sub- et supersoniques, ondes instabilits et mlanges, coulements tournants, atomisation, transfert de chaleur. Ecoulements gophysiques, dynamique ocanique et ctire: Circulation ocanique, tourbillons, ondes de gravit, transport sdimentaire. Phnomnes couples interraciaux: Traitement des eaux, MHD des mtaux, cavitation, turbomachines, transfert de masse.

    IMFT (Institut de Mcanique des Fluides de

    Toulouse)

    1 Alle du Professeur Camille Soula 31400 TOULOUSE

    Ecoulements et combustion, coulements monophasiques transitionnels et turbulents, milieux poreux, hydrodynamique, turbulence

    "Optimisation d'une olienne par couplage champ-circuit"

    IREENA (Institut de Recherche en

    Electrotechnique et Electronique de Nantes Atlantique)

    CRTT Boulevard de l'Universit BP 406-44602 Saint-Nazaire Cedex Tl.: 02 40 17 26 93 Email : luc.moreau@univ-nantes.fr

    Thmes de recherche: modlisation et conception des systmes, traitement du signal appliqu aux communications et la commande, modlisation lectromagntique, conversion et matrise de l'nergie, physique des matriaux et photonique

    Conversion electromecanique: "Modlisation, dimensionnement et commande d ensemble convertisseurs gnratrices lentes, ddis l'olien"

    ISITV (Institut des sciences de l'ingnieur de

    Toulon et du Var)

    Avenue POMPIDOU - B.P. 56 - 83162 LA VALETTE CEDEX - FRANCE Tel. 04 94 14 25 50

    4 laboratoires sont gographiquement implants l'ISITV : LEPI (Laboratoire d'tude des Echanges Particulaires aux Interfaces), MFS/LCA (laboratoire de Chimie Applique), MNC (Modlisation numrique et couplage) et MS (Modlisation et Signal)

    Analyse numrique pour la mcanique des fluides, l'acoustique, l'lectromagntisme. Tests des oliennes offshore.

    LEEI (Laboratoire d'Electrotechnique et

    d'Electronique Industrielle)

    2, rue Camichel, B.P. 7122 31071 Toulouse Cedex 7 FRANCE Tel. (33) 05 61 58 82 08 Email : leei@leei.enseeiht.fr

    Un des plus connus et des plus importants laboratoires franais dans le domaine du Gnie lectrique. Thmes gnraux des recherches: le traitement et le conditionnement de l'nergie lectrique, sa transformation en nergie mcanique ou thermique, les techniques de contrle associes ces procds de traitement ou de transformation.

    Projet: "Mini centrale de production dnergie lectrique dcentralise" (LEEI, GREAH, LAAS, LESiR, LTSMM)

    LEG (Laboratoire d'Electrotechnique de

    Grenoble)

    UMR 5529 INPG/UJF - CNRS ENSIEG - BP 46 - 38402 Saint-Martin-d'Hres Cedex Tl. 04 76 82 62 99

    Le LEG est le premier laboratoire universitaire franais et europen de Gnie Electrique.

    LEGI (Laboratoire des Ecoulements Gophysiques et Industriels)

    BP 53 38041 GRENOBLE CEDEX 9 Tl.: 04 76 82 50 28 Email: legi@hmg.inpg.fr http://www.legi.hmg.inpg.fr

    Recherche numrique et exprimentale en Mcanique des Fluides couvrant a la fois des problmes lis l'environnement et aux procds industriels.

    Interaction fluide/solide: mthode numrique dveloppe au LME permettant l'tude d'coulements 2D de fluide parfait et incompressible par la rsolution d'un problme mixte aux limites dans un plan auxiliaire obtenu par diffrentes transformations conformes. Arodynamique des systmes:analyse, comprhension et modlisation des coulements turbulents dcolls, qui sont susceptibles de constituer des sources de bruit.

    LME Laboratoire de Mcanique et

    d'Energetique. Ecole Polytechnique et Universit d'Orlans.

    8, rue Lonard de Vinci 45072 ORLEANS CEDEX 02 Tl. : 02 38 49 45 14 http://www.univ-orleans.fr/polytech/LME/

    Les recherches du LME sont centres autour de deux axes principaux- Moteurs combustible interne - Dynamique des fluides

    Recherche sur la modlisation et le calcul de phnomnes arodynamiques [mthodes numriques, arodynamique in stationnaire des profils daile et contrle des dcollements (tremblement, dcrochage, ), instabilits des coulements] Thse: Dveloppement d'un modle reprsentatif d'une olienne afin d'tudier

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    mailto:ledoeuff@large.crttsn.univ-nantes.frmailto:Abderrazak.Rezzoug@green.uhp-nancy.frmailto:luc.moreau@univ-nantes.frmailto:leei@leei.enseeiht.frhttp://www.legi.hmg.inpg.fr/

  • l'implantation de plusieurs machines sur un parc olien Munif JURIEH (SERAM/EDF)

    L.S.E.E. (Laboratoire des Systmes

    Electrotechniques et de l'Environnement) Universit d'Artois

    M. Jean-Franois Brudny brudny@univ-artois.fr F.S.A. - technoparc Futura - 62400 Bthune Tl. : 03 21 63 72 01

    Le LSEE coordonne les actualits du GEFER (Groupement Eolien Francophone d'Etudes et Recherches). Le LSEE est membre du CNRT (Centre National de Recherche Technologique en Gnie Electrique).

    Thmes de recherche: bruits et vibrations des machines lectriques, comportement des structures magntiques, conception et intgration d'actionneurs. Production dcentralise d'nergie - Eoliennes - Cellules photovoltaques.

    SINUMEF (Laboratoire de simulation numrique

    en mcanique des fluides)

    Alain LERAT, ENSAM Centre dEnseignement et de Recherche de Paris 151 boulevard de lHpital, 75013 PARIS Tl : 01 44 24 62 48 Mail : sinumef@paris.ensam.fr

    SINUMEF mne des travaux de recherche en Mcanique des fluides et en Acoustique. Activits sur le dveloppement de mthodes numriques pour simuler des coulements de fluides ou tudier leurs instabilits, modlisation et exprimentation en acoustique.

    Thmes de recherche : la modlisation et le calcul de phnomnes arodynamiques ou aroacoustiques (mthodes numriques de haute prcision pour la rsolution des quations de Navier-Stokes en compressible, arodynamique instationnaire des profils daile et contrle des dcollements, instabilits des coulements et applications, optimisation des prises dair de moteurs davion supersonique, coulements diphasiques ou gazeux multi espce ,acoustique dans le domaine impulsionnel, aroacoustique, psycho acoustique.

    INESTENE (Institut d'valuation des stratgies

    nergtiques europennes)

    5 rue Buot 75013 PARIS Tl. : 01 45 65 08 08

    Aucune information complmentaire na t trouv Aucune information complmentaire na t trouv

    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset,T. Ranchin, Fv. 2006

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  • De lobservation du savoir-faire des diffrents laboratoires de recherche, recenss dans les tableaux des pages prcdentes, nous pouvons distinguer quatre domaines dactivit principaux :

    - la prdiction des ressources et du potentiel de production (CEP, Texsys),

    - larodynamique (Onera, IMFT, LEGI, CEA, LME),

    - llectrotechnique (L2EP-USTL, GREAH, IREENA)

    - les tests dessai (CEA, CMD Transmissions)

    entre lesquels nexiste presque aucune connexion. Pourtant, la prdiction, llectrotechnique et les tests sont les diverses facettes intgrer pour traiter du raccordement doliennes au rseau qui est la question que lon a du mal traiter actuellement en France comme on le verra plus loin. Il y a l une piste de rflexion intressante poursuivre pour une structuration de la recherche olienne franaise.

    Des organismes de recherche, tels que le CEA, ont lanc des programmes sur lolien avec la volont forte dapporter leur savoir-faire scientifique et technologique au dveloppement de la filire franaise. Le CEA offre un savoir-faire pluridisciplinaire dans les domaines du vieillissement et de llaboration des matriaux composites des pales, de la mcanique des structures, des coulements dair turbulents, des interactions fluides-structures et de llectronique de puissance, qui peut contribuer notamment loptimisation des grandes oliennes.

    Dautre part, on peut mettre essentiellement laccent sur un laboratoire particulier: le Centre nergtique et procds (CEP) d'ARMINES/Ecole des Mines de Paris (Rf. 52) qui travaille sur un grand nombre des activits de dveloppement technologique et scientifique, ainsi que des tudes caractre conomique sur lnergie et lenvironnement.

    Le CEP est le laboratoire le plus important sur lnergie olienne en France. Les activits de recherche dans ce domaine portent sur lvaluation du potentiel olien onshore (dveloppement de lAtlas olien pour la France et extraction des paramtres gophysiques ncessaires l'valuation de la ressource) et offshore (de manire non-intrusive l'aide de mesures satellites), la prdiction court terme de la production olienne (0-48 h), la gestion et modlisation des systmes lectriques avec une pntration olienne importante, lvaluation de limpact de lintgration au rseau de lnergie olienne grande chelle, le dveloppement des Systmes dInformation Gographique (SIG) pour la planification, ainsi que loptimisation du dimensionnement et de la gestion des systmes olien - diesel.

    Tche 2 : Recensement des formations dans le domaine. C.

    Cette tche similaire la prcdente a pour but de prsenter un inventaire le plus exhaustif possible des structures proposant une formation spcifique dans le domaine quelle que soit sa dure et le niveau auquel elle s'adresse.

    C.1. Etat du dispositif de formation franais.

    En termes de formation, la France na pas de dispositif spcifiquement li lnergie olienne. Plusieurs organismes assurent des formations qui concernent cette nergie.

    C.2. Recensement des structures de formation dj impliques et de leurs comptences.

    Un recensement des principaux tablissements franais, publics et privs, qui dispensent des formations en matire olienne est donn dans le tableau quon trouvera ci-dessous. Il a t ralis partir dune collecte de donnes sur Internet ainsi que grce au concours de quelques experts du domaine.

    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

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  • Lobjectif est de prsenter un inventaire le plus exhaustif possible des structures proposant une formation spcifique dans le domaine olien, quelle que soit sa dure et quel que soit le niveau auquel elle sadresse. Nous navons pas inclus les actions de sensibilisation et dinformation du public.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

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  • NOM COORDONNEES SITE Web FORMATION DISPENSEE EXPLICATIONS

    "Grand olien" : Analyse globale des projets des parcs olien raccords au rseau

    Ce stage s'adresse aux ingnieurs, acteurs techniciens, administratifs ou financiers, reprsentants de collectivits locales,... Objectif: former des professionnels souhaitant acqurir une connaissance et pratique du montage des grands projets oliens raccords au rseau. ADEME

    (Agence Nationale de l'Environnement et de la Matrise de l'Energie)

    Mme Thrse GIORDANO Service Formation Externe Tl. : 01 47 65 22 15 therese.giordano@ademe.fr

    www.ademe.fr

    "EOLE" : Mise en oeuvre et suivi des systmes oliens pour l'lectrification rurale

    Ce stage s'adresse aux ingnieurs, aux techniciens, titulaires d'un diplme dans l'une des filires lectricit, mcanique ou electrotech ou d'une exprience professionnelle dans le secteur. Objectif: former des professions souhaitant acqurir une connaissance pratique de la mise en oeuvre des systmes oliens sur le terrain, notamment pour l'lectrification des sites isols.

    Ecole des Mines et EUREC Agency Didier MAYER Tl.: 04 95 95 74 07 Email: didier.mayer@ensmp.fr

    www.eurec.be Master europen sur les nergies renouvelables Orient vers les ingnieurs qui veulent se spcialiser dans une des technologies d'nergie renouvelable, telles que l'nergie olienne, la biomasse, le photovoltaics, la technologie de la construction solaire ou les systmes hybrides.

    Ecole des Mines de Paris - rue Claude Daunesse BP 207 - 06904 - Sophia Antipolis Email : ose@cenerg.cma.fr Tl.: +33 (0)4.92.38.79.63

    www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/formations/le_mastere_ingenieri/view

    Mastre Ingnierie et Gestion de lEnergie (OSE)

    Le Mastre OSE est une formation pluridisciplinaire mlant aux aspects techniques, conomiques, juridiques et environnementaux du monde de l'nergie.

    ARMINES/Ecole des Mines de Paris

    Ecole des Mines de Paris Centre Energtique et Procds

    www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/ingenieurs_civils/view

    Energies renouvelables raccordes au rseau : enjeux et perspectives. Enseignement dispense aux lves Ingnieurs Civils de Mines

    CIDFER (Centre d'Information, de Documentation et de Formation sur les nR)

    146, rue de l'Universit 75007 Paris Tl. : 01 44 18 00 80 observ.er@energies-renouvelables.org

    www.observ-er.org/ Information sur les ralits et les perspectives des nergies renouvelables en France, en Europe et dans le reste du monde.

    CNAM (Conservatoire National des Arts et des Mtiers)

    Jean-Franois Rialland 292 rue Saint-Martin F75141 PARIS CEDEX 03 Tl. 33 (0)1 40 27 20 00

    http://dnf.cnam.fr/formations/presentation_UV/presentation_formation.php?code_formation=27420

    Architecture et exploitation d'arognrateurs Mise en uvre d'un systme de mesures complet en vue de limplantation et l'exploitation darognrateurs sur un site olien, architecture des arognrateurs.

    ENSAM (Ecole Nationale Suprieure des Arts et Mtiers de Corse)

    Maison du Parc Technologique 20601 BASTIA Cedex Direction : Didier LIBERT Mme Claire PETRIGNANI Tl. : 04.95.30.96.34 Fax : 04.95.30.96.35 Email : contact@bastia.ensam.fr

    www.ensam.fr Mastre spcialis "Energies Renouvelables et leurs Systmes de Production"

    Mission: promouvoir une formation de haut niveau et accueillir une quipe de recherche oriente vers les besoins des entreprises dans le domaine des EnR et du dveloppement durable. -Formation des ingnieurs sur la conception et la ralisation des systmes multi modes de fourniture d'nergie partir des EnR ou en association avec des sources dnergies conventionnelles. -Formation des dcideurs des collectivits et des administrations pour proposer les lments de choix d'une politique de lnergie.

    ESIGEC (Ecole Suprieure dInGEnieurs de Chambry : Universit de Savoie)

    Campus Scientifique - Savoie Technolac, 73376 Le BOURGET du LAC M. Gilbert ACHARD Tl. : 04.79.75.88.18 Email : gilbert.achard@univ-savoie.fr M. Bernard SOUYRI Tl. : 04.79.75.88.26 Email : bernard.souyri@univ-savoie.fr

    www-esigec.univ-savoie.fr Master Ecotechniques. Spcialit professionnalisant VERDEC (Valorisation des Energies Renouvelables et des Dchets)

    Formation et spcialisation des cadres suprieurs dans les domaines des nergies renouvelables et de la gestion des dchets pour les secteurs professionnels du btiment et de lnergie.

    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset,T. Ranchin, Sept 2005

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    mailto:therese.giordano@ademe.frhttp://www.ademe.fr/mailto:didier.mayer@ensmp.frhttp://www.eurec.be/http://www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/formations/le_mastere_ingenieri/viewhttp://www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/formations/le_mastere_ingenieri/viewhttp://www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/formations/le_mastere_ingenieri/viewhttp://www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/formations/le_mastere_ingenieri/viewhttp://www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/ingenieurs_civils/viewhttp://www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/ingenieurs_civils/viewhttp://www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/ingenieurs_civils/viewhttp://www-cep.cma.fr/Public/enseignement__forma/ingenieurs_civils/viewmailto:observ.er@energies-renouvelables.orghttp://dnf.cnam.fr/formations/presentation_UV/presentation_formation.php?code_formation=27420http://dnf.cnam.fr/formations/presentation_UV/presentation_formation.php?code_formation=27420http://dnf.cnam.fr/formations/presentation_UV/presentation_formation.php?code_formation=27420http://dnf.cnam.fr/formations/presentation_UV/presentation_formation.php?code_formation=27420mailto:contact@bastia.ensam.frhttp://www.ensam.fr/mailto:bernard.souyri@univ-savoie.fr

  • EUROSUN TECHNOLOGY 38 AVENUE HENRI BARBUSSE 92220 BAGNEUX Tl.: 01 46 64 82 70 Email : eurosun@club-internet.fr

    www.eurosun-technology.fr/html/accueil.htm

    Cabinet d'ingnierie spcialis dans les nergies renouvelables (solaire photovoltaque et thermique, olien et micro hydraulique).

    Formations aux particuliers et aux entreprises sur les nergies renouvelables.

    GEFER Groupe Eolien Francophone dEtudes et Recherches

    Ses principales membres franais sont le LSEE de lUniversit dArtois, lONERA, lIUT de Perpignan, le Pole Energie et Environnement du Languedoc Roussillon et Espace Eolien Dveloppement (EED)

    http://www.gefer.univ-artois.fr/

    Modules de formation professionnelle et universitaire caractre diplmant

    Formations sur onze domaines, tels que larchitecture du paysage, le contrle surveillance, la conduite d'un projet concret, llectronique de puissance, les machines lectriques, la maintenance, le mcanique, la normalisation, les rseaux et le stockage.

    IFOR (Institut de Formation de l'Environnement)

    aude.merrien.ecologie.gouv.fr 01 42 19 25 92 www.ifore.ecologie.gouv.fr

    "Conduite d'un projet olien": Sessions de formation dveloppement durable 2005 pour les agents des services dconcentrs de lEtat. En collaboration avec l'ADEMa, le Ministre de l'cologie et du dveloppement durable et la DG AFP.

    Formation sur la mthodologie du montage dun projet olien, et notamment les enjeux conomiques et nergtiques, impacts environnementaux, contexte rglementaire et administratif au niveau national et europen, acteurs, tapes, contraintes etc. Adress aux agents des services dconcentrs de ltat impliqus dans des projets oliens dans leur rgion.

    METROL Formations Energie

    44 rue de La Quintinie 75015 Paris Tl.:01 40 45 33 40 Fax : 01 45 32 53 12 Courriel : info@metrol.fr Philippe.rocher@metrol.fr

    www.metrol.fr

    Formations nergies Renouvelables Sminaires institutionnels (sessions Copper, Grand Eolien, Photon) et des colloques Formations profession ales a longue dure. Formatours (modules de formation thmatiques et dcentraliss)

    Le cabinet Metrol est un spcialiste dans lorganisation et lanimation des sessions de formation professionnelle, de sminaires, de colloques, de tables rondes et des missions dexperts. Il conoit et organise galement des actions daccompagnement des projets et programmes de promotion des Energies Renouvelables (information, sensibilisation), des Nouvelles Technologies de lEnergie et de la Matrise de lEnergie et de lEnvironnement.

    Universit de Corse- Facult de Sciences et Techniques

    Marc MUSELLI , MCF, Tlphone : 04 95 52 41 30 Email : marc.muselli@univ-corse.fr

    http://fst.univ-corse.fr

    MASTER SEER: "Systmes Physiques pour l'Environnement - Spcialit Systmes Energtiques et Energies Renouvelables (PRO-RECH)"

    Formation des spcialistes dans le domaine nergtique avec une spcialisation Energies Renouvelables. Les enseignements se partagent entre enseignants-chercheurs du milieu universitaire et enseignants professionnels.

    Universit de Montpellier

    Jean-Claude VAISSIERE Professeur, responsable de la formation Universit Montpellier II Place Bataillon 34095 Montpellier Cedex 5 Tl.: +33 (0)4 67 14 32 21

    http://thz.cem2.univ-montp2.fr/encs/index.php?option=com_frontpage&Itemid=1

    Formation ENCS ("Electronique, Nanotechnologies, Composants et Systmes") .

    Cette formation permet de dvelopper des comptences dans un vaste domaine allant de la microlectronique l'lectrotechnique, en passant par les composants lectroniques, les capteurs, les nanotechnologies, la fiabilit, l'optolectronique, les hyperfrquences, le traitement du signal, de la mesure et de l'nergie. Appui de l'exprience de trois laboratoires: CEM2, LAIN, LEM. Le parcours de recherche E est focalis sur la conversion dnergie (olien-photovoltaque)

    Universit Scientifique Paul Sabatier Toulouse III. IUT de Tarbes

    eric.marino@iut-tarbes.fr licence.ster@iut-tarbes.fr www.iut-tarbes.fr/licster

    Licence Professionnelle "Sciences et Technologies des Energies Renouvelables" STER.

    Formation de professionnels comptents dans le domaine de la gestion rationnelle de l'nergie et des nergies renouvelables

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    mailto:eurosun@club-internet.frhttp://www.eurosun-technology.fr/html/accueil.htmhttp://www.eurosun-technology.fr/html/accueil.htmhttp://www.eurosun-technology.fr/html/accueil.htmmailto:Philippe.rocher@metrol.frTl. : 01 40 45 33 40Fax : 01 40 45 33 44mailto:Philippe.rocher@metrol.frTl. : 01 40 45 33 40Fax : 01 40 45 33 44mailto:Philippe.rocher@metrol.frTl. : 01 40 45 33 40Fax : 01 40 45 33 44mailto:Philippe.rocher@metrol.frTl. : 01 40 45 33 40Fax : 01 40 45 33 44mailto:Philippe.rocher@metrol.frTl. : 01 40 45 33 40Fax : 01 40 45 33 44mailto:Philippe.rocher@metrol.frTl. : 01 40 45 33 40Fax : 01 40 45 33 44http://www.metrol.fr/mailto:marc.muselli@univ-corse.frhttp://fst.univ-corse.fr/http://thz.cem2.univ-montp2.fr/encs/index.php?option=com_frontpage&Itemid=1http://thz.cem2.univ-montp2.fr/encs/index.php?option=com_frontpage&Itemid=1http://thz.cem2.univ-montp2.fr/encs/index.php?option=com_frontpage&Itemid=1http://thz.cem2.univ-montp2.fr/encs/index.php?option=com_frontpage&Itemid=1mailto:licence.ster@iut-tarbes.frhttp://www.iut-tarbes.fr/licster

  • Certaines universits ou coles dingnieurs ont mis leurs expertises varies au service de formations sur les nergies renouvelables, le dveloppement durable et la gestion de lnergie, et ont donc des liens avec lnergie olienne. Ces programmes de formation initiale des universits sont proposs en formation continue, soit par lintgration dans les groupes de formation initiale, soit par amnagements spcifiques de cursus.

    En dehors des formations diplmantes proposs par les coles et universits, quelques partenaires publics et privs sont amens recourir dautres formations parfois organises en interne pour rpondre des besoins spcifiques.

    Sur le site Internet du CLER (Rf. 81) on retrouve un recensement des formations initiales et continues en matire olienne. Parmi les formations initiales, on observe un nombre important de licences et de masters concernant la matrise de lnergie et les nergies renouvelables.

    En ce qui concerne les formations continues, lADEME (Rf. 78) anime deux modules pour des publics varis (professionnels, ingnieurs, techniciens, volontaires, dcideurs...).

    Par ailleurs, la socit Metrol (Rf. 93) est un organisme de formation professionnelle sur les nergies renouvelables. Elle conoit, organise, anime et value des sessions de formation, des sminaires, des confrences et des colloques. Elle soccupe galement de llaboration et du suivi de formations professionnelles de longue dure.

    Dautre part, une formation complte sur les diffrents aspects de lnergie olienne doit tre appuye sur la recherche car ces sujets voluent trs vite. En novembre 1999, une premire approche de structuration Recherche Formation sur lnergie olienne a t dj envisage, avec la cration du Groupe Eolien Francophone dEtudes et Recherches (GEFER). Ses principales membres franais sont le LSEE de lUniversit dArtois, lONERA, lIUT de Perpignan, le Ple Energie et Environnement du Languedoc Roussillon et Espace Eolien Dveloppement (EED).

    Son objectif consiste fournir une information et une formation scientifique, technique et professionnelle pluridisciplinaire. Afin daccomplir ces objectifs, il a t cr une Universit Virtuelle de lEolien, gre par le LSEE de lUniversit dArtois, comme outil scientifique et technique accessible tout le monde, en particulier aux membres de la communaut francophone de lnergie olienne. Cela est plus largement dtaill sur le site Web du GEFER (Rf. 94).

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  • D. Tche 3 : Etude comparative de la recherche et de la formation dans le domaine olien en Europe.

    Le but de cette tche est de comparer les niveaux des diffrents pays tant du point de vue de la recherche et dveloppement que des formations dispenses. Cette tche appuiera notamment les suivantes pour obtenir une bonne vision du positionnement de la recherche et dveloppement en France. En pralable la comparaison des systmes de recherche et de formation, il est utile de comparer la situation des industries franaises et trangres pour mieux comprendre le contexte dans lequel se placent recherche et formation.

    D.1. Lindustrie olienne.

    D.1.1.

    D.1.1.1.

    Lindustrie olienne franaise.

    Dans le domaine de lnergie olienne, la France souffre dune insuffisance de politique qui handicape lmergence des entreprises industrielles de premier rang. Nanmoins, tirant parti de laugmentation rapide du march de lolien, plusieurs entreprises acquirent un savoir-faire grandissant et renforcent leurs positions. Il en est ainsi, par exemple, avec Jeumont Industrie, Vergnet, Leroy-Sommer et Rollix-Defontaine.

    De nombreux fabricants franais sont reconnus sur le plan international, surtout dans les secteurs des composants dun arognrateur, comme la gnratrice, les pales du rotor, les couronnes utilises pour la rotation du rotor ou lorientation des pales et de la nacelle.

    En France, le retard industriel en matire olienne ne permettra pas court terme de crer autant demplois que dans autres pays leaders dans ce domaine. Cependant, aujourdhui, la filire olienne franaise a dj permis de crer quelques centaines demplois (denviron 400 emplois) (Rf. 20). Linstallation de 10 000 MW dici 2010 permettra den crer plusieurs milliers demplois (directs et indirects) (Rf. 20). En se basant sur les 45 000 emplois crs en Allemagne pour 12 000 MW la fin 2002, on peut extrapoler le nombre demplois qui seront crs par un parc franais de 10 000 MW un nombre minimum de 10 000 emplois, en tenant compte du retard industriel actuel de la France (Rf. 4). Ces emplois profiteront notamment lconomie rgionale, aux petites et moyennes entreprises. Ils concernent principalement la fabrication doliennes et de composants spcifiques (mts, pales, gnratrices...), linstallation des oliennes (tudes, gnie civil, connexion au rseau), lexploitation et la maintenance, la recherche et dveloppement (R&D). En outre, le dveloppement de la filire incitera les fabricants trangers construire des usines en France.

    Les principaux constructeurs franais

    La France possde deux constructeurs nationaux proposant des oliennes sous leur marque : Vergnet et Jeumont Industrie. La forte croissance mondiale du march des grandes installations oliennes saccompagne dune augmentation de la puissance moyenne des oliennes. Le dveloppement des grands arognrateurs constitue alors un grand dfi technologique relever.

    Tenant compte du Programme de Recherche et Dveloppement Technologique de lADEME (Rf. 30), il est peu probable de voir merger un acteur majeur dans le grand olien en France. La prise de participation rcente dAREVA dans REPower (Allemagne) confirme que lindustrie franaise ne pourra combler son retard que par acquisition. Nous prsentons ici les principaux industriels franais lis au monde olien en fonction de la puissance des oliennes fabriques.

    a. Eoliennes de petite puissance. La socit franaise Vergnet est le leader mondial dans la construction doliennes de petite et

    moyenne puissance (de 20 275 kW) technologie de mt rabattable pour un march particulier (zones cycloniques, pays en voie de dveloppement). Depuis de 25 ans dexprience dans le montage et la gestion de projets dans ce domaine, le bilan dactivit de Vergnet dans lolien est loin dtre ngligeable (2000 oliennes installes dans le monde).

    Tout en restant dans la gamme des puissances modres, Vergnet est contrainte de rechercher laugmentation de puissance unitaire des machines. Vergnet travaille actuellement au dveloppement -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

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  • dune machine de 850 kW, permettant de rendre exploitable un nombre plus important de sites quavec sa machine de 250 kW grce la rduction du cot du kWh (principalement par lamortissement des cots fixes sur un productible plus important).

    Ce constructeur franais cherche renforcer son activit commerciale lextrieur, principalement en trouvant des dveloppeurs canadiens et amricains pour porter ses machines dans les Carabes, selon Monsieur Marc Vergnet, prsident directeur gnral de Vergnet (Rf. 35). Pour autant, lavenir de la socit Vergnet semble brillant, bien que cette entreprise aurait sans doute des perspectives plus favorables si elle tait adosse un grand groupe.

    Lautre socit franaise spcialise dans la fabrication doliennes de petite puissance est Travere Arognrateurs. Travere Industries est charge de fabriquer et commercialiser linternational les oliennes de petite puissance conues par Travere Arognrateurs. Elle fabrique des arognrateurs allant de quelques centaines de watts 30 kW, pour llectrification de sites isols, pour le pompage et lusage domestique (Rf. 83).

    b. Eoliennes de grande puissance. Un autre industriel franais de lolien est la socit Jeumont Industrie, filiale 100% de Framatome

    ANP. Lentreprise est largement spcialise dans la fabrication dalternateurs, daimants supraconducteurs, de pompes primaires et de mcanismes de commande des grappes pour les racteurs nuclaires. Lactivit de construction doliennes ne reprsente pour linstant quune part rduite de son chiffre daffaires.

    Sur le march de lnergie olienne, Jeumont saffirme comme un acteur industriel spcialiste de la chane lectrique. Jeumont SA a ainsi dvelopp une olienne attaque directe et vitesse variable, la J48 de 750 kW en 2001, quipe dune gnratrice synchrone innovante de technologie discode aimants permanents et dun convertisseur lectronique qui permet le couplage au rseau et autorise le fonctionnement la vitesse variable du rotor. Cette technologie permet dobtenir des machines plus performantes et se distingue aussi de ses concurrentes par le concept de contrle de puissance par dcrochage arodynamique (au lieu du calage variable) (Rf. 23). Cest dans la gamme des puissances de plusieurs mgawatts que toutes les qualits de cette machine devraient sexprimer (lgret, performance et fiabilit due notamment labsence de rducteur) et permettre Jeumont de prendre des parts de march importantes sur le secteur de lolien en mer.

    Ainsi, Jeumont a acquis une crdibilit certaine sur le march franais et doit dsormais acclrer ses dveloppements pour rpondre aux besoins du march en oliennes de puissance suprieure 1.5 MW. Malgr son retard sur ses concurrents trangers, Jeumont soriente vers les marchs trangers o se situent les plus larges dbouchs. Les principaux partenaires de Jeumont Industrie en matire de recherche sont des bureaux dtude allemands et belges, faute de partenaires franais de haut niveau dans ce domaine.

    Cependant, la stratgie industrielle de Jeumont pour les annes venir dans le domaine olien reste claircir.

    Pour contribuer au dveloppement de lindustrie olienne franaise, lADEME a consacr un budget considrable la R&D sur lnergie olienne entre 1999 et 2003 (Rf. 23). Ainsi, par exemple, lentreprise Jeumont Industrie a t largement soutenue pour dvelopper la technologie de ses machines. Cependant, selon lADEME, les rsultats nont pas t compltement satisfaisants. Dans ce contexte, le dveloppement dune industrie propre de lolien parait quelque chose de difficile : le train est pass et il est trop tard pour dvelopper la technologie des oliennes terre de grande puissance.

    Cest dans ce contexte que sinscrit la prise de participation par AREVA dans REPower le 27 septembre 2005 hauteur de 21,1 %. REPower compte 560 employs environ et a gnr un chiffre daffaires proche de 300 milllions deuros en 2004. Ceci vient renforcer le positionnement dAREVA sur lolien puisque que ce groupe est dj prsent dans le transport de llectricit avec AREVA T&D. Actuellement, AREVA mne une rflexion stratgique sur son positionnement dans le secteur olien suite cette prise de participation.

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  • D.1.1.2. Dautres acteurs importants

    Si elle na pas de grand constructeur, la France dispose toutefois dentreprises qui se situent aux premiers rangs de lindustrie nergtique mondiale et qui ont les capacits dintervenir dans le secteur olien. La France compte aussi des entreprises matrisant quelques technologies clefs utiles aux oliennes.

    EDF est dans le peloton de tte des oprateurs lectriques. EDF Energies Nouvelles (anciennement SIIF Energies), filiale 50% du groupe EDF, mne un rle important dans le dveloppement, la construction et lexploitation de parcs oliens. Cette socit est devenue un acteur majeur du march mondial de lolien aprs avoir acquis Enxco, un des leaders du march olien aux Etats-Unis.

    Plusieurs grands groupes ptroliers ont entrepris ces dernires annes une diversification vers les nouvelles technologies partir de leur mtier de base. Tel est le cas du ptrolier Total qui a pris galement des positions dans lnergie olienne. Depuis la cration de la direction nergies renouvelables, le groupe a install des parcs dans le sud de la France mais aussi en Belgique, Espagne et au Royaume-Uni. Shell Wind Energy est galement sur les rangs. Cette filiale de Shell cherche dvelopper des parcs oliens dans le cadre de partenariats.

    SAIPEM (anciennement Bouygues OffShore) est fortement impliqu dans le domaine olien offshore. Le mtier de ptrolier et de gazier lui a confr un savoir-faire sur la ralisation des fondations flottantes. Elle a galement ralis une tude sur les solutions techniques qui seraient envisageables le long des ctes franaises (Rf. 30).

    Dautres industriels franais, dont les plus importants sont Leroy-Somer et Rollix-Defontaine, ont su tirer profit du dveloppement europen de lolien en fournissant aux fabricants trangers des composants essentiels : gnratrices, roulements, transformateurs, etc. On peut estimer quaujourdhui le chiffre daffaires de lindustrie olienne franaise en fourniture des composants est de lordre de 400 M, ce qui a gnr plus de 4 000 emplois nouveaux lors des cinq dernires annes (Rf. 4).

    Dans le crneau de la fabrication des pales, la France possde un acteur majeur, Rollix-Defontaine. Elle est devenue depuis dix ans le leader mondial des roulements des pales avec environ 50% du march mondial des oliennes rgules par pitch.

    Rollix, dpartement du groupe franais Defontaine, est un des spcialistes principaux de la conception et fabrication de couronnes dorientation et de roulements spciaux. Grce sa forte exprience et ses efforts permanents en R&D, Rollix-Defontaine possde le seul banc dessai dynamique au monde pour tester les roulements de pale (Rf. 31).

    Selon les paroles de Didier Borowski, Export Sales Manager de Rollix-Defontaine (Rf. 35), jusqu une date relativement rcente, linexistence du march franais a conduit cette entreprise axer son dveloppement lexportation (qui reprsente 95% de son activit). Ainsi, elle est aujourdhui reconnue dans de nombreux pays (Danemark, Espagne, Allemagne, Etats-Unis, Italie, Pays-Bas, Chine, Inde, Japon, ). Depuis quelques annes, cette socit attend le dcollage de lolien en France car il est assez dlicat pour elle de vendre les produits franais ltranger si elle a du mal les vendre en France. Toujours selon lavis de monsieur Borowski, limplantation rcente des principaux clients trangers sur le territoire franais est un signe positif qui finira par porter ses fruits.

    Preuve claire aussi de linexistence du march franais olien est la socit ATV. Cette socit, cre en 1988 sous la dnomination sociale dAtout Vent, tait lorigine un fabricant important des pales pour lolien. Aujourdhui, elle a diversifie son activit. Toujours prsente dans lolien, la socit propose une large gamme de pices et de services dans le domaine des matriaux composites pour diffrentes applications, tels que le nautisme, lindustrie, la pre-imprgnation de tissus, et le transfert de technologies (Rf. 35).

    Par son approche innovante, ATV a t lun des premiers fabricants pouvoir proposer des pales doliennes en carbone-epoxy un prix concurrentiel, grce la mise au point du procd One-shot (Rf. 84). Plus tard, la rduction des cots de matriel par lintgration dun banc dimprgnation et la diminution des temps de main duvre par une conception oriente process, lui ont permis de

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  • proposer des grandes pales hybrides verre-carbone-poxy, lorsque la majorit de la concurrence ne propose encore que des pales verre-polyester (Rf. 84).

    Cependant, selon monsieur Thierry Marchal, co-dirigeant de cette socit (Rf. 35), le march de lolien se restructure normment et tout le monde fabrique ses propres pales . ATV a alors t oblige darrter son activit grand olien et de vendre ses technologies des entreprises trangres. Ainsi, la socit Atout Vent a pass de raliser, la fin 1996, 97 % de son chiffre daffaires lexport faire 70% du CA fin 2003, et cette descente continue rapidement (Rf. 35).

    Dautre part, SEMA, constructeur reconnu de mts tubulaires pour plusieurs applications, se flicite de ne pas seulement travailler dans lolien (Rf. 35).

    On doit galement ne pas oublier les divers bureaux dtudes qui travaillent sur lnergie olienne, tels que Espace Eolien Dveloppement (EED), Cabinet Germa, Eoleres, SIIF Energies ou Valorem.

    Une autre activit a apport des rsultats intressants: la certification. Plusieurs travaux (Rf. 30) ont t confis au Bureau Veritas, notamment pour llaboration de rfrentiels de certification machine et projets. Ces tudes ont mis en vidence les lacunes des normes trangres (IEC par exemple) et plus particulirement des spcificits franaises qui devront tre prises en compte (Rf. 30). Selon le programme de RDT de la filire olienne de lADEME (Rf. 30), il faut aujourdhui valoriser ce travail et voir si les professionnels de la filire sont prts adopter de telles dmarches.

    Afin de discerner de manire plus prcise les besoins industriels de lindustrie franaise, nous allons tudier maintenant les industries oliennes trangres (lAllemagne, le Danemark, lEspagne et les Etats-Unis).

    D.1.2. Etat de lindustrie olienne mondiale

    Vers la fin de 2004 plus de 47 300 MW de capacit olienne fonctionnait dans 50 pays du monde, dont plus de 28 000 MW dans lUE, ce qui peut satisfaire 2,4 % de la demande de llectricit de lEU-15 (Rf. 37). Lindustrie olienne mondiale a augment sa capacit installe totale de 20 % en 2004, soit 7 976 MW installs en 2004, selon le Global Wind Energy Council (GWEC) (Rf. 85).

    Le march global olien est clairement domin par lEurope. En 2004, 72,4 % de nouvelles installations ont t faites en Europe (5 774 MW), tandis qu'en Asie, ce pourcentage est de 15,9 % (1 269 MW), suivie de lAmrique du Nord (6,4 % avec 512 MW) et du Pacifique (4,1 % avec 325 MW) (Rf. 85).

    Les pays ayant les capacits oliennes installes les plus leves sont lAllemagne (16 629 MW), lEspagne (8 263 MW), les Etats Unis (6 740 MW), le Danemark (3 117 MW) et lInde (3000 MW), selon les statistiques de le GWEC (Rf. 85). Ces cinq pays principaux reprsentent plus de 67 % de la capacit installe en 2004 et presque 80 % de la capacit totale dnergie olienne installe dans le monde entier. Un certain nombre de pays, y compris lItalie, les Pays Bas, le Japon et le Royaume Uni sapprochent des 1 000 MW (Rf. 86).

    En 2002, les fabricants europens contrlaient 90% du march mondial. Neuf des dix principales compagnies de fabrication des turbines oliennes sont europennes. Le graphique suivant prsente les parts de march des dix principaux constructeurs oliens mondiaux en 2002 : les danoises Vestas, NEG Micon et Bonus, les allemands Enercon, Nordex et Repower, les espagnols Gamesa, Made et Ecotecnia et lamricain GE Wind. Nous pouvons souligner labsence des fabricants franais dans cette classification mondiale

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  • Source EWEA (Rf. 38)

    La figure suivante montre les fabricants leaders sur les diffrentes segmentes de puissance en 2003, selon BTM Consult :

    Source : Rf. 39

    Toutefois, lindustrie olienne ne se limite pas seulement aux fabricants des turbines. Les bureaux dtudes et les exploitants des fermes oliennes commencent avoir des tailles intressantes. Les principaux dveloppeurs europens des parcs oliens sont : Airtricity (Ireland), Elsam (Danemark), Energia Hidroelectrica de Navarra (Espagne), Italia Vento Power CorporationIVPC (Italie), National Wind Power (UK), Nuon Renewable Energy Projects (Pays Bas), P&T Technology (Allemagne), Renewable Energy Systems (UK), SIIF Energies (France) et Windkraft NordWKN (Allemagne) (Rf. 41).

    Parmi eux, on observe que la socit franaise EDF Energies Nouvelles commence occuper une position non ngligeable au niveau europen. Cette compagnie, qui opre le parc olien le plus grand de Portugal (Pinheiro et Cabril), se focalise dans le choix demplacements potentiels en Europe (France, Italie, Espagne) et en Amrique Latine (Mexico et Brsil). Elle possde aussi des intrts aux Etats-Unis et en Scandinavie (Rf. 87).

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  • Selon lAssociation danoise de lIndustrie Eolienne (Rf. 39), la tendance dans cette industrie est la consolidation et la globalisation. La consolidation sest manifeste dune part par larrive de gants de lnergie sur le march olien (par exemple, General Electric en 2003, ou Siemens aprs le rachat de Bonus en fin danne 2004) et dautre part, par la recherche de la taille critique avec ltablissement des joint ventures et des fusions (par exemple, entre Vestas et Neg-Micon lan dernier ou le rachat de Made par Gamesa il y a deux ans).

    La tendance la globalisation se voit dans le nombre croissant des producteurs et des fournisseurs provenant de pays moindre cot de main-duvre, et dans le fait que lingnierie et la R&D se concentrent dans des pays industrialiss, tels que le Danemark.

    Un rcent article Rf. 40 regroupe de nombreuses informations sur ltat actuel du march de lolien dans le monde.

    D.1.3.

    D.1.3.1.

    Dtails par pays.

    Aprs cette petite introduction gnrale lindustrie olienne mondiale, la partie qui suit tudie plus en dtail les industries oliennes des pays o lnergie olienne joue un rle important : lAllemagne, lEspagne et le Danemark en Europe, et les Etats-Unis. Cette valuation nous servira dappui pour obtenir une bonne mise en perspective de lindustrie olienne en France.

    Cas de lAllemagne.

    Depuis 1999, lAllemagne a t le leader mondial en termes de capacit olienne installe et dnergie olienne produite. LAllemagne est aujourdhui la tte du march mondial de lnergie olienne. Il sest dvelopp une branche conomique importante qui emploie environ 59 000 personnes au total la fin 2004 (Rf. 43). Le graphique suivant montre la croissance de lemploi olien de lAllemagne.

    Figure : Croissance demploi dans lindustrie olienne allemande. BWE (Rf. 44)

    Le chiffre daffaires de lindustrie olienne en Allemagne a t plus important que dans tous les autres pays runis (Rf. 46).

    Selon lAssociation allemande de lEnergie Eolienne, la BWE (Bundesverband WindEnergie), la cration de valeur de lindustrie olienne allemande a t de 3,8 milliards deuros pendant lanne 2003, dont environ 58% correspond la cration de valeur de lindustrie olienne allemande ltranger. Le taux dexportation de lindustrie olienne allemande augmente en permanence et est dj de prs de 60 % chez les fournisseurs (Rf. 46). Par exemple, pour Enercon environ un quart de

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  • ses ventes se font l'export. Les composants fabriqus en Allemagne comme les rducteurs, les gnrateurs ou les pales de rotor sont intgrs dans des turbines danoises.

    Sur le graphique suivant, on peut voir la rpartition du march allemand de lnergie olienne. Enercon est le principal fabricant allemand de turbines oliennes avec une part de march denviron 33% en termes de puissance installe, suivi de Vestas Germany avec 23,5% du march, GE Wind Energy, REpower System et NEG Micon.

    Source : (Rf. 90)

    La BWE est un organisme clef de lindustrie olienne Allemande. Elle peut tre considre comme un lobby de lindustrie olienne. Les membres de la BWE sont trs divers, incluant des particuliers avec un intrt pour lnergie olienne, des oprateurs, des fabricants, des fournisseurs dindustrie dnergie olienne, des dveloppeurs, des avocats, des comptables et des experts techniques. La BWE rassemble toutes les donnes importantes concernant lnergie olienne. Elle finance galement des tudes et fournit des services de conseil. La BWE a t sensiblement impliqu dans la formulation de la loi sur les nergies renouvelables (EEG) (Rf. 41).

    D.1.3.2. Cas du Danemark.

    La trs puissante industrie olienne danoise est la premire du monde. Cette industrie sest dveloppe partir des constructions mcaniques pour lagriculture. Des nombreuses exploitations agricoles se sont dotes doliennes au dbut des annes 1970. Quand les grandes ambitions concernant limplantation de parcs oliens ont commenc en Californie au dbut des annes 80, les seules compagnies oliennes qui avaient une exprience industrielle substantielle taient les danoises. Comme rsultat, plus de la moiti de la capacit installe en Californie est dorigine danoise. Les succs remports aux tats-Unis lui ont donc permis daugmenter son avance sur les autres pays. Partant de ce succs, lindustrie olienne danoise actuelle sest dveloppe en mme temps que le march domestique danois. La stratgie de lindustrie danoise a t de se centrer sur la technologie particulire des arognrateurs multiplicateur et de progresser pas pas dans cette voie (Rf. 41). Cette technologie est diffrente de celle dautres entreprises comme Enercon en Allemagne ou Jeumont Industrie en France, qui ont choisi la technologie des arognrateurs sans multiplicateur.

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    Actuellement, lindustrie olienne danoise dtient 50 60 % du march mondial cumul (Rf. 44). Vestas est le leader mondial dans la production de la totalit des composants utiliss dans la fabrication des oliennes. Les autres grands industriels, Nordex, Neg Micon et Bonus, sont des ensembliers. En plus de ces quatre fabricants danois de grandes turbines commerciales, un certain

  • nombre dentreprises industrielles ont dvelopp une activit importante comme fournisseurs des principaux composants des turbines oliennes. LM Glasfiber est un des leaders mondiaux dans la production des pales de fibre de verre. Mita Teknik produit des systmes de contrle et de communication.

    Par ailleurs, les compagnies expertes dans la construction et lexploitation offshore des activits ptrolires et gazires offrent maintenant leur savoir-faire au dveloppement des parcs offshore. Les principaux consultants danois dans lutilisation de lnergie olienne sont BTM Consult Aps, E&M Data, Elsam Engineering, WEA ApS et Tripod ApS. Les compagnies de production dnergie : lElsam, lEnergy E2 et DONG ont commenc dans le monde de lnergie olienne comme dveloppeurs, propritaires, et oprateurs des fermes oliennes au Danemark.

    Il existe aussi deux organisations reprsentant les propritaires et les manufacturiers : le Danish Wind Turbine Owners Association (Rf. 91) et le Danish Wind Industry Association- DWIA (Rf. 92). Ce dernier est une association, qui reprsente aujourdhui presque 100% de la fabrication danoise de turbines mesure en MW, et approximativement, 80 % des compagnies avec des activits dans lindustrie olienne danoise.

    Le graphique suivant nous montre lvolution de lexportation de lindustrie olienne danoise par rapport aux exportations totales du Danemark.

    Figure : Exportation de la technologie olienne danoise . Danish Energy Authority (Rf. 44)

    Selon la Rf. 41, 84% de lnergie olienne danoise est export vers ltranger en 2003. Vestas est la compagnie leader sur le march mondial des oliennes en matire dexportation de sa production (Rf. 45). Le graphique ci-dessous montre les ventes des turbines oliennes danoises en MW depuis 1983 :

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    Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006 23

  • Compte tenu de lessor dautres fabricants dans le monde, lindustrie danoise a pour principal objectif de conserver ses parts de march (Rf. 41). Lavenir de lindustrie olienne danoise se concentre dans deux directions: la mise au point de turbines multimgawatt et leur adaptation aux fermes oliennes offshore. Les plus grands prototypes actuels sont la turbine de 4,2 MW de NEG Micon, qui a t construite fin 2003 dans le site de Hovsore (Rf. 41) et la turbine de 5 MW de REPower dont la premire installation a eu lieu sur le port de Elbehafen Brunsbttel, Schleswig-Holstein en septembre 20041.

    Cependant, il ne semble pas possible de rpliquer le succs danois ailleurs (Rf. 47), tant donne lavance technologique acquise par les Danois. Ceci ne serait dailleurs pas forcment souhaitable dans un march en consolidation : lmergence dun producteur de plus rduirait la taille des sries accessibles chacun et ralentirait la diminution des cots du kWh olien ( Rf. 46).

    D.1.3.3.

    D.1.3.4.

    Cas de lEspagne.

    Le secteur de lindustrie olienne en Espagne possde un grand potentiel. Avec un chiffre daffaires annuel denviron 3 milliards deuros, lnergie olienne est devenue une des priorits de ce pays. Une activit importante sest dveloppe dans tous les domaines, couvrant non seulement la fabrication complte des turbines mais galement la fabrication des composants (pales, gnrateurs, multiplicateurs, tours et sondes), linstallation, lentretien et lingnierie aussi. Ainsi, environ 30 000 emplois ont t crs (Rf. 48).

    Les possibilits de fabrication domestique sont estimes plus de 1 900 MW/an (Rf. 41). Les principales compagnies oliennes en Espagne sont Gamesa Elica, Ecotcnia, Izar-Bonus, NEG Micon et de GE Wind Energy. De nouveaux fabricants, comme MTorres et EHN (nouvellement renomme Acciona Energia), mergent. DeWind, Nordex, et Enercon lancent galement leurs activits en Espagne. Approximativement, 400 compagnies sont impliques dans ce secteur.

    Les deux compagnies espagnoles Gamesa Elica et Ecotcnia se situent parmi les dix premiers fabricants mondiaux.

    Gamesa Elica est la principale compagnie sur le march espagnol. Elle fabrique des turbines de puissance comprise entre 660 kW et 2 MW, ainsi quune majorit de composants (par exemple, lames, nacelles, botes de vitesse, tours). Gamesa Energia est galement lun des dveloppeurs principaux de parcs oliens en Espagne, et dans dautres pays comme la Chine, lAllemagne, lItalie, le Japon, le Portugal, et les Etats-Unis. En 2003, Gamesa a achet la compagnie Made, une des compagnies leaders en Espagne. Depuis 1982, Made a dvelopp dix modles diffrents de turbines oliennes, stendant de la premire conception de 24 kW la rcente machine de 2 MW.

    Ecotcnia a commenc ses activits dans la technologie olienne en 1981, et a acquis maintenant plus de 20 ans dexprience dans ce champ. Cette compagnie a rcemment ouvert une nouvelle officine en France.

    Dans le secteur du petit olien, Bornay est la compagnie leader, avec un dveloppement active en Espagne. Bornay fabrique des turbines de 60W 6kW. Dautres compagnies telles quArtesa et Ecotcnia fournissent des petites turbines oliennes en sappuyant sur les technologies trangres de Vergnet ou de Bergey.

    Cas des Etats-Unis

    Sept compagnies fabriquent actuellement des turbines oliennes aux Etats-Unis, dont deux sont ddies aux turbines de plus de 50 kW et les cinq autres sont plus focalises sur des turbines de moins de 50 kW. De plus, de nombreuses entreprises sont ddies la fabrication des composants, le dveloppement des projets et la fourniture de services dingnierie et dquipement.

    1 http://www.repower.de/fileadmin/download/pressemappe/uk/Installation 5M.pdf

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  • Le march amricain est domin par la machine de 1,5 MW de GE Wind Energy, qui fournit plus de la moiti des capacits installes chaque anne. Elle est suivie par Vestas, qui fourni des machines comptabilisant 386 MW de capacit installes. Mitsubishi, NEG Micon, et Bonus ont galement des parts de march aux Etats-Unis, alors que Suzlon (Inde) et Gamesa ont install leurs premires turbines en 2003.

    Parmi les dveloppeurs de projets oliens ont distingue FPL Energy, PPM Energy et Shell Wind Energy.

    L'Association Amricaine de lEnergie Eolienne (AWEA) est le cur de l'industrie olienne Amricaine. Elle reprsente des dveloppeurs des parcs oliens, des fabricants, des utilitaires, des consultants, des financiers et des chercheurs. Lassociation fournit des informations jour et prcises sur des projets oliens fonctionnant dans le monde entier, des nouveaux projets, des compagnies travaillant dans le domaine olien, le dveloppement de la technologie et les politiques.

    Chaque anne, lAWEA accueille Windpower, la plus grande confrence d'nergie olienne dAmrique du Nord.

    D.1.4. Conclusion : lindustrie franaise par rapport celle des pays tudis

    Les enjeux conomiques de lindustrie olienne sont devenus considrables depuis quelques annes. Les pays, o le dploiement de lnergie olienne a t important, ont dvelopp une industrie olienne trs forte et sont devenus de grands exportateurs. Cela permet daffirmer que lindustrie et lemploi se dveloppent o le march dcolle. Le Danemark joue un rle trs important sur la scne olienne europenne. Les fabricants danois ont multipli leur chiffre daffaires par dix depuis une dizaine dannes. En 2004, la quasi-totalit de la production danoise a t destine lexport, apportant au pays devises et emplois. Lindustrie allemande, malgr la diminution de son march national, reste trs solide avec des fabricants comme Enercon, Repower et Nordex. Troisime grande industrie europenne, lolien en Espagne est une industrie en forte croissance.

    Des pays europens cherchent rattraper leur retard par rapport ces leaders du march, en adoptant des objectifs importants de dploiement de lnergie olienne ou des nergies renouvelables en gnral. Le Royaume-Uni sest lanc dans un programme important de dveloppement de son potentiel offshore. Le Portugal sest fix comme objectif dinstaller 3 750 MW en 2010 (Rf. 39). Les pays membres qui ont rejoint lUE en mai 2004 ont aussi adopt des objectifs importants. Les marchs les plus prometteurs pour lnergie olienne qui ont merg jusqu maintenant sont la Pologne, la Hongrie, lEstonie et la Lettonie.

    Dans ce contexte mondial, si lon considre labsence de constructeur national comme un fait acquis pour une dure assez longue, la lacune principale actuelle de la filire olienne franaise rside dans le manque defficacit pour dployer un parc significatif.

    Actuellement, la France dispose de fortes comptences techniques et technologiques en matire olienne, renforces rcemment par la prise de participation dAREVA dans REPower. Les marchs qui pourraient souvrir lindustrie nationale dans le domaine de lolien sont de deux ordres. Dune part la construction proprement dite doliennes et dautre part, le dveloppement dactivits dans ses composants qui reprsentent dores et dj un atout de lindustrie franaise.

    La premire voie ne pourrait tre suivie que par le rachat dun constructeur tranger et limplantation en France dusines de fabrication de compagnies trangres cherchant se rapprocher de leur march (tant donne la complexit du transport de grandes oliennes). Dans les deux cas cela suppose que le march franais ait un volume suffisamment important. Lavance des autres pays est telle quil serait illusoire de vouloir re-dvelopper la technologie au niveau national et de plus inefficace en termes conomiques de ne pas exploiter les potentialits du march commun europen. AREVA a donc anticip la croissance du march franais en se positionnant sur le march des oliennes de grande puissance.

    Pour la seconde voie en revanche, la matrise de composants essentiels des turbines par des entreprises franaises peut permettre notre industrie de retrouver une place sur la scne industrielle

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  • mondiale si le march intrieur se dveloppe, de faon similaire ce qui sest produit en Espagne. Ces atouts sont renforcs par des comptences spcifiques dans le domaine des plate-formes ptrolires (SAIPEM, Total par exemple) qui peuvent permettre dattaquer le segment de march de lolien offshore qui nest pas encore mature aujourdhui et donc sur lequel nous ne sommes pas en retard. Mais cela suppose l aussi davoir acquis au pralable une solide exprience sur lexploitation et la fiabilisation des machines terre, les cots de maintenance offshore tant trs levs.

    Pour dvelopper lutilisation de lolien en France, la filire industrielle olienne nationale essaie de sorganiser. Ainsi, lors du Plan Climat, il a t annonc que la loi d'orientation sur l'nergie, rcemment vote, vise instaurer un Comit National Eolien . Ce comit mnera une rflexion sur la politique en matire d'nergie olienne afin de crer une filire conomique porteuse. Il devra notamment effectuer le bilan du dispositif rglementaire mis en place en France, et en particulier l'application de la circulaire du 10 septembre 2003 adresse aux prfets concernant la promotion de l'nergie olienne. Il analysera la pertinence des instruments de politique de soutien l'olien, tant un niveau rglementaire qu'conomique, et identifiera les leviers d'actions pour favoriser le dveloppement de l'olien en France.

    Selon le SER, lide de crer un Comit National Eolien est devenue essentielle pour assurer la russite du programme olien. Les objectifs principaux accomplir par ce Comit Eolien seront :

    Statistique et tableaux de bord sur les projets (nombre de projets en cours dinstruction, de projets dlivrs, dautorisations dexploitation, ), les schmas directeurs et les raccordements aux rseaux.

    Recensement et suivi des tudes en cours. Ralisation de cartographies. Servir dinstance de mdiation pour rsoudre les blocages, les conflits locaux, et les difficults

    ventuelles dinterprtation du cadre rglementaire. Proposition dvolution du cadre lgislatif ou rglementaire ou simplement de diffusion du cadre existant.

    Suivi de la ralisation des objectifs de la directive 2001/77 et de la PPI. A ce jour, le comit national olien n'a pas encore t cr.

    D.2. Lactivit de recherche lie lolien Venons-en maintenant la comparaison du niveau auquel se situe la recherche franaise par rapport

    celle des principaux pays oliens. De manire analogue ltude de lindustrie que nous avons prsent prcdemment, cette partie vise donner une valuation des dispositifs de recherche et dveloppement de diffrents pays pour mettre en perspective la situation franaise.

    D.2.1. Cas du Danemark.

    Le Ris National Laboratory (Rf. 89) est linstitut de recherche qui possde la plus ancienne exprience internationale dans le dveloppement de la technologie des turbines et de lvaluation des ressources oliennes. La recherche sarticule autour des thmes suivants : les ressources oliennes, la conception des turbines oliennes, les systmes lectriques, le contrle, lintgration et les aspects sociaux et du march. Dans le chapitre E.5.2.1.5, on retrouvera une analyse dtaille des axes de recherche de Ris National Laboratory.

    En mai 2002, Ris a form un consortium avec le Technical University of Danemark (TUD), lAalborg University (AaU) et le Danish Hydraulic Institute (DHI) (Rf. 41). Cette coopration se base sur celle existante avec TUD en matire darolasticit et avec AaU en matire lectrique. Lobjectif principal de ce consortium est damliorer la coordination entre la recherche, la formation et lindustrie.

    Par ailleurs, les compagnies danoises ont jou un rle pilote dans le dveloppement prcoce de la technologie olienne. Quand le gouvernement danois a institu un programme public financ de

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    26

  • recherche en matire dnergie olienne dans les annes 70, les compagnies danoises ont t largement impliques dans la recherche (Rf. 42).

    Un programme coordonn de soutien de la R&D dans le secteur olien au Danemark a commenc en 1976. Les projets se sont concentrs sur la fourniture dinformations sur la construction de grandes turbines oliennes impliquant les compagnies danoises dlectricit, le Ris et le TUD. Jusqu 1995, 10% du support du programme de recherche en matire dnergie a t consacr aux projets concernant lolien. Comme consquence, la R&D danoise a permis le dveloppement des turbines techniquement fiables la fin des annes 80. Aprs ce dveloppement de la technologie, des subventions ont permis le succs sur le march (Rf. 42).

    LAutorit de lEnergie Danoise, sous le Ministre des Affaires Economiques est responsable de ladministration du Programme de Recherche Energtique (EFP), qui contribue fournir les technologies requises pour limplmentation de la politique nergtique danoise. Il contribue galement au renforcement des exportations de technologies et dexpertises danoises. Quelques projets fonds par lEFP concernent lapplication, la dmonstration et le dveloppement des modles arodynamiques avances, les moyens de prdiction et la technologie des matriaux utiliss dans les pales des turbines ainsi que le dveloppement de mthodes dessais. En 2002 le gouvernement a dcid de consacrer un budget pour ce programme de recherche de 110 millions de DKK (20 millions de DKK (2,69 millions d) en 2003 et 45 millions de DKK (6,05 millions d) en 2004 et 2005) aux projets stratgiques de recherche en matire dnergie renouvelable (Rf. 41).

    Les oprateurs du rseau de transport (ELTRA et Elkraft) subventionnent galement des programmes de R&D ( Program of the Transmission System Operators PSO) pour des projets non commerciaux concernant des technologies nouvelles, dont lnergie olienne. Du budget annuel de 100 millions de DKK (13,44 millions d), approximativement 10% a t dirig vers lnergie olienne (Rf. 41). La baisse des cots, la fiabilit des turbines, la rgulation, les prvisions de production, la maintenance et les impacts sur lenvironnement constituent certaines des priorits.

    Puisque le Danemark est un pays petit, sa stratgie est demployer la coopration internationale et de se focaliser sur les secteurs dans lesquels le Danemark a des forces et des potentiels spciaux. Cest pour cela que lnergie olienne se montre comme un des secteurs principaux o doit se focaliser leur R&D nationale.

    D.2.2. Cas de lAllemagne.

    Plus dune cinquantaine duniversits allemandes sintressent lnergie olienne, soit dans le domaine de la recherche, soit dans celui de lenseignement. Parmi eux, on retrouve T BERLIN (Groupe de Travail Eolien de lInstitut arospatial), Uni-STUTTGART (linstitut de construction aronautique), Uni-OLDENBURG (laboratoire dnergtique), Uni-KASSEL (linstitut dlectrotechnique) et Uni-HANOVER (construction mtallique oriente vers le problme des tours).

    LInstitut Allemand dEnergie Eolienne, le DEWI (Deutsches Windenergie-Institut GmbH) (Rf. 90) excute toutes sortes de services de mesure, danalyse de lnergie, de conseil et de formation technologique, conomique et politique pour lindustrie, les dveloppeurs des parcs oliens, le gouvernement et les associations du domaine olien. DEWI est commercialement en activit dans 34 pays et plus de 25% des clients de DEWI sont trangers. Rcemment, DEWI a continu son expansion internationale par louverture dune agence en France, ce qui montre son espoir de voir dcoller la filire olienne dans notre pays.

    Il ne faut pas oublier lexistence dimportants organismes de mesure, de certification et dessai. Le Germanischer Lloyd est un trs clbre organisme de certification des turbines oliennes allemandes. Son rle a t similaire celui du Ris au Danemark dans les premires annes. Dautres organismes importants sont Tv-Nord (organisme de vrification technique), Windtest (organisme qui regroupe les centres de tests de Grovenbroich et de Kaiser-Wilhehlm Koog).

    FGW Frdergesellschaft Windenergie est une socit de promotion de lnergie olienne fonde en 1985, lorsque les premires grandes installations oliennes ont t construites. Aujourdhui, le FGW est une institution reconnue qui agit comme intermdiaire pour des entreprises et des institutions de -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    27

  • recherche, visant la coordination effective des aspects techniques, conomiques et politiques de lutilisation de lnergie olienne en Allemagne.

    Le FGW joue un rle important dans la promotion de la recherche et le dveloppement olien, propose des recommandations et des stratgies, promeut des activits, des cours et des confrences.

    D.2.3.

    D.2.4.

    Cas de lEspagne.

    Les centres et les universits impliqus dans des projets de R&D ont augment leurs activits depuis 2003. Lindustrie olienne en Espagne a un fort caractre innovateur et contribue largement lvolution de la R&D dans ce secteur.

    Lorganisation publique principale de recherche et dveloppement technologique en matire olienne en Espagne est le CIEMAT ( Centre de Recherches nergtiques, Environnementales et Technologiques ). Au sein du CIEMAT, le Dpartement dEnergies Renouvelables mne des activits de R& D sur linvestigation et le dploiement de la technologie des arognrateurs de petite puissance (

  • et 1980, dun Atlas National Eolien qui est encore aujourdhui utilis dans une forme mise jour (Rf. 51).

    Grce au dveloppement de mcanismes incitatifs et de rgulations, la Californie est devenue un indicateur du dveloppement de lnergie olienne entre 1981 et 1985. Les premires turbines commerciales taient de taille petite pour viter les risques lis au manque doutils fiables de modlisation et de conception. Ces premires turbines de Californie provenaient de compagnies amricaines, mais rapidement des technologies europennes, principalement danoises et allemandes, ont captur des parts de march importantes. En 1986, comme consquence du dclin des crdits dimpts, la plupart des fabricants amricains ont fait faillite (Rf. 51).

    En 1990, le programme a refocalis ses activits en dveloppant une stratgie nouvelle construite en collaboration avec lindustrie. Un lment important de cette stratgie tait dlargir lutilisation de lnergie olienne au-del de la Californie en augmentant la comptitivit de cette industrie.

    Le programme Advanced Wind Turbine (AWT) a t initialis par le DOE en 1990 pour aider lindustrie olienne incorporer des technologies avances dans la conception des turbines. Comme rsultat, ces configurations avances ont permis des amliorations substantielles dans la performance, la fiabilit et le cot de cette nergie (Rf. 51).

    Le dernier Programme de lEnergie Eolien du DOE a t lanc en novembre 2004. Sa mission est de soutenir la Politique Energtique Nationale pour la priode 2005-2010 afin daugmenter la viabilit et le dploiement des nergies renouvelables.

    Ce programme focalise la recherche sur deux secteurs : la viabilit de la technologie et ses applications. Concernant la viabilit de la technologie, les deux laboratoires principales du DOE, le National Renewable Energy Laboratory (NREL) et le Sandia National Laboratories (Sandia) , travaillent avec des industriels pour dvelopper des technologies avancs et rduire les cots. Par exemple, les chercheurs du NREL travaillent avec le fabricant GE Wind Energy pour dvelopper une turbine multi-mgawatt avance qui permette dexploiter les faibles vitesses de vent. Le principal centre de recherche du Wind Program est le National Wind Technology Center (NWTC), situ au Colorado (Rf. 51).

    La recherche en matire d'nergie olienne conduite par ces deux laboratoires est divise en trois catgories :

    Recherche applique : larodynamique, la turbulence, la modlisation numrique. Dveloppement de nouvelles turbines : dveloppement des turbines pour des vitesses de vent faibles, des composants avancs, des systmes isols. Recherche et essai coopratifs : lintgration aux rseaux, des ressources oliennes.

    Ainsi, le programme entend fournir l'industrie une technologie olienne avance, visant une meilleure intgration de lolien dans les rseaux et une meilleure fiabilit

    Dautre part, un nombre important de facteurs non lis la technologie ont dynamis le march amricain. Parmi eux on distingue le Federal Production Tax Credit (PTC) (qui assure un crdit de 1,5 centimes de $/kWh olien), des normes sur les technologies renouvelables et un march croissant pour lachat dlectricit verte.

    D.2.5. Conclusion : loffre franaise de recherche par rapport aux autres pays.

    Cette analyse de loffre de recherche olienne dautres pays nous a permis de percevoir un certain nombre de faiblesses, non seulement en termes de moyens mais galement de faiblesses relatives lorganisation, aux rles des diffrentes structures, lorientation des recherches en fonction des priorits nationales et la rpartition des rles entre recherche publique et prive.

    Tous les pays que nous venons dtudier prsentent des dispositifs nationaux de recherche, dveloppement et innovation scientifique et technologique organiss. Premirement, ils ont dgag des programmes de recherche prcis et orients, permettant de rassembler les comptences domestiques.

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  • Ils se sont galement dots dun organisme de comptences techniques et scientifiques, tels que le Ris au Danemark, le DEWI en Allemagne ou le CIEMAT en Espagne, qui constituent un soutien la politique dinnovation olienne, et qui favorise le couplage entre recherche publique et prive de chaque pays. Ainsi, nous pouvons mettre laccent sur les consortiums crs entre diffrents laboratoires consacrs aux thmatiques diverses de lolien pour mieux changer des connaissances et mieux coordonner lensemble de la filire. Un exemple intressant est donn par le consortium form au Danemark entre Ris, le TUD, lAaU et le DHI.

    Dautre part, nous pouvons observer que cest bien lindustrie de l'nergie olienne qui tire la recherche dans ces pays. Larticulation entre la recherche publique et prive y est importante.

    Il parat alors ncessaire que la R&D franaise sur lnergie olienne soit mieux oriente. Il est ncessaire de rflchir aux conditions de coordination entre les diffrentes parties prenantes de la recherche et de linnovation. Le rattrapage du niveau de nos partenaires ne pourra se faire que si la recherche est dynamise par le dveloppement massif du parc olien en France : en labsence de lmergence dindustriels franais importants dans le secteur elle ne saurait trouver le soutien ncessaire.

    D.3.

    D.3.1.

    Loffre de formation Passons enfin la comparaison du niveau auquel se situe loffre franaise de formation par rapport

    celle des principaux pays oliens. De manire analogue aux paragraphes prcdents, cette partie vise donner une valuation de loffre de formation de diffrents pays pour mettre en perspective la situation franaise.

    Loffre europenne de formation

    En Europe, un certain nombre duniversits et d'organisations offrent des cours sur lolien.

    On peut commencer par remarquer au niveau europen la cration de lEuropean Academy of Wind Energy, EAWE2 (Rf. 95) la fin 2003. Il sagit dune acadmie de coopration entre des instituts de recherche et des universits de quatre pays (lAllemagne, le Danemark, la Grce et les Pays Bas) en matire de R&D olienne. Lacadmie a t fonde pour formuler et excuter des projets communs de R&D et pour coordonner une recherche scientifique et une ducation de haute qualit sur lnergie olienne au niveau europen. Des sminaires, des cours et des rencontres internationales sont les supports de la formation des chercheurs, des tudiants, des ingnieurs et des industriels.

    LEAWE inclut actuellement 11 entits, reprsentant plus de 80% de lactivit de recherche long terme dans le domaine de lnergie olienne. Le graphique suivant montre les principaux partenaires de lEAWE:

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    2 A ne pas confondre ni avec lEWEA, ni avec lAWEA.

  • Source : EAWE (Rf. 95)

    Dautres agences internationales proposent des enseignements dans le domaine de lnergie olienne, comme par exemple, lEUREC ou lEWEA.

    Dans le pays pionnier de lnergie olienne, on distingue en matire de formation le Danish Academy in Wind Energy (Rf. 96). DAWE est une nouvelle cole doctorale nationale fonde en 2002 par lAgence danoise de Recherche, fruit de la collaboration entre la Technical University of Denmark (DTU), lAalborg University (AaU), le Ris National Laboratory et le Danish Hydraulic Institute (DHI). La Technical University of Denmark offre un master spcifique sur lnergie olienne. Son but global est de renforcer la recherche dans ce secteur afin de maintenir et renforcer la position de lindustrie danoise.

    Dautres universits dispensent des formations en matire olienne, telles que le TU Delft (Wind Energy Section) (Rf. 97) des Pays Bas ou lUniversity of Newcastle (Wind Energy Group) en Australie (Rf. 98).

    Selon la British Wind Energy Association, au Royaume Uni la plupart des universits anglaises offrent des formations dans les secteurs de l'nergie renouvelable et de l'environnement, en tant qu'tudes universitaires suprieures, mais galement en tant que licences. Parmi elles, on distingue lInstitute of Energy and Sustainable Development (IESD) de lUniversit de Montfort (Leicester), lUniversity of Manchester Institute of Science and Technology, le Centre for Renewable Energy Systems Technology du Loughborough University, lUniversity of Reading, lImperial College, De plus, la compagnie Garrad Hassan propose des formations industrielles courtes (Rf. 99).

    D.3.2. Conclusion : loffre franaise de formation par rapport aux autres pays.

    La revue des formations les plus importantes existantes en Europe dans le secteur olien nous a permis dobserver une tendance assez forte crer des formations de haut niveau consacres spcifiquement lolien. Cette recherche est au service dune industrie puissante qui entend conserver son avance technologique.

    Dans ce contexte, on peut se demander sil est intressant pour nous de faire des efforts similaires de formation tant donn ltat actuel de la filire olienne en France. Notre industrie nest pas capable et na pas besoin aujourdhui dabsorber des ingnieurs et des docteurs forms uniquement lolien. Notre offre de formation dans laquelle lolien est enseign dans un cadre plus large (optimisation nergtique, nergies renouvelables par exemple) est adapte la situation actuelle.

    Si le dveloppement de cette filire se produit en France, et si notre industrie russit se renforcer cette occasion, alors loffre de formation nationale devrait connatre de nouveaux dveloppements pour rpondre aux spcificits multiples de la filire olienne.

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  • A contrario, les difficults rencontres pour concrtiser les projets oliens amnent penser quil faudrait dvelopper la formation vers les parties prenantes du raccordement au rseau et de lvaluation des projets. Il semble quil serait souhaitable de dvelopper des formations spcifiques notre culture, notre histoire et notre situation nergtiques pour faciliter le dveloppement de lolien et latteinte des objectifs nationaux. Ces formations pourraient tre diriges vers RTE et vers ladministration territoriale par exemple.

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  • Tche 4 : Identification des besoins industriels en Recherche et Dveloppement. E. Le but de cette tche est dtudier les besoins industriels franais qui sont divers et multiples. Par

    une consultation la plus large possible, on a cherch identifier un ensemble de points technologiques, et socio-conomiques sur lesquels la filire a des besoins.

    Cette tche est une tape importante pour identifier les domaines o persistent des manques ventuels en matire de recherche, pour tre capable de proposer des axes de travail et ides pour combler ces manques travers les changes europens.

    E.1. Introduction. Les besoins en matire de recherche sont conditionns par les lments suivants :

    les engagements ou objectifs gnraux de la France vis vis de ses partenaires ; ltat de la filire olienne en France, ceci inclut les acteurs de la filire, ses

    principales modalits de dploiement et les obstacles quelle rencontre ; les cots et tarifs de llectricit olienne ; ltat de la technologie des oliennes ; ce qui est dj programm ou propos par ailleurs dans dautres pays ou au niveau de

    lunion europenne. Ces cinq lments sont passs en revue dans cette partie. Concernant les acteurs de la filire olienne

    en France, les aspects industrie, formation et recherche ayant dj t tudis prcdemment on ne procdera qu quelques rappels et complments ce sujet.

    E.2. Les engagements franais

    La France sest fixe comme objectif, dans le cadre de la directive europenne 2001/77/CE du 27 septembre 2001 sur llectricit renouvelable (Rf. 1), de produire 21% de sa consommation dlectricit partir de sources renouvelables en 2010. Il faudra donc produire en 2010, 106 TWh dorigine renouvelable contre 71 TWh aujourdhui. Lolien devra reprsenter 75 % des 35 TWh dlectricit renouvelable supplmentaires en 2010, ce qui impose la mise en place dau moins 10000 MW oliens sur le territoire national (Rf. 2).

    Cette volont politique assez forte de dveloppement de la filire olienne dans laquelle la France est largement engage, sappuie sur des engagements plusieurs niveaux :

    Au niveau international : il sagit de respecter les engagements du Protocole de Kyoto sign en dcembre 1997, qui vise rduire pour 2010 les missions mondiales de gaz effet de serre.

    Au niveau europen : les objectifs du trait de Kyoto sont dclins dans le Livre blanc qui tablit une stratgie et un plan dactions communautaires : rduire les gaz effet de serre de 15 % par rapport 1990, grce aux sources dnergies renouvelables. Celles-ci devraient couvrir au moins 12 % des besoins en nergie primaire de lUnion europenne, au lieu des 6 % actuels.

    Aujourdhui, la France assure 78% de sa production dlectricit grce son parc de racteurs nuclaires, ce qui lui permet datteindre un taux dindpendance nergtique proche de 50%, lui garantissant une grande stabilit dapprovisionnement. Dans ce contexte, lobjectif ambitieux, quon vient de dtailler, a t adopt aussi bien pour diversifier le bouquet nergtique que pour stabiliser les missions de gaz effet de serre. Parmi les nergies renouvelables disponibles pour remplir lobjectif de la directive, lolien se prsente aujourdhui comme tant de loin la principale par rapport la production dlectricit dorigine solaire par exemple, qui pourtant est celle qui bnficie du plus fort potentiel de progrs en termes defficacit nergtique, de capacit dintgration aux btiments et de cot (Rf. 72).

    Ces engagements sont des acclrateurs du dveloppement de la filire en France et ne ncessitent

    pas en eux-mmes de travaux de recherche.

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  • E.3. Ltat de la filire olienne franaise

    E.3.1.

    E.3.1.1.

    E.3.1.2.

    Les acteurs de lolien en France

    Une liste assez exhaustive des acteurs de lolien en France est disponible sur le site Internet : www.suivi-eolien.com (Rf. 79).

    Le Colloque National de lEolien ralis Caen en dcembre 2004 a runi tous les professionnels et industriels de la filire olienne franaise, mais aussi les monteurs et financeurs de projets, les collectivits locales, les services de lEtat, les associations, les bureaux dtudes et les partenaires europens. Nous dtaillons ci-dessous les diffrents types dacteurs impliqus dans le dveloppement de cette filire nergtique.

    Les acteurs industriels de lolien

    Une des caractristiques essentielles de lolien en France est labsence dun grand constructeur doliennes. Ceci place notre industrie en difficult face ses concurrentes europennes, malgr lexistence en France de sous-traitants et/ou quipementiers importants du secteur.

    Comme on le dtaillera dans le chapitre D.1.1, les industriels franais sont en retard par rapport aux autres pays essentiellement parce quils sont privs dun march domestique significatif. La socit Vergnet est leader mondial du march des petites oliennes connectes des rseaux faibles, il nexiste aucun industriel franais sur le march des grandes oliennes.

    Les acteurs industriels de lolien peuvent tre classs en cinq catgories :

    Exploitants ou matres douvrage: propritaires ou industriels chargs de lexploitation dun parc.

    Matres duvre: industriels chargs de la ralisation et de linstallation dun parc. Par exemple : Abo Wind, Aerowatt, AtouVent, Cegelec, Eneria,

    Bureau dtudes : monteurs de projets ayant qualifi la ressource olienne. Par exemple : Abies, Abo Wind, Airele, ATV Entreprise, Innovent,

    Constructeurs doliennes : industriels fabriquant les arognrateurs. Par exemple : Bonus, Dewind, Enercon, GE Wind France, Jeumont Industrie, Nordex, Vergnet,

    Equipementiers : Leroy Sommer, Alsthom, Rollix Defontaine,

    Les organismes publics et associations Ils se rpartissent en trois grands groupes :

    Les institutions ou organismes publics franais qui sont impliqus dans les nergies renouvelables et en particulier, lnergie olienne. On peut citer par exemple, lAgence de lenvironnement et Matrise de lEnergie (ADEME), la DGEMP, la Commission de rgulation de lElectricit (CRE), le gestionnaire du Rseau de Transport de lElectricit (RTE),...

    Les associations ayant une action dans les nergies renouvelables et en particulier pour lnergie olienne. On trouvera, par exemple, dans cette catgorie des professionnels de lnergie olienne, France Energie Eolienne (FEE)(Rf. 80), le Syndicat des Energies Renouvelables (SER), Afineole (Association franaise des industriels de lolien), Le Comit de liaison des nergies renouvelables (Cler) (Rf. 81).

    Les associations dopposants. Diffrents groupes sopposent pour des raisons diverses lolien en gnral ou des projets locaux. Un schma assez frquent est celui dans lequel un groupe soppose initialement un projet local (pour des raisons souvent lgitimes, une olienne pouvant avoir t situe trop prs dune habitation par exemple), puis volue vers une opposition plus gnrique et de principe (en gnral nettement moins bien argumente) : les oliennes ne sont pas rentables ( linvestissement est important par rapport lnergie produite ), elles sont

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    34

    http://www.suivi-eolien.com/

  • bruyantes, elles sont gnratrices de CO2, ce sont des tueuses doiseaux, ce sont des arguments qui ont t entendu lors du colloque national de Caen.

    E.3.1.3.

    E.3.2.

    E.3.2.1.

    E.3.2.2.

    E.3.2.3.

    E.3.2.4.

    Les laboratoires de R&D.

    La recherche en France en matire dnergie olienne a un certain nombre de faiblesses en termes de moyens mais galement en termes dorganisation. Un faible nombre de laboratoires publics et privs est impliqu dans des programmes de R&D clairement tiquets nergie olienne. Ils sont de taille modeste et ne participent pas aux grands programmes de dveloppement technologique. De plus, il nexiste pas une structuration et coordination importantes entre les parties prenantes de la recherche et de la formation en matire olienne, faute de moyens mais aussi dune vision commune des grands objectifs stratgiques entre les diffrents partenaires et acteurs de la recherche.

    Ces diffrents acteurs nous sont apparus lors du colloque de Caen en manque dune ambition collective forte qui aille au-del de laffichage dobjectifs. Il semble que cette ambition ne puisse dcouler que dune volont politique plus marque, et qui semble difficile faire merger comme en tmoigne les alas que traverse la loi dorientation sur lnergie. Dans ce contexte, la R&D nest pas trs organise et encore moins fdre.

    Les principales modalits de dploiement de la filire

    Un projet olien suit une procdure administrative complexe qui prend en compte des aspects trs diffrents et assez nombreux tudier. Mener un projet olien est un processus long, qui requiert une grande quantit dtudes pralables.

    Le choix du site Le choix dun site est fonction des critres de slection favorables. La campagne de mesure doit

    intervenir trs tt. La mesure est ralise sur un mt de 40 m en gnral.

    Ltude environnementale Limplantation doliennes contribue modifier le paysage. La prise en compte de leur impact

    visuel dans un espace donn est fondamentale. Lintgration paysagre est le rsultat dune rflexion mener ds le dbut du projet. Ainsi, les projets oliens sont soumis la dlivrance dun permis de construire par le prfet, qui saccompagne obligatoirement dune valuation environnementale (tude ou notice dimpact) dote dune tude paysagre. Ltude dimpact comprend une analyse paysagre du site et une tude de linsertion du projet dans lenvironnement (paysage, eau, faune, flore, etc.). On ne peut donc pas implanter des oliennes partout : les lois de janvier et juillet 2003 noncent les rgles respecter pour concilier parcs oliens et protection des paysages et de lenvironnement.

    Les documents durbanisme Limplantation dun parc olien doit tre conforme aux rgles locales durbanisme. Or, le contexte

    du droit de lurbanisme est en pleine volution avec lmergence des nouveaux schmas de cohrence territoriale, plan local durbanisme (PLU), cartes communales, plans doccupation des dols (POS) et documents de modalits dapplication du rglement national durbanisme (MARNU).

    Lenqute publique Lenqute publique est dsormais obligatoire pour toute installation doliennes dpassant une

    hauteur de 25 mtres. Il sagit dune procdure qui permet dofficialiser la concertation locale et de recueillir lavis dune personne extrieure au dbat : le commissaire enquteur, qualifie et dsigne par une autorit indpendante.

    Par contre, cest le Prfet qui organise le droulement de lenqute publique. La procdure se droule avant la dlivrance du permis de construire. Sa dure est de un deux mois ventuellement prolongeable 15 jours. Le Prfet dsigne les communes concernes par le projet. Il pourra sagir de la commune dimplantation et des communes limitrophes ou encore toutes les communes situes dans un primtre de visibilit du parc.

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  • Il faut noter quaujourdhui certains projets mettent trs longtemps se voir assigner un commissaire enquteur.

    E.3.2.5.

    E.3.2.6.

    E.3.2.7.

    E.3.2.8.

    Le permis de construire Le permis de construire est la principale autorisation obtenir pour les oliennes de hauteur

    suprieure 12 m. Il est dlivr par le Prfet et cest le Maire de la commune concerne par le projet qui transmet le dossier aux services instructeurs, en donnant son point de vue sur le projet. Si lavis de la commune est ngatif, le Prfet peut bien sur passer outre, mais ce serait politiquement difficile. La commission des sites est en gnral sollicite, bien quil ne soit pas obligatoire. Cette commission est prside par le Prfet et comprend des reprsentants des services de lEtat, des lus locaux et des personnes qualifies. Cette instance joue un rle cl.

    Le raccordement au rseau lectrique Le raccordement au rseau lectrique demande des dmarches longues et complexes. Depuis la loi

    du 10 fvrier 2000, le rseau de transport de llectricit est gr par le Rseau de Transport de lElectricit (RTE), et les rseaux de distribution par les Gestionnaires du Rseau de Distribution (GRD) rgionaux.

    Si des travaux de renforcement de rseau sont ncessaires, ils ne sont pas la charge du producteur olien, mais ils sont mutualiss par le biais du tarif daccs aux rseaux que paient tous les producteurs. En revanche, le cot de raccordement est la charge du producteur olien.

    La premire dmarche de linvestisseur auprs du RTE est une demande dtude exploratoire qui fournit une premire valuation des possibilits techniques et des cots. Le producteur est enregistr dans une file dattente pour une dure limite. Il doit fournir des informations techniques et administratives, notamment la notification du dlai de permis de construire. A partir de ces informations, le RTE engage ltude dtaille comprenant la proposition technique et financire, base du contrat entre le gestionnaire du rseau et le producteur.

    Les difficults rencontres aujourdhui par les porteurs de projets tiennent au fait que RTE attend dans un premier temps de savoir si le projet est srieux, cest dire sil a obtenu son permis de construire. Ceci conduit mettre bout bout des dlais successifs au lieu de parallliser les tches. Ceci est important puisque les ventuels renforcements de rseaux sont, de faon analogue aux parcs oliens, des projets damnagement du territoire. Ils relvent donc de procdures longues et complexes avec enqute publique (Rf. 68).

    Les autres dmarches Le producteur dlectricit olienne aura encore dautres dmarches faire :

    Demande auprs du Prfet pour bnficier de lobligation dachat. Plus gnralement, il sagit pour le futur exploitant dobtenir un contrat commercial de vente de llectricit quil va produire. Ce contrat de vente peut provenir dun appel doffre (par exemple lappel doffres Offshore de 2004), la difficult consiste alors respecter les conditions sur les dates de mise en route des installations.

    Procdure de dclaration (si la puissance est infrieure 4,5 MW) ou dautorisation dexploiter faire auprs du Ministre charg de lnergie. Limportant est que cette autorisation soit purge de tout recours (Rf. 22).

    Conclusion La densit de ces tudes pralables prouve la complexit des dossiers dinstruction : la mise en place

    dun site olien est laboutissement dune rflexion de plusieurs annes, dans laquelle les paramtres environnementaux sont aussi importants que les paramtres techniques et conomiques. Cependant, une tude des obstacles et de la complexit des procdures administratives lies aux installations de production dlectricit dorigine renouvelable faite dans le cadre de lapplication de la directive europenne 2001/77/CE (Rf. 70), a montr quil ny avait pas de blocage particulier spcifique lolien du ct de ladministration.

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  • E.3.3.

    E.3.3.1.

    Les obstacles rencontrs par lolien.

    Divers obstacles et freins perdurent encore de nos jours et compliquent le dveloppement de la filire olienne en France. Nous allons essayer dans les paragraphes qui suivent didentifier ces obstacles techniques, environnementaux, administratifs et juridiques limplantation doliennes, le plus clairement possible.

    Les difficults du raccordement au rseau lectrique

    Selon la Rf. 82, le dveloppement de lnergie olienne se caractrise aujourdhui par :

    Une puissance disperse par petits lots. Les textes sur lobligation dachat limitent celle-ci, pour les installations de production dlectricit dorigine renouvelable, un plafond de 12 MW.

    Une puissance raccorder dans des zones sans consommation et o le rseau nest pas dimensionn pour ce raccordement. La capacit des rseaux peut tre limite par des contraintes de transit sur les rseaux de distribution et de transport. Lvacuation de ces fortes puissances impliquera un renforcement du rseau de transport, et notamment la construction de nouveaux ouvrages en haute et trs haute tension.

    Des demandes volatiles. Aujourdhui, RTE a des problmes lheure de faire de prvision de renforcement de ses rseaux au vu de la forte volatilit des projets oliens. Un plan de renforcement des rseaux ncessite dun consensus sur les implantations et puissances des productions oliennes moyen et long terme.

    Le dpartement de lAude illustre cette problmatique (Rf. 7): plus de 100 demandes de raccordement au rseau ont t dposes ce jour, pour un total dpassant 1 500 MW. Or, le rseau de RTE a t dimensionn pour une consommation de pointe de lAude denviron 250 MW. On ne pourra donc raccorder sans renforcer et modifier le rseau existant quun maximum de production olienne de 300 350 MW.

    La capacit daccueil est la puissance maximale dune installation de production qui pourrait tre raccorde un poste sans crer de contraintes de transit inadmissibles sur les lignes et transformateurs du rseau de transport. Cette capacit est fonction de la capacit de transit des lignes et transformateurs (variable selon les saisons) et des consommations et production dj existantes, elles-mmes variables tout au long de lanne.

    La capacit actuelle du rseau lectrique est dtermine par le gestionnaire du rseau de distribution (EDF ou Rgies locales) en accord avec le gestionnaire du rseau de Transport (RTE). Laccs au rseau ncessite linstallation de nouveaux quipements pour dvelopper la capacit du rseau. Les travaux de renforcement et dextension des rseaux sont la charge des gestionnaires de rseaux.

    La capacit daccueil du rseau de transport franais, compte tenu de la localisation potentielle des centrales oliennes, est de 6000 7000 MW alors que le total des capacits daccueil de lensemble des postes est de 120 000 MW environ (Rf. 82). A titre dillustration, la carte qui suit, issue dtudes (Rf. 82) sur lolien ralises par RTE dans le cadre de ses relations avec la CRE, montre les capacits daccueil globales du rseau de transport franais mi 2003 :

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  • Source : Rf. 82

    Dans ltat actuel de la rglementation, la capacit daccueil existant sur le rseau est attribue selon la rgle dite "du premier arriv, premier servi" (Rf. 9). Aussi, en labsence de renforcement du rseau, les gestionnaires de rseaux sont contraints:

    de mettre en place des files dattente par zone lectrique pour grer les trs nombreuses demandes de raccordement;

    le cas chant, dimposer aux producteurs des contraintes dexploitation destines garantir la sret du systme lectrique.

    Une nouvelle procdure de gestion des files dattente est mise en uvre par RTE et EDF depuis le 1er septembre 2001 pour mieux distribuer les capacits daccueil disponibles (Rf. 82). Cette nouvelle procdure reste trs rigide, du type proposition/accord ou refus et non pas recherche commune de la solution optimale . Jusqu il y a peu, les porteurs de projet navaient pas connaissance des critres dvaluation des projets (Rf. 82) : ils ne pouvaient donc mme pas deux-mmes adapter leur projet aux contraintes locales du rseau. La situation samliore donc de ce point de vue, mais beaucoup reste faire pour fluidifier linterface entre porteurs de projets et RTE.

    Il sagit l dun point de blocage essentiel de la filire. Nous renvoyons le lecteur lannexe H.3

    pour une analyse approfondie de la prise en compte de lolien dans le schma de dveloppement du rseau publi par RTE en 2003. La question du raccordement a donc t approfondie au travers de deux entretiens, lun avec RTE (Rf. 107), lautre avec ERD (Rf. 108). Dans le nouveau contexte li la libralisation du march de llectricit, le dploiement de lolien rencontre ou a rencontr divers obstacles mineurs du fait de lapprentissage collectif que ncessite cette transition ou bien du fait du fait du temps ncessaire pour ladaptation des normes en vigueur sur les rseaux aux spcificits oliennes. En revanche, lobstacle majeur que reprsente lobtention du raccordement au rseau de transport est clairement reconnu par nos deux interlocuteurs.

    En effet, si lextension dun rseau de distribution, y compris avec lobtention des autorisations administratives ncessaires pour accueillir de lolien, peut se faire en moins de deux ans, ce nest pas le cas pour une extension du rseau de transport qui ncessite plutt sept huit ans. Le dlai de deux ans est typiquement du mme ordre de grandeur que le temps de dploiement dun projet de parc olien, le raccordement dans ce cas ninduit pas de difficults majeures sur le projet olien. Il en va

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  • tout autrement sil faut prvoir une extension du rseau : le dlai de mise en service dpasse largement le dlai de construction du parc, et plus grave encore dpasse aussi la dure de validit de diverses autorisations comme le permis de construire (qui est de deux ans) ce qui empche le producteur de retarder la construction. Lannonce dun dlai de lordre de sept ans avant le raccordement signe en gnral larrt de mort dun projet. RTE est amen en ce cas proposer des solutions temporaires aux producteurs, en acceptant leur raccordement sans renforcement du rseau mais avec possibilit deffacement de puissance pouvant atteindre plusieurs milliers dheures par an.

    Une solution pourrait tre pour RTE danticiper le renforcement du rseau, ce que ce dernier refuse jusqu maintenant, car il a le devoir de minimiser ses cots dinvestissements et donc dtre sr que les ouvrages quil dploiera seront effectivement utiliss. La notion de ZDE cre par la loi dorientation sur lnergie de 2005 intresse donc RTE au plus haut point puisque cela laidera dans sa tche de planification. On peut toutefois raisonnablement penser que si des capacits rseau existent quelque part, cela crera un effet daubaine pour les promoteurs oliens et que les capacits seront alors utilises.

    En conclusion, il semble que les acteurs du secteur aient du mal faire merger un certain nombre de projections communes pour le futur qui soient partages et qui permettent dtablir des scnarios de planification. La recherche pourrait peut-tre uvrer pour tablir un certain nombre dlments utiles ce travail.

    E.3.3.2. Lintermittence de la production Face la complexit de ce problme de raccordement, tous les experts rencontrs ont admis que

    lintermittence de la production olienne tait un problme de deuxime ordre. Lolien est en effet une source dnergie intermittente puisque le vent ne souffle pas de faon constante. Ses priodes de production trs probables (jours venteux dhiver) correspondent cependant celles o la demande en lectricit est la plus forte sur les rseaux. Toutefois, on doit tenir compte du fait quen France, comme partout en Europe, le recours lair conditionn sest largement dvelopp, provoquant ainsi des pics importants de consommation en priodes dt. Le fait que lnergie olienne soit intermittente est un handicap fort quand on cherche donner lnergie olienne une part importante dans la production lectrique. Cependant, limplantation sur lensemble du territoire rduit significativement leffet global de cette intermittence grce au foisonnement (Rf. 15). Aujourdhui, lintermittence peut tre facilement compense en France par de modestes capacits de production de rserve, compte tenu des moyens garantis existants. Ainsi RTE (Rf. 82) estime 350 MW, les capacits de rserve nouvelles quil faudrait installer pour compenser les fluctuations de 6 000 MW oliens. Il est cependant exact quavec une puissance olienne suprieure typiquement 8 ou 10 GW, cette intermittence commencera poser des problmes significatifs qui pourront tre rsolus par la mise en place de capacit de rserve (de l'ordre de 500 MW pour cette puissance) ou par renforcement des interconnections internationales.

    Cette question fait lobjet de programmes de recherche qui portent notamment sur la prdiction prcise de lvolution de la puissance produite horizon de 24 48 h et sur la gestion dun grand nombre dunits de production dcentralises. Cette marge avant de rencontrer des problmes de gestion importants donne le temps la recherche de faire avancer les mthodes de prvision 24 ou 48 h. Ces prvisions sont essentielles pour les diffrents acteurs du march puisque le rseau doit en permanence quilibrer offre et demande. En consquence le march est organis pour pnaliser les producteurs qui ne respecteraient pas leurs annonces de production. La prvision de la production emporte donc de gros enjeux financiers.

    De la mme faon les problmes de gestion de la puissance ractive et du flicker sont ngligeables et

    en voie de rsolution satisfaisante sur les dernires gnrations de machines. Il sagit l dun problme de dveloppement lectrotechnique qui ne relve quasiment plus de la recherche de moyen terme. Enfin, il en est de mme pour la scurit des oliennes, le rapport (Rf. 71) qui tudie les conditions de scurit des oliennes ne mettant pas en vidence de travaux particuliers faire sur le plan technique. Ce rapport demande simplement lapplication des textes existants dont relvent les oliennes, ainsi que la transcription en droit franais de nouvelles normes internationales spcifiquement dveloppes pour ces dernires.

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  • E.3.3.3. Lenvironnement comme rvlateur denjeux et de conflits

    Lenvironnement constitue un lment rvlateur denjeux et de conflits. Paradoxalement, alors que pour beaucoup lolien est une nergie propre, renouvelable et cologique, les plus virulents de ses dtracteurs se fondent sur des arguments environnementaux pour en refuser son installation.

    Le dbat sorganise souvent autour de trois questions sensibles : lolienne est-elle belle ou laide ? Fait-elle un bruit insupportable ? Occasionne telle des accidents mortels pour les oiseaux ?

    Une premire catgorie darguments qui sexpriment lencontre des oliennes se focalise en particulier sur limpact visuel ressenti comme une dgradation du cadre de vie.

    La question du bruit de lolienne est la deuxime critique rencontre. Les oliennes sont accuses de crer des niveaux sonores insupportables. Les tudes montrent que le bruit de lolienne, au jeu des comparaisons, vient loin derrire les dcibels de la circulation routire et ferroviaire, que le bruit des rotations des pales est infrieur celui du vent dans les branches ou les rues du village.

    Enfin, limpact sur les oiseaux est porteur dun autre registre argumentaire pour rejeter lolien. Les oliennes sont accuses dtre de gigantesques moulinettes transformant la gent aile en pt dalouette, en hachis doiseaux migrateurs (Rf. 16). Les tudes menes par les ornithologues tendent montrer que les mortalits aviaires directes sont infimes (Rf. 8). Un oiseau est capable de reprer une olienne et de percevoir le risque qui existe trop sen approcher.

    Source de la photo : SIIF nergies France

    La succession de projets oliens indpendants peut conduire un rejet par les populations locales, avec des arguments du type : Les projets se multiplient tort et travers, les oppositions locales remontent normment sur le plan paysager selon certaines associations environnementales, telles que la Socit pour la protection des paysages et de l'esthtique de la France .

    Ce type de message va lencontre des rsultats des diverses tudes ralises afin dtudier si la population franaise est pour ou contre lolien. Daprs une tude de lADEME ralise en 2003 par linstitut Louis Harris sur Les Franais et les nergies renouvelables (Rf. 17), 98% des personnes interroges sont favorables au dveloppement des nergies renouvelables en France.

    Selon le sondage Perception de lEnergie Eolienne en France de lInstitut Synovate (Rf. 18), lolien bnficie auprs des franais dune forte notorit (87% des franais ont entendu parler doliennes) et dune sympathie importante (92% des franais sont favorables au dveloppement de lnergie olienne en France). Presque tous sont daccord sur son intrt cologique et conomique. Le principal inconvnient demeure laspect esthtique. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

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  • Plus on se rapproche des arognrateurs, meilleure est leur image. Les communes dimplantations des sites oliens ont ainsi une image encore plus positive que la moyenne nationale, particulirement sur leur esthtique, lattrait touristique quelles reprsentent et la gne lie au bruit quelles engendrent. Le sondage rcent (2003) commandit par lADEME (Rf. 78), montre que les riverains des parcs oliens de lAude et du Finistre ont, sur limpact paysager ou sonore des oliennes, des jugements plus favorables que des personnes moins concernes.

    E.3.3.4.

    E.3.4.

    Largumentation des opposants lolien

    Les associations dopposants agissent avec une certaine virulence pour faire barrage aux projets. Quelques exemples des inconvnients mis en avant par les opposants lolien sont recenss ci-dessous :

    La mthode de dcision.

    Ils protestent contre lopacit, labsence dinformation, labsence de concertation, la passivit des lus. Ils demandent une information plus transparente.

    Les contraintes environnementales et paysagres.

    Les oliennes sont considres comme inesthtiques, gnantes pour dautres usages, bruyantes, dangereuses pour les oiseaux.

    Le grand nombre doliennes prvues.

    Certaines associations dopposants ont limpression dun envahissement massif par les oliennes, transformant le paysage rural en site industriel (Rf. 21).

    Rpartition de la taxe professionnelle.

    Pour les opposants, la taxe professionnelle est prsente comme une source de conflits entre communes. Les dfenseurs rpondent que la commune concerne bnficie dune richesse issue dune activit conomique compatible avec le dveloppement durable du territoire.

    Le profit.

    Certains regrettent le principe de projets privs et la recherche du profit au travers de lexploitation dune ressource qui est ressentie comme commune. Ces arguments figurent souvent sur les panneaux lors de protestations.

    Limage de lolien est donc globalement trs positive au sein de la population franaise. Il apparat quun des enjeux forts lors du montage et du dploiement dun projet est de sappuyer sur ce capital de sympathie, de le dvelopper pour que le projet puisse aller son terme et que le maximum de membres de la collectivit concerne y trouve un bnfice. En effet, limplantation dun parc touche de nombreux acteurs trs divers (riverains, agriculteurs, exploitants, communes, administration territoriale, ) car il a des enjeux trs fortement lies des choix de nature collective. In fine, cela tient au fait que fondamentalement un projet olien est un projet damnagement du territoire.

    Quelques chiffres sur les projets oliens

    Afin dapprcier le dveloppement de la filire, le Ministre de lEconomie, des Finances et de lindustrie a interrog les prfets sur la situation de lolien dans leurs dpartements, au dbut de 2004 puis une seconde fois au dbut de 2005 (Rf. 6). Un total de 325 permis de construire a t dlivr entre le 1er fvrier 2004 et le 1er fvrier 2005. Cela reprsente une puissance lectrique de 1557 MW (DOM TOM compris).

    Dans le mme temps, 120 projets reprsentant une puissance de 656 MW ont t refuss. Les principales causes de refus sont une prise en compte insuffisante des contraintes paysagres et environnementales et des incompatibilits avec les documents d'urbanisme.

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  • Enfin, 566 demandes de permis de construire reprsentant prs de 3198 MW sont actuellement en cours dinstruction par les services de lEtat et prs de 230 projets encore ltude ont t recenss avant dpt du dossier de demande de permis de construire.

    Par ailleurs, le dlai moyen dinstruction par les services de ltat est de lordre de huit mois partir de la notification du dlai dinstruction du permis de construire (le maximum rglementaire est de cinq mois). Le tableau ci-dessous rsume la situation pour 2004 et 2005 :

    Enqute 2004 Enqute 2005

    Puissance des permis accords 852 1557 Puissance des permis refuss 475 656 Puissance des permis en cours d'instruction 2525 3198 Nombre de dpartements ayant rpondu l'enqute 85 100

    Source : Rf. 6

    E.3.5.

    E.3.5.1.

    Quelques propositions faites par dautres auteurs

    Il serait logique que la France, pays au fort potentiel olien, devienne lun des premiers acteurs europens et mondiaux de lnergie olienne. Cest dans ce but que plusieurs grands acteurs de lolien en France ont confi une tude sur les perspectives de dveloppement de la filire olienne en France au cabinet Boston Consulting Group (Rf. 2). Ci-dessous, nous prsentons les conclusions qui figurent dans cette tude, auxquelles nous ajouterons quelques prcisions et commentaires afin de cerner quelques propositions pour donner un nouveau souffle lnergie olienne.

    Amliorer lefficacit des procdures administratives.

    Lapplication des procdures et lobtention des diffrentes autorisations constituent aujourdhui une vritable course et ralentissent le rythme des dveloppements. Labsence dobjectifs de dveloppement aux niveaux dcisionnaires et la certaine mconnaissance de certaines procdures et des textes de lois applicables expliquent en partie les dlais et surcots de dveloppement engendrs par ces procdures.

    Tout en continuant jouer leur rle primordial de contrle de la qualit des projets, les procdures administratives doivent devenir plus fluides pour viter quelles ne ralentissent le dveloppement de lolien. Il faut :

    Mobiliser les dcideurs autour dobjectifs clairement dfinis en terme de capacits oliennes.

    Il serait intressant daffirmer lobjectif national de dveloppement de capacits oliennes et de le dcliner au niveau local (dterminer un certain nombre de MW installer dans chaque rgion). Ceci pourrait se faire dans le cadre de la nouvelle PPI (dfinie lautomne 2004). Au moment de la rdaction de ce rapport, les zones de dveloppement olien (ZDE) sont en phase de dfinition. La mise en place des ZDE passe par une forte implication des collectivits locales pour crer les conditions ncessaires son adhsion par les populations.

    Dailleurs, afin de respecter les objectifs que le pays sest fixs, il faudrait assurer un suivi prcis des oprations en cours. Ainsi, une structure nationale de pilotage efficace pourrait contribuer faire avancer les projets, assurer le suivi statistique des oprations en cours et tre une force dtude et des propositions pour faire voluer les textes lgislatifs et rglementaires. Cette structure pourrait comprendre des reprsentants des administrations, des professionnels, des reprsentants des lus nationaux, des collectivits territoriales, de lADEME, du RTE et des diverses associations lies lolien.

    Standardiser et simplifier les procdures.

    Conformment la directive europenne de septembre 2001, les procdures dautorisation doivent tre standardises. Il ne faut pas supprimer les procdures administratives, qui ont pour objet de contribuer rendre les projets acceptables, simplement il convient den amliorer nettement le fonctionnement. Il est indispensable donc de sensibiliser les services de ltat pour quils veillent homogniser linstruction et allger les demandes complmentaires.

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  • Simplification et transparence des formalits de raccordement.

    Il convient de dire quelques mots sur le problme du raccordement au rseau lectrique, car la pratique actuelle parat avoir un impact ngatif sur les cots et sur les dlais et donc sur la rentabilit des projets.

    Le savoir-faire li la gestion de la production dcentralise et de lintermittence est indispensable au dveloppement des moyens de production et loptimisation de ses cots. Les formalits de raccordement doivent devenir plus efficaces. Ceci suppose la simplification dune procdure lourde qui comprend aujourdhui un contrat dachat, une convention de raccordement et un contrat daccs au rseau.

    Il est galement souhaitable dinstaurer, dans le cadre des missions du gestionnaire, la notion de priorit la production renouvelable , afin de promouvoir des sources de production dnergie peu polluantes et de cot marginal nul.

    E.3.5.2. Scuriser linvestissement olien.

    Lacclration du dveloppement de lolien passe par la scurisation des investissements dans la filire. A savoir :

    Prix garantis avec des engagements dachat long terme.

    Il sagit de prenniser le systme de prix dachat garanti en adaptant les tarifs pour assurer une rentabilit suffisante au financement des projets. Parmi les diffrents modles conomiques incitatifs pour dvelopper lolien, le systme de prix garanti est incontournable pour acclrer le rythme dinvestissement dans lolien. Tous les pays qui ont dvelopp des capacits significatives dans lolien ont fait le choix de ce systme. Cest le cas en particulier de lAllemagne et de lEspagne.

    Source : EWEA et analyse BCG (Rf. 2)

    La rentabilit des projets, aujourdhui satisfaisante, tend se dgrader sensiblement dans le temps (pour les nouveaux projets). Les fermes oliennes sont des projets industriels qui prsentent des risques sur lvaluation du gisement, des risques techniques et des risques juridiques. En outre, les technologies employes sont rcentes et le retour dexprience est limit. Ainsi, lexigence par les financeurs dune prime de risque est parfaitement lgitime et explique un TRI (Taux de Rendement Interne) cible minimum de 9% pour le financement des projets.

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  • En principe, lvolution du tarif dans le cadre du systme de prix garanti doit assurer une rentabilit cible acceptable pour les projets actuels et futurs. Ltude du Boston Consulting Group considre que ceci nest pas le cas dans le cadre de la rglementation actuelle qui prvoit une baisse annuelle de 3,3% des tarifs dachat et une baisse additionnelle de 10% lorsque le seuil de 1500 MW install sera atteint. Ces baisses se justifient parfaitement en considrant que lolien parcourt une courbe dexprience classique qui conduit des gains de productivit. Cependant, lorsque larrt tarifaire est paru en 2001, il prvoyait un dveloppement nettement plus rapide que la ralit observe depuis. Ainsi, la dcroissance des tarifs prvue est devenue excessive et dcale par rapport aux gains de productivit de la filire en France. Pour rtablir une rentabilit acceptable des projets futurs, cette rglementation doit tre adapte en assujettissant la baisse du tarif la ralisation de capacits.

    Incitations dvelopper des parcs de capacit suprieure 12 MW dans le cadre de lobligation dachat.

    Le systme dobligation dachat rserv aux parcs de puissance infrieure 12 MW tait jusquen juillet 2005 un autre sujet de discussion. Cette limitation de puissance pnalisait fortement la comptitivit de lolien. Dans les pays europens qui soutiennent lolien terrestre, il nest pas rare de voir des projets de plus de 100 MW (lAllemagne ne fixe aucun seuil pour le rachat prix garanti de llectricit dorigine olienne, et lEspagne a un seuil beaucoup plus lev, 50 MW).

    Un effet pervers de ce seuil consistait trononner les projets, et gnrer des cots additionnels. La limitation 12 MW conduisait scinder les sites de potentiel suprieur 12 MW en plusieurs projets, ce qui engendrait des surcots, multipliait la complexit administrative et rduisait loptimisation conomique de lexploitation des gisements. Elle empchait les projets oliens de bnficier deffets dchelle dans le cadre du mcanisme incitatif dobligation dachat. Or, il existe des effets dchelle significatifs sur la construction, le transport, la connexion au rseau, la maintenance et lachat darognrateurs, qui permettent aux projets de forte capacit de bnficier dinvestissements unitaires significativement rduits. La limitation de capacit entranait par ailleurs un engorgement des administrations par des projets petits et nombreux.

    Ce seuil a disparu avec la nouvelle loi dorientation sur lnergie du 13 juillet 2005. Larticle 37 de cette loi modifie larticle 10 de la loi du 2000-108 du 10 fvrier 2000 relatif aux conditions de rachat de llectricit. Les oliennes ne sont dsormais plus soumises cette limitation de puissance (qui continue dexister pour dautres sources dnergie) mais doivent pour bnficier du tarif de rachat tre situes dans une ZDE (zone de dveloppement des oliennes), zones qui seront tablies pour chaque dpartement par les prfets. Chaque zone aura un seuil de puissance par parc minimal et un seuil maximal.

    Rduction des cots de raccordement.

    Si les cots de raccordement sont la charge du promoteur du projet olien, le renforcement du rseau est la charge de lexploitant du rseau. Bien que la production dlectricit dcentralise devienne de plus en plus importante, le rseau actuel nest pas encore adapt son dveloppement. Cest pour cette raison, que les monteurs de projets oliens sont confronts une liste dattente. Larchitecture du rseau doit alors voluer long terme pour permettre le raccordement de nombreux petits producteurs sur le territoire.

    E.3.5.3. Mobiliser la collectivit/ maximiser les avantages.

    Le dveloppement de lolien ne pourra se faire quen crant des conditions favorables pour mobiliser la collectivit autour de cet enjeu national nergtique. La mobilisation de la collectivit passe par :

    Llaboration des objectifs rgionaux concerts. Il sagit de dcliner lobjectif national en objectifs rgionaux.

    La communication de masse autour des avantages et des enjeux de lnergie olienne (information, consultation, concertation).

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  • La question de lacceptation sociale des projets sest rvle dans la pratique lune des questions les plus dlicates traiter par les oprateurs sur le terrain. Les conflits trouvent souvent leur origine dans labsence ou la carence de communication de loprateur vis--vis des acteurs locaux. La mise en uvre dactions de communication est essentielle au cours du dveloppement des projets oliens. En labsence de rponses rapides, un sentiment dinquitude peut naturellement sinstaller chez les personnes les plus concernes, notamment les riverains des parcs et les organisations de protection de lenvironnement.

    Il faut faire comprendre la population que ce nest pas tre antinuclaire que de promouvoir les nergies renouvelables selon les paroles du Dput de lOise et prsident de la commission nergie et dveloppement durable, Franois-Michel Gonnot, lors du Colloque National Eolien de Caen. La filire est galement porteuse de dveloppement conomique.

    Une information complte et transparente est souhaitable afin danticiper les tensions et crer les conditions dappropriation progressive des projets par les acteurs locaux (sensibiliser les diffrents groupes sociaux du territoire concerns, impliquer tous les acteurs locaux dans le projet, les intresser aux ventuelles possibilits dinvestissement, ). La communication autour des impacts et des avantages de la production olienne doit tre trs bien matrise. Il faut assurer que linformation soit largement diffuse et comprhensible par tous. Il est ncessaire de promouvoir, daccompagner et de faciliter le dveloppement de lolien, grce des outils dinformation cibls (dossier de presse, fiches documentes, exploitation de sondages, Internet). A ce propos, une guide didactique et pdagogique complt par lADEME rpond aux questions courantes: "50 questions- rponses sur lolien" (Rf. 19).

    Il est aussi recommandable dorganiser une visite de ferme olienne pour les habitants. Cela permet de faire partager la ralit dun projet, dcouter le bruit dune olienne diffrentes distances, dapprcier linsertion des machines dans le paysage et de couper ainsi certaines ides reues. Dailleurs, il serait intressant de sappuyer sur un code de bonne concertation , qui permettra de dfinir le cadre des relations entre les divers interlocuteurs pendant la phase dlaboration dun projet.

    E.3.5.4. Cration dun tissu industriel li llectricit renouvelable

    Ltude sur les perspectives de dveloppement de la filire olienne en France mene par le cabinet Boston Consulting Group ne sattarde pas de manire dtaille sur limportance dune recherche et dune formation en appui lindustrie olienne.

    La France est en retard par rapport ses principaux voisins en matire de dpenses publiques de recherche et dveloppement, comme on peut le mesurer ci-dessous :

    Source : IEA et BCG (Rf. 2)

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  • Le faible niveau des investissements de recherche parat peu compatible avec la volont affiche de dveloppement des nergies renouvelables. Cela tmoigne du faible accompagnement de cette filire. Comme plusieurs interlocuteurs nous lont rappel avec force (Rf. 104, Rf. 105), un effort important de R&D ne peut se justifier sans quexiste au pralable de rels enjeux industriels lis lexploitation de parcs en nombre suffisants en France.

    Comme on a dj vu, les industriels franais sont aujourdhui peu prsents dans le secteur olien. Ceci peut sexpliquer par lanalyse des nouvelles capacits installes, qui montre que lexistence dun march domestique important et en dveloppement est un facteur cl de succs pour les industriels de lolien. Seul un dveloppement important de lolien en France pourra permettre un dveloppement significatif dacteurs franais positionns pour devenir des champions de ce secteur, tels quAlstom, Areva, Cita, Travere, Leroy-Somer, Rollix ou Vergnet. Limplantation des clients trangers sur le territoire franais montre un signe encourageant du dcollage de lolien.

    E.3.6. Conclusion

    La croissance du parc olien en France est prometteuse mais se situe en de des objectifs ambitieux mais ralistes que sest fixe la France. Le potentiel de dveloppement reste fort, les projets nombreux, les perspectives de progrs techniques sont importantes, ce qui montre une relle possibilit de dvelopper lolien en France. Cependant, si le contexte est favorable au dveloppement de lolien, il subsiste quelques interrogations et critiques auxquels il convient de rpondre par la concertation et limplication de la socit civile. Cette situation contraste, qui caractrise ltat de lnergie olienne franaise, devrait bnficier de lexprience et lexpertise recueillie auprs des pays europens avancs dans ce domaine

    Les raisons multiples qui expliquent la lenteur de la progression de lquipement franais en matire dolien tiennent en premier lieu la qualit de lquipement franais en matire de fourniture dlectricit. Contrairement dautres pays, la France na pas t pousse complter son parc de production. La volont est venue plus tard et a t principalement motive par des enjeux environnementaux.

    La parution de larrt tarifaire olien en juin 2001 avait donn un signal favorable qui a gnr un flux de projets trs important labors par les porteurs de projets traditionnels. Cependant, ces projets sur le terrain ont du mal se concrtiser. En ce qui concerne le contexte rglementaire, la situation a beaucoup volu, garantissant de meilleures conditions dimplantation des parcs oliens, mais se traduisant galement par une complexification des conditions du montage de projets. Par ailleurs ce contexte a volu trs rcemment avec la loi dorientation sur lnergie, on est pass dun seuil maximal de 12 MW deux seuils (minimal et maximal) dfinis pour chaque ZDE (zone de dveloppement de lolien) dans lesquels doivent se situer les parcs pour avoir droit au tarif de rachat : on comprend aisment quun cadre de travail sujet des volutions si importantes ne facilite pas le dcollage de la filire. Ces ZDE devraient permettre de rationaliser un peu les projections des diffrents acteurs de la filire en focalisant les efforts de chacun sur des zones gographiques communes.

    Dautres difficults rencontres dans la mise en place de parcs oliens tiennent des freins lis des ides reues qui refltent trs souvent une mauvaise information. Le dveloppement de la production dnergie olienne en France passe par une forte implication des collectivits locales pour crer les conditions ncessaires son adhsion localement par les populations. Les dcisions doivent tre prises dans la transparence et faire suite un intense travail de dialogue et de concertation, car il sagit dune nouvelle approche dans le paysage nergtique franais peu habitu la dcentralisation.

    Cependant, ces difficults sont en passe dtre rsolues, mais ce nest que pour buter sur une autre, celle du raccordement au rseau. En effet, le nombre de projets ayant leur permis de construire est en augmentation constante (ces procdures se droulent donc bien et avec un taux de succs raisonnable), mais pas les raccordements au rseau. Il y a ncessairement un temps de latence entre lobtention du permis de construire et le raccordement au rseau. Il faut donc sattendre ce que leur nombre augmente sous peu, mais lanalyse de dtail mene avec RTE et ERD a montr que lon serait

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    46

  • rapidement confront des problmes dincompatibilit de dlais entre le raccordement sur le rseau de transport et les projets oliens.

    Sur le plan industriel, cest cette incompatibilit qui bloque aujourdhui le dploiement de la filire qui est globalement prte en France : le tissu industriel reste faible, tant donn labsence de march mais il nest pas inexistant et les diverses comptences pour dployer un parc existent. Elles pourraient se dvelopper facilement si la conjoncture le permettait. Limportance du parc olien installer est telle que cela ncessite une volution en profondeur du rseau, ainsi que des modalits de sa gestion court et long terme. La question de lintgration des EnR et en particulier de lolien dans le rseau est donc une question centrale pour le dveloppement de cette filire en France.

    Les besoins industriels de recherche spcifique la situation nationale apparaissent donc relativement restreints. Ils concernent :

    - la prvision de la production

    - ltablissement de donnes permettant de planifier le dveloppement de lolien, en particulier lvaluation des gisements.

    Pour le reste, la filire olienne est intresse au mme titre que dans les autres pays au progrs de cette technologie, en particulier sur lvaluation des gisements, larodynamisme, ou llectrotechnique.

    E.4. Les cots et tarifs oliens Lnergie olienne nest pas une filire comptitive actuellement en France. Cependant, elle pourrait

    le devenir prochainement (2005-2010), si les cots externes ou cots sociaux de la production dlectricit, supports par la socit en termes de prjudices pour la sant ou de dgradation de lenvironnement, taient inclus.

    On doit ici faire la distinction entre le concept de rentabilit et celui de comptitivit. Lnergie olienne pourra terme tre comptitive conomiquement par rapport dautres sources dnergie telles que les combustibles fossiles ou le nuclaire, tant donns les cots externes importants du ptrole et du gaz (et conjoncturellement les prix levs de ces matires), ainsi que la baisse attendue des cots du grand olien. Ceci nempche pas les projets oliens dtre dores et dj rentables pour les porteurs de projets, grce aux tarifs de rachat du kWh avantageux, tarifs qui soutiennent le dveloppement de cette filire.

    Enfin, lexprience du pass montre que le cot de production de llectricit olienne a t rduit de 80 % au cours des vingt dernires annes, dont 20 % au cours des 5 dernires (Rf. 53). Les objectifs de rduction inscrits dans le tarif dachat de llectricit olienne sont donc ralistes. Cependant, ils ncessitent un dveloppement de cette filire par les industriels franais au rythme prvu lors de la fixation du tarif.

    Les cots de lolien ne sont donc pas un obstacle actuellement au dveloppement de cette filire en France. Bien sr de nombreux efforts sont mens pour les rduire, ce qui restera quoi quil arrive un axe de travail important, puisque les tarifs de rachat ne sont que transitoires.

    Tous les dtails sur les tarifs de rachats, les cots du KWh olien ainsi quune tude du potentiel conomique des travaux de R&D a men pour rduire le cot du KWh sont prsents en annexe H.4.

    E.5. Lanalyse de la technologie

    Nous nous attachons dans cette partie raliser une analyse de la technologie olienne actuelle afin de comprendre les problmes techniques rencontrs par cette industrie. Ceci nous a en particulier t indispensable pour prparer les entretiens que nous avons eus avec les acteurs franais de cette filire.

    Nous nous sommes focaliss sur lanalyse de ltat de lart de la technologie olienne proprement dite au travers de ltude des actes des grands congrs les plus rcents. Nous avons complt cette analyse par ltude de diffrents programmes de R&D consacrs lnergie olienne et proposs diffrents niveaux europens. Ceci nous a permis de mieux cerner les questions qui devraient tre traites au niveau national et celles qui sont dj traites ailleurs.

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    47

  • E.5.1. Analyse des thmes de recherche actuels Afin de mieux saisir les comptences techniques ncessaires la mise en uvre de lnergie

    olienne, nous avons voulu comprendre les lments techniques qui sont dsigns par des expressions comme : amliorer le raccordement au rseau , amliorer les performances des oliennes , amliorer la prdiction , etc.

    Pour cela, nous avons pluch les actes de quelques colloques rcents, savoir : Wind Power for the 21st Century Convention Centre, Kassel, Germany. 25-27

    Septembre 2000. Global WindPower 2002: Conference Procedings EWEA, AWEA, IWTMA. European Wind Energy 2004 . EWEA. Londres, Royaume Uni. 22-25 Novembre 2004 Global WindPower 2004: Conference Procedings . Chicago, Illinois, USA.

    A partir de ces documents, nous avons rsum dans le tableau ci-dessous les problmes techniques prcis qui sont actuellement sujets dtudes.

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    Analyse des spectres de charge des turbines

    Amliorations dans la fabrication des pales. Conception et optimisation des procds. Rsolution des problmes d'ensablement et de vieillissement lis la conception.

    Utilisation des matriaux nouveaux (plus lgers et robustes): les rsineux, le lamell-coll, les alliages d'aluminium, les tissus de verre, le Kevlar, le carbone, les tissus imprgns de rsine.

    Des conceptions innovantes: optimisation de la gomtrie des pales (des ailes plus paisses, des pales minces pour attnuer les charges), dveloppement d'outils CFD permettant l'tude du couplage arodynamique entre les pales et le moyeu.

    Gestion des terrains complexes par le renforcement des composants critiques, des algorithmes de commande adapts aux besoins, amliorations des systmes de contrle par calage variable de pale ou par l'orientation du rotor.

    Amlioration de la technologie des pales

    Amlioration du contrle actif des pales

    Utilisation des nouveaux matriaux

    Recherche de structures innovantes (assemblage sur site, cots de transports rduits)

    Recherche de fondations avances, en acier par exemple

    Conceptions des turbines plus

    avances, efficaces et lgres

    Dveloppement de tours auto rectiles

    Gnrateurs aimants permanents.

    Amlioration des nouveaux modes dentranements (transmission gyroscopique variable, entranement vitesse variable sans lectronique de puissance).

    Amlioration des transformateurs: des capacits plus leves, des pertes plus faibles, moindre ncessit de maintenance

    Amlioration des prvisions de fatigue des roulements

    Des conceptions nouvelles

    d'entranement

    Dveloppement des gnrateurs entranement direct

    Caractrisation amliore des sites

    Modlisation et simulation numrique pour simuler les coulements gophysiques avec des rsolutions spatio-temporelles compatibles avec les exigences et pour optimiser la rpartition spatial des machines onshore et offshore (micrositting). Logiciels type WASP, codes CFD de mcanique des fluides numriques.

    Des conceptions spcifiques sur site/

    Des marges de conception rduites Calcul dimplantation des oliennes amlior (micrositing), en fonction des distributions de la vitesse de vent et des

    cisaillements du site.

    Incorporation des composants lectroniques amliors De l'lectronique de puissance avance Topologie de circuits avance

    Modles de surveillance (SCADA, etc...)

    Dveloppement de systmes pour ralentir lencrassement des pales, ou faciliter leur nettoyage. De la maintenance

    rduite, des pertes d'nergie moindres, de la disponibilit

    amliore Dveloppement des systmes de dtection de dfaillance prcoce (grce lanalyse des vibrations, des acclrations subies)

    et donc de la maintenance prventive.

    Meilleur accs en temps rel aux donns des ressources oliennes et de production

    Rduction des erreurs et des incertitudes de prdiction: amlioration des modles numriques de prdiction des ressources oliennes: modles probabilistes, modles combines (physique/statistique, court/long terme)Amlioration des modles d'valuation des ressources sur les terrains complexes, les emplacements montagneux haut potentiel et les climats froids ou de glaage.

    Davantage de donnes 3D et de meilleure qualit fournies par les moyens de tldtection.

    Evaluation des ressources offshore (en montrant galement les zones exclues: ruelles d'expdition, grilles, canalisations, zones militaires, flore et faune, profondeur de l'eau). Approches dans la prdiction des grands parcs oliens offshore.

    Dveloppement des outils de prdiction (mtorologique) pour prvoir la production olienne court terme (avec 0-48 heures l'avance) et long terme (plus de 7 jours)

    Evaluation des incertitudes

    Amlioration de la prdiction

    Evaluation et gestion des risques lis la prdiction

  • Amlioration du calcul de la production nette d'nergie lors de la vie des projets

    Amlioration des calculs de vitesses du vent partir des anmomtres monts sur les turbines.

    Amlioration des modles de vitesse locaux (turbulence, terrains complexes,)

    Amlioration des modles de sillage pour les grandes turbines (onshore & offshore)

    Amlioration des calculs de production

    Amlioration des modles arodynamiques et darolasticit des pales et du rotor pour le calcul des charges ( partir de donnes de soufflerie)

    Amlioration des systmes de collection dnergie des parcs oliens pour viter la dgradation de performance. De meilleures conceptions de parcs

    oliens Amlioration des calculs des charges de fatigue pour les turbines soumises aux sillages des turbines voisines (spcialement

    pour les grandes turbines et les espacements faibles)

    Evaluation de l'impact environnemental due l'expansion du rseau

    Dveloppement des modles lectriques des turbines et des parcs oliens pour mieux contrler leur impact sur le rseau

    Adaptation ou dveloppement des solutions pour les parcs oliens offshore

    Rgulation de la puissance active et ractive

    Accs et transmission au

    rseau Modlisation et gestion des systmes lectriques haute tension nationaux et internationaux avec une forte pntration

    olienne

    Amlioration des estimations du bruit Rduction du bruit Rduction des sources du bruit (isolation phonique des nacelles, amlioration des botes de vitesse, amlioration de la qualit

    du montage des nacelles, meilleur design des extrmits de pales, rduction de la vitesse de rotation,).

    Adaptation ou dveloppement des solutions pour les parcs oliens offshore

    Des modles hydrodynamiques des charges des turbines oliennes offshore (charges dues aux vagues)

    Dveloppement des mthodes de fondation et construction

    Dveloppement des mthodes d'valuation de l'impact environnemental

    Recherches spcifiques

    loffshore

    Rduction des problmes de corrosion

    Dveloppement des standards, des codes et des procdures d'essai

    Dveloppement des turbines multi- mgawatt

    Exploration des sites potentiels nouveaux (grce la matrise de la modlisation des terrains complexes, aux moyens de tldtection,..)

    Dveloppement des meilleurs capteurs pour le pilotage des turbines

    Dveloppement des systmes hybrides incluant les turbines oliennes

    Dveloppement des petites turbines pour des marchs de niche

    Dveloppement des outils dvaluation des impacts sur l'environnement

    Rduction des impacts sur les oiseaux

    Dveloppement de nouveaux types de turbines (axes vertical,...)

    Divers

    Protection contre la foudre.

    E.5.2.

    E.5.2.1.

    Analyse des stratgies de R&D europennes existantes

    Dans cette partie nous ferons la prsentation des diffrents programmes de R&D proposs au niveau europen qui nous aideront mieux cibler les objectifs prioritaires de la R&D olienne et pour tablir une comparaison avec les programmes de R&D dans le domaine olien existants dans le cas franais.

    Plans proposs par diffrentes Institutions Europennes

    Cette partie propose une prsentation des diffrents programmes stratgiques de R&D olienne existants en Europe produits par diffrents organismes :

    - LEWEA. (European Wind Energy Association)

    - LAIE (Agence Internationale de lnergie)

    - LEUREC (European Renewable Energy Centres Agency)

    - Le 7me PCRD

    - et pour la France : lADEME, le CLER, et le FEE.

    Cela nous permettra dvaluer ce qui se fait au sein de lUE pour aider atteindre les objectifs globaux demands au secteur olien. On conclura cette partie en faisant une tude comparative de ces programmes de R&D. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    49

  • E.5.2.1.1.

    a.

    a.1.

    a.2.

    b.

    Plan stratgique de lEWEA.

    Nous relatons le point de vue de lEWEA dans les paragraphes ci-dessous.

    E.5.2.1.1.1. Introduction

    LEuropean Wind Energy Association (EWEA) a t cre en 1982 comme association professionnelle des acteurs impliqus dans la recherche et le dveloppement de lnergie olienne. Un aspect trs important de son travail est de favoriser lexcellence dans le dveloppement de lnergie olienne.

    LEurope est leader dans le secteur olien. Les compagnies europennes oliennes reprsentent 90% du march mondial. Leffort ambitieux de la R&D europenne a t un facteur cl dans le succs de lindustrie olienne. Dans ce contexte, une stratgie coordonne de recherche et dveloppement de lnergie olienne (Rf. 59) a t lance le 27 janvier 2004 Bruxelles par lEWEA ayant pour objectif de maintenir lavance technologique et industrielle europenne dans ce domaine.

    Dans le plan stratgique de lEWEA on retrouve les directions que la recherche devrait suivre dans le futur, sans oublier les interactions entre lindustrie et les institutions de recherche. Ce rapport (Rf. 59) est un des rsultats du projet Wind Energy Thematic Network de la Commission Europenne dans le cadre du Cinquime Programme-Cadre. Il sagit de la premire stratgie de R&D base sur la concertation au niveau europen dun grand nombre dacteurs du secteur qui auparavant navaient pas de stratgie commune dtaille.

    E.5.2.1.1.2. Les axes prioritaires de la R&D

    La stratgie de lEWEA comporte neuf catgories prioritaires o doit se focaliser la R&D et qui doivent selon cette agence tre soutenues dans les programmes cadres postrieurs au FP6. Ces catgories sont dtailles ci-dessous :

    Aspects conomiques, politiques et des marchs

    Il y a un besoin global de rduction des cots et de gestion des risques pour pouvoir augmenter la valeur de lnergie olienne.

    Cots de dveloppement

    La tendance croissante des cots de gestion des projets peut tre rduite par le dveloppement de normes et de standards. Les cots lis aux valuations dimpacts sur lenvironnement peuvent tre rduits grce une coordination plus efficace entre chercheurs, industriels et gouvernements. Les cots de raccordement au rseau peuvent tre rduits en remodelant le rseau de lUE pour mieux intgrer la nature distribue de cette technologie.

    Cots de fabrication.

    Les cots de fabrication ont diminu avec le temps d au dveloppement de procds de production plus efficaces. Lapplication des normes ISO 9000 et des rgles de la production "just in time" abaissent les cots de fabrication, en augmentant la qualit et la fiabilit.

    LEWEA souhaite donc que lon continue travailler sur lamlioration de la production.

    Les impacts environnementaux et sociaux.

    Il est essentiel dexprimer au grand public les aspects sociaux positifs de lnergie olienne, afin de maintenir leur soutien. Donc, les efforts de la R&D devraient viser augmenter la participation publique et minimiser les impacts sociaux.

    Les objectifs sociaux et environnementaux de la R&D sont :

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    50

  • Etablissement des limites de leffet flicker (tenant compte les variations saisonnires) dans des secteurs rsidentiels et dautres secteurs.

    Dveloppement des mthodes dintgration visuelle des turbines et des parcs oliens dans le paysage : techniques de camouflage

    Rduction du bruit pour diminuer la distance minimale exige entre les turbines et les zones rsidentielles. Ceci augmenterait le potentiel pour utiliser lnergie olienne dans des secteurs peupls. Une R&D fondamentale doit viser des mthodes pour prvoir le niveau de bruit produit par les pales des turbines, les botes de vitesse, les gnrateurs et les transformateurs.

    Mesure de linterfrence des turbines sur les tlcommunications et les radars.

    Lidentification des lieux o il y a des impacts potentiels sur les populations doiseaux, habitats et chemins de vol, aussi bien que des moyens dattnuation de tels impacts.

    Etablissement des standards dans la conception des turbines comportant lusage de lanalyse du cycle de vie pour identifier des matriaux recyclables.

    Identification des potentiels impacts cumulatifs sur lenvironnement produits par laugmentation du nombre des parcs oliens lUE

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    Exploration des opportunits possibles du recyclage. Recherche pour recycler des matriaux potentiellement rcuprables, ainsi que des mthodes pour traiter la fibre de verre renforce du polyester sans incidences sur lenvironnement.

    Dveloppement et vrification des modles de participation publics.

    valuation des effets sociaux positifs de lnergie olienne, tels que lemploi local, linvestissement, les impts, etc. Cration des rseaux locaux pour informer sur ces avantages locaux.

    Cots externes : il est ncessaire dtablir une mthodologie admise afin dvaluer les bnfices environnementaux de lutilisation de lnergie olienne.

    SOC

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    Une comprhension plus claire des cots externes, sociaux et environnementaux, de la production dlectricit conventionnelle, aussi bien que des cots externes de la pntration grande chelle de lnergie olienne est ncessaire pour tablir des comparaisons prcises.

    Aspects de conception des turbines et de leurs composants. c. Les efforts de R&D laissent esprer des progrs notables dans la conception des turbines, afin

    damliorer leur efficacit technique et conomique.

    La liste les axes de R&D retenus par lAWEA est la suivante : Conception arodynamique et arolastique, conception structurale, charges et sret.

    Des matriaux nouveaux de plus haute rsistance.

    Des technologies plus avances de fabrication.

    tudes de faisabilit des conceptions nouvelles des turbines, tels que des pales flexibles, des gnrateurs vitesse variable

    Des mthodes de rduction des cots dO&M dans la phase de conception.

    Des modles fiables menant aux disponibilits plus leves des parcs, en particulier des turbines offshore.

    Elaboration des mthodes dessai et de vrification plus efficaces afin de rduire les dures de conception.

    Intgration des conditions de la demande dans la conception des turbines.

    De la R&D fondamentale dans le contrle demplacements spcifiques des turbines pour faire face aux variations des conditions externes (des niveaux de turbulence hauts). Une solution est de construire des mthodes prcises pour connatre la performance arodynamique et structurale des pales du rotor.

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    Conception amliore des composants : des pales plus longues (recherche sur la vitesse croissante des bouts des pales, et donc de la rduction du bruit des bouts; investigation des matriaux nouveaux) et des composants lectriques (tude dtaille de la fiabilit et de lO&M des boites de vitesses, des transformateurs, des cbles et des besoins de protection de surtension).

    Procdures globalement reconnues de certification, dessai et dtalonnage. d. Lessai, ltalonnage et la certification sont des rsultats potentiels du processus de R&D. Une

    standardisation et certification de haute qualit et efficace mne une transparence accrue sur le march olien, et donc, une rduction des cots. Les objectifs de la R&D dans ce domaine sont rsums ci-dessous :

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    51

  • Identification des normes manquantes et dclenchement des actions appropries pour tablir de nouvelles normes.

    De la R&D fondamentale sur les normes applicables sur le service et lentretien, y compris la sret de travail.

    Directives et normes dcrivant les tapes du dveloppement dun projet selon le cas (sites offshore profondes, sites onshore montagneuses, isols ou ctires, etc.)

    Des procdures dchange rgulier des pices normalises devraient tre adoptes par lindustrie.

    Dveloppement des catgories des turbines sur la base des normes ISO/IEC et CEN/Cenelec.

    Coordination des programmes de dveloppement et dessai des systmes mises en place dans les principaux centres de R&D europens, avec une participation pleine de lindustrie.

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    De la R&D fondamentale sur les normes dessai de la performance des projets (vrification de la production).

    Intgration au rseau, systmes de prdiction de lnergie et des ressources. e. Les rseaux nationaux doivent pouvoir absorber des quantits importantes et variables dlectricit.

    La capacit totale de gnration olienne qui peut tre absorbe localement et rgionalement par les rseaux exige un processus de restructuration du rseau. Lintgration de lnergie olienne dans les systmes nergtiques existants peut rencontrer quelques barrires techniques et politiques.

    Les rseaux trans-europens devraient assurer des flux de puissance depuis les rgions europennes riches en ressources afin dexploiter pleinement leur capacit. Une coopration plus technique est ncessaire entre les distributeurs et les oprateurs afin de faciliter la pntration de la puissance olienne sur le rseau europen.

    Les objectifs sur lesquels doit saxer la R&D sont : Dveloppement des scnarios pour la modlisation du rseau de lUE avec une pntration dnergie olienne grande chelle.

    Optimisation des outils de planification technique et conomique pour lintgration de 75 000 MW oliens dans le rseau europen en 2010.

    Plus grande prvisibilit du rendement du systme. Dveloppement des outils de prdiction de la production lectrique (prvision mtorologique) pour prvoir le rendement des parcs oliens avec 24-48 heures davance.

    Une exactitude accrue, avant linstallation, de llectricit que produira le parc olien laide des outils tels que lanmomtrie, la calibration du terrain et la traduction des courbes de vitesse du vent depuis les emplacements dessai jusquaux sites dinstallation.

    Laugmentation de la qualit de lnergie fournie et de la valeur de llectricit dorigine olienne.

    Des systmes de gestion et de stockage de lnergie pour des applications isoles.

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    Dveloppement des outils de gestion de la demande, permettant les consommateurs de focaliser leur utilisation dlectricit pendant des priodes du haut rendement dlectricit.

    Opration et Maintenance (O&M) f. Les conditions dO&M dpendent de ltat des emplacements, de la qualit des composants et de la

    conception des turbines. Le cot et llectricit produite dpendent de la disponibilit, et donc, de la fiabilit et de laccessibilit de la turbine olienne. Des recherches doivent tre envisages concernant la dtection de dfaillance prcoce et la surveillance des conditions. Les donnes statistiques sur la performance des machines et des pannes servent de base utile loptimisation de la maintenance.

    LO&M nest pas seulement limit aux turbines et leurs composants, mais concerne aussi linfrastructure des parcs oliens (des voies daccs, le raccordement au rseau). Les domaines concernant lO&M o la recherche doit se focaliser sont dcrits ci-dessous :

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    52

  • Dveloppement acclr des systmes de dtection de dfaillance prcoce.

    Analyse travers de lindustrie de performances des turbines et des composants.

    Un plus grand arrangement des diffrents acteurs sur les cots dO&M des emplacements offshore.

    Dveloppements de la maintenance prventive.

    Standardisation des composants et documentation des turbines pour permettre des remplacements faciles.

    Des mthodes et des certifications harmonises entre les compagnies dO&M.

    Certification des services et des maintenances.

    O&

    M

    Des meilleures techniques pour valuer les performances des turbines et des parcs oliens in situ.

    De nouveaux potentiels g. Dans certains pays dvelopps avec un niveau de capacit olienne installe lev, les meilleurs

    emplacements, en termes de ressources disponibles du vent, ont dj t exploits. Dans les pays ayant une faade maritime trs peuple, les emplacements en mer sont une option trs attractive, alors que dans les pays montagneux, les emplacements sont trouvs en terrains complexes.

    Les objectifs de R&D sur les nouveaux potentiels sont : Lvaluation des ressources offshore, tenant galement compte des zones dexclusion: lignes dexpdition, rseaux, canalisations,

    aires militaires, flore et faune, profondeur de leau.

    Dveloppement des mthodes plus fiables pour la prvision du vent dans les terrains complexes

    Evaluation des ressources de climats froids et voire glaciaux.

    Des mthodes de conception des emplacements pour sadapter aux conditions des nouveaux sites.

    tudes des marchs de pays en voie de dveloppement (en particulier, des turbines de la catgorie D de 0,1 kW 500 kW).

    Amlioration de lAtlas Europen Eolien par les donnes des ressources du Mer du Nord, dautres zones offshore et des sites montagneux haut potentiel. D

    ES

    NO

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    PO

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    IEL

    S

    Des turbines oliennes consacres aux emplacements onshore faibles et hautes vitesses de vent, ambiantes turbulentes, offshore

    Technologie olienne offshore h. Les conditions en milieu marin (la profondeur de leau, la distance des rivages, les vitesses du vent

    maximales et les amplitudes des vagues) ont des impacts sur la conception dquipements, les accs aux installations, le transport et les cots dO&M.

    De plus, les dveloppeurs de turbines oliennes offshore sont confrontes des conditions environnementales trs diffrentes. Des efforts de R&D devraient tre consacrs exploiter entirement les avantages inhrents des emplacements en mer : labsence de contraintes sur les missions de bruits (les vitesses de bout des rotors peuvent tre plus hautes menant aux rapports de transmission plus petites et aux trains dentranement plus lgers) peuvent permettre des machines plus lgres et conomiques, par exemple.

    Lintgration du vent et des vagues dans les codes dynamiques structuraux est ncessaire pour viter le surdimensionnement. Le spectre combin du vent et des vagues est infrieur que sils sont traits sparment. Son application dans la conception des turbines mnera aux structures encore plus lgres et conomiques.

    Les axes de travail identifis par lEWEA sont :

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    53

  • Surveillance des impacts sur lenvironnement des projets ctier et offshore lointain.

    Conflits potentiels dintrt : la dfense, la pche, lexpdition, lexploration du ptrole, les canalisations du gaz.

    Recherche lgale des proprits des zones marines.

    Des conceptions des bouts des pales de vitesses plus levs, car les problmes du bruit sont moins significatives en mer.

    Minimisation du temps darrt li aux oprations dO&M. La distance des sites offshore et sa profondeur deau ont des impacts significatifs sur lO&M.

    Conceptions spciales des systmes et des composants pour la construction, laccs et lentretien des turbines offshore.

    Etudes de turbines mgawatt (> 5 MW) et multi rotor.

    Mtorologie en mer : prvisions long terme.

    Dveloppement des fondations alternatives pour les eaux profondes. TE

    CH

    NO

    LO

    GIE

    EO

    LIE

    NN

    E O

    FFSH

    OR

    E

    Chargement combin du vent et des vagues.

    Turbines oliennes multi mgawatt. i. La ncessit de rduire les cots fixes dans le cot du kWh conduit maintenir la tendance vers

    oliennes toujours plus puissantes. Les axes principaux de la R&D dans ce secteur sont : Recherche fondamentale dans la conception des turbines oliennes (arodynamique, arolasticit, conception structurale, charges

    et sret, commande, etc.).

    Dveloppement des tests dessai pour suivre les dveloppements des turbines.

    Essais et certifications prcises des technologies nouvelles des turbines afin daugmenter la confiance des assurances et des investisseurs.

    Modlisation des conditions dO&M des turbines grandes avant leur installation.

    Mthodes efficaces de prvision de la production de turbines grandes. TU

    RB

    INE

    S E

    OL

    IEN

    NE

    S M

    EG

    AW

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    T E

    T M

    UL

    TIW

    AT

    T

    Conditions de transport des pales : par exemple les construire en segments pour rduire la taille de transport.

    E.5.2.1.1.3. Conclusion

    Selon lEWEA, un plan stratgique de R&D est essentiel pour maintenir le dveloppement de lindustrie olienne.

    Ce rapport de lEWEA exprime de manire trs exhaustive quels sont les axes sur lesquels la recherche future devra se focaliser pour optimiser la R&D dans le secteur de lnergie olienne. Tous les domaines de lnergie olienne sont y largement dtaills : de ltude du gisement la conception des machines de grande puissance, sans oublier les autres aspects, technologiques, politiques, conomiques, sociaux et environnementaux.

    E.5.2.1.2. Plan stratgique de lEUREC

    E.5.2.1.2.1. Introduction.

    LEuropean Renewable Energy Centres Agency (EUREC) a t tablie comme un groupe dintrt conomique europen en 1991, pour renforcer et rationaliser les efforts europens de R&D des technologies dnergie renouvelable.

    La mission de lEUREC est base sur trois aspects fondamentaux:

    Assurer la communication pour la R&D des nergies renouvelables des membres de lEUREC, en leur fournissant une information rapide et efficace.

    crer des liens forts avec lindustrie des nergies renouvelables, en stimulant les contacts et la coopration entre ses membres. Ces liens contribuent dfinir des stratgies compltes de R&D, faciliter le transfert de linnovation et de la technologie travers de la promotion des rsultats de la R&D.

    prendre une part active dans la formation des ingnieurs.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    54

  • La publication de lEUREC Agency : The Future of Renewable Energy 2 (Rf. 59) fournit une valuation qualitative de chacune des technologies principales dnergie renouvelable et donc, de lnergie olienne. Elle propose des objectifs dtaills pour une politique forte de recherche, dveloppement et dmonstration dans le domaine olien.

    E.5.2.1.2.2. Les axes prioritaires de la R&D

    Ci-dessous on liste les axes de R&D que lEUREC estime comme ncessaires pour stimuler lvolution de lnergie olienne dans les prochaines annes :

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    55

  • Tableau : Activits de R&D par rapport aux facteurs de succs et aux applications oliennes.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    56

  • Rduction des cots de lnergie olienne. a.

    b.

    c.

    d.

    e.

    Le programme de lEUREC est analogue celui de lEWEA en matire de rduction des cots. Cette agence souligne lide du facteur de progression et fait la mme distinction entre les gains dus aux amliorations des conceptions et une fabrication plus efficace (15%) et ceux dues aux amliorations des sites (5%). Cependant, une diminution des cots de 15-20% pourrait tre possible au travers du dveloppement technologique :

    Rduction des charges par des conceptions moins conservatives et utilisation de composants flexibles et de gnrateurs vitesse variable.

    Rduction du nombre de composants, application des direct-drive generators, du systme de control calage variable de pale (en combinaison avec systmes vitesse variable), contrle de la puissance par combinaison de lorientation du rotor et sa position sous le vent.

    Utilisation des matriaux supportant des forces plus leves et ayant une meilleure attnuation interne.

    Quant lolien offshore, des conceptions spcifiques doivent tre dveloppes. Lintgration des charges du vent et des vagues dans les codes de dynamique structurale est ncessaire afin dviter des surdimensionnements.

    Augmentation de la valeur de lnergie olienne.

    La R&D devrait se concentrer dans le dveloppement de mthodes de mesure, de modles de prdiction de la production dnergie, ainsi que sur lamlioration des mthodes de contrle de la production dlectricit des parcs oliens.

    Des nouveaux sites.

    LEUREC dtaille les mmes axes prioritaires que lEWEA o la R&D future doit trouver les moyens dexploiter de nouveaux emplacements pour les turbines. Les deux organismes mettent laccent sur limportance de la R&D pour complter lAtlas Eolien Europen avec les donnes des ressources de Mer du Nord et des sites montagneux haut potentiel.

    Dveloppement des systmes.

    Selon lEUREC il est ncessaire de :

    assurer la qualit de lnergie olienne (distorsion harmonique, courant ractive, stabilit de la tension) et sa prdiction,

    rduire des cots des transmissions et des connexions aux rseaux, et maximiser la qualit de llectricit produite.

    La R&D doit se focaliser sur le dveloppement des outils de prdiction de llectricit produite dans les parcs oliens avec 24 heures davance avec une dviation standard de 5-10% en 2010. Elle doit galement dvelopper des outils de planification technique et conomique de lintgration des 100 000 MW dnergie olienne estims dans le rseau europen en 2010.

    Cependant, il y a des zones haut potentiel du vent o les infrastructures lectriques sont trs faibles. Le dveloppement de llectronique de puissance peut amliorer la connexion des turbines oliennes aux rseaux faibles.

    Rduction des incertitudes.

    Une diminution des incertitudes dans lvaluation des risques techniques et conomiques demande de meilleures prdictions des ressources, des performances des turbines et des cots dO&M.

    Ressources du vent. Comme on la dj voqu, il sagit principalement de complter lAtlas Eolien Europen avec les donnes des terrains non encore valus.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    57

    Prdiction des performances de turbines oliennes. Des activits sont ncessaires dans lamlioration de lanmomtrie et de la calibration des terrains, ainsi que dans le transfert des mthodes de mesure de la vitesse du vent et de la puissance dun site lautre.

  • LEUREC pense galement que le dveloppement de mthodes pour mieux prdire la performance arodynamique des pales du rotor. Un aspect particulier, spcialement pour les turbines grandes, est celui de dvelopper des systmes de contrle du comportement des turbines pendant ltape de conception afin de mieux attnuer les vibrations lorsque la turbine est rendue oprationnelle.

    Opration et maintenance. La disponibilit, et donc, la production dnergie, sont troitement lis la fiabilit et laccessibilit aux installations des turbines oliennes. Dans ce contexte, le dveloppement des systmes de dtection prcoce de pannes, lis aux systmes de planification de la maintenance, a un rle essentiel.

    f.

    g.

    E.5.2.1.3.

    Rduction des impacts environnementaux et sociaux ngatifs.

    Les objectifs de R&D incluent la disponibilit des standards et des codes de bonnes pratiques niveau europen pour les missions du bruit, les emplacements des turbines, la planification des parcs oliens, la minimisation des impacts sur les habitats des oiseaux, etc. Certains de ces standards et codes de bonnes pratiques doivent tre bass sur dautres rsultats de R&D, tels que des mthodes de diminution des bruits des pales et de motorisation du comportement des oiseaux prs des parcs oliens.

    Le dveloppement de la formation et des ressources humaines.

    Lobjectif principal est davoir au minimum, un degr universitaire formellement accept au niveau europen sur les nergies renouvelables, avec une spcialisation en matire de technologie olienne.

    E.5.2.1.2.3. Conclusion

    La publication de lEUREC tudie nous prsente une valuation assez complte de ltat actuel et de lvolution suivie par lnergie olienne pendant les dernires annes, pour tablir ensuite, les objectifs de la R&D future.

    On y retrouve une grande quantit de points communs avec la stratgie prcdemment prsente par lEWEA. La majorit des axes de R&D olienne quelles prconisent sont dvelopps avec la mme rigueur dans les deux documents. Elles se focalisent sur la rduction des cots et des incertitudes, laugmentation de la valeur de llectricit produite, les nouveaux sites, le dveloppement des rseaux, la rduction des impacts environnementaux et sociaux ngatifs et la formation.

    Plan stratgique de LAIE

    LAgence Internationale de lnergie (AIE) a t forme en 1974, comme corps autonome de lOrganisation pour la Coopration et le Dveloppement Economique (OCDE) afin dtablir un cadre juridique de collaboration internationale en matire de technologie nergtique parmi ses 23 pays membres.

    LAIE a mis en application un Accord pour la Coopration dans le Dploiement de la Recherche et le Dveloppement de lEnergie Eolienne : lAIE Wind Agreement (Rf. 88). Il constitue un moyen pour les pays membres dchanger de linformation sur la planification et lexcution des projets oliens nationaux grande chelle et dentreprendre des projets coopratifs de recherche et dveloppement. En 2004, 22 parties contractantes officielles de 19 pays membres diffrents faisaient partie de cet accord. Labsence dune partie contractante franaise dans cet accord pourrait tre signale comme un lment reprsentatif du retard de la France en matire olienne.

    LAIE Wind Implementing Agreement a dvelopp un plan stratgique avec lobjectif de fournir les directions suivre de novembre 2003 jusqu octobre 2008 (Rf. 60). Le dveloppement rapide de lnergie olienne fait apparatre de nouveaux enjeux et dfis techniques, particulirement importants pour son futur dveloppement. LAIE a mis laccent sur limportance de la R&D fondamentale pour obtenir une rduction des incertitudes et des cots. Ce plan stratgique a t bas sur le rapport Long-Term Research and Development Needs for Wind Energy for the Time 2000 to 2020 (Rf. 61) ralis par lAIE en 2001. Deux problmes additionnels de R&D ont t identifis : le dveloppement de lnergie olienne offshore et le rle de lnergie olienne dans les systmes producteurs dhydrogne. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

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  • Le tableau ci-dessous montre les huit objectifs principaux dvelopps dans ce plan stratgique :

    Tableau : Rsum du plan stratgique de lAIE (Rf. 60)

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

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  • E.5.2.1.3.1. Axes prioritaires de recherche.

    Le plan stratgique de lAIE (Rf. 60) regroupe les thmes de recherche en cinq axes majeurs:

    a.

    b.

    c.

    d.

    e.

    a.

    a.1.

    a.2.

    b.

    b.1.

    Laugmentation de la valeur et la diminution des incertitudes de lnergie olienne.

    LAIE prconise le dveloppement des techniques de prdiction de la production, la rduction des incertitudes technologiques particulirement des grandes machines et lamlioration des normes.

    La rduction des cots.

    Selon ce rapport (Rf. 61), bien que les cots de lnergie olienne aient dj t rduits nettement, si lnergie olienne doit fournir 10% des besoins de llectricit mondiale dici 2020, des rductions des cots de la technologie de 30 50% sont encore ncessaires. Des travaux de R&D pourraient contribuer jusqu 40% de ces rductions. Cela est possible par lamlioration de lvaluation des sites, lidentification des nouveaux sites, de meilleurs modles arodynamiques et darolasticit, des structures et matriels nouveaux, des composants plus efficaces.

    Lintgration large chelle des turbines oliennes dans le rseau de gnration lectrique.

    Contrle de la puissance fournie, amlioration de la qualit de puissance, Lintgration des grands parcs oliens (>500 MW)

    La minimisation des impacts environnementaux.

    Il sagit doptimiser lusage de la terre, des turbines silencieuses, des effets des turbines sur la faune et flore, la rduction des bruits gnrs et des impacts visuels.

    Systmes nergtiques futurs.

    LAIE prconise le dveloppement de : Lnergie olienne en combinaison avec des stockages dnergie court terme et long terme. Lnergie olienne en combinaison avec la gnration dhydrogne. Lnergie olienne en combinaison avec dautres nergies renouvelables.

    Les thmes ci-dessus sont ensuite comments, dans le plan stratgique de lAIE, en les regroupant en trois groupes:

    R&D en matire de technologie olienne

    La recherche et le dveloppement de la technologie des machines sont essentiels pour atteindre des amliorations du cot et des performances.

    La technologie des turbines offshore. Des nouveaux dfis spcifiques accompagnent le dveloppement de loffshore, tels que la combinaison des forces du vent, des vagues et de la glace, les structures pour les eaux peu profondes et trs profondes, les fondations et les mthodes pour le transport, linstallation et lentretien des turbines. En plus de ces nouveaux dfis, il y a relativement peu dexprience dans le domaine de lexploitation offshore. Pour les pays intresss exploiter lnergie olienne en mer, la combinaison du manque dexprience, les esprances leves et le besoin de rductions des cots font de la recherche quelque chose de prioritaire.

    Lintgration des parcs oliens dans les systmes dapprovisionnement dlectricit et dnergie.

    Le rapport distingue trois catgories principales dans lintgration de lnergie olienne dans le systme :

    Lintgration au rseau de production dlectricit.

    Lintgration de la gnration olienne dans les rseaux nationaux et internationaux dlectricit est une priorit immdiate pour tous les pays membres de lAIE court et long terme. Le dveloppement

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  • des modles valides qui permettent aux oprateurs du rseau de prvoir et rgler le comportement du systme permettra une plus forte expansion de lnergie olienne terrestre et offshore.

    Le Wind Implementing Agreement identifie les aspects suivants:

    Intgration grande chelle dans le rseau: modlisation et gestion des charges dans les rseaux de transport de haute tension, nationaux et internationaux. La gnration distribue : modlisation de la rponse du systme linclusion de lnergie olienne dans les rseaux de distribution de basse tension. Dveloppement des modles dtaills dcrivant le comportement lectrique des turbines et des parcs oliens. Le stockage dnergie, la rgnration et la gestion active. Les bnfices de la combinaison de lnergie olienne et dautres technologies, telles que lhydro-lectricit et le photovoltaque. Un cadre organisationnel et juridique des oprateurs des systmes de transmission et distribution permettant de fournir un approvisionnement sr et fiable de llectricit.

    b.2.

    b.3.

    c.

    E.5.2.1.4.

    La production dlectricit non connecte au rseau.

    Il sagit de dvelopper les systmes producteurs dlectricit non connects au rseau combinant gnralement lolien avec dautres technologies complmentaires tels que le diesel ou le photovoltaque.

    Les applications dapprovisionnement dnergie.

    La future utilisation de lhydrogne comme systme dnergie intgr a t identifi comme prioritaire par lAIE. Cependant, limportance de la recherche sur les systmes hybrides permettant dexploiter des technologies dnergie renouvelable complmentaires et doptimiser la combinaison de lnergie olienne avec la gnration thermique conventionnelle, na pas t oublie.

    Les aspects environnementaux et sociaux

    Tandis que beaucoup de recherches lies aux impacts sur la faune et la flore ont t conduites, les sensibilits despces ne sont pas entirement connues. Jusqu aujourdhui, ceci a t fait au niveau national, mais beaucoup reste faire niveau international.

    Les aspects sociaux sont considrs comme dimportance leve par le Wind Implementing Agreement . Il y a un dsir daugmenter la prominence des activits dans ce secteur, malgr la variabilit des positions travers les diffrents pays membres. Les aspects considrs comme les plus importants en termes de leur influence sur le dploiement de lnergie olienne sont :

    La conscience et lacceptation de la technologie olienne. La planification exhaustive (lgislation, effets visuels sur le paysage). La participation de la communaut et de lconomie locale.

    E.5.2.1.3.2. Conclusion.

    Lobjectif du Wind Implementing Agreement est de devenir une autorit reconnue de recherche dans le domaine de la technologie olienne et de support des politiques des gouvernements membres et du secteur olien, en gnral.

    Il sagit de stimuler la coopration internationale sur la recherche et le dveloppement de lnergie olienne, de fournir des informations de haute qualit aux pays membres, ainsi que des instruments politiques et de march.

    Cependant, bien que les axes principaux de R&D, prconiss par lAIE dans son rapport (Rf. 61), soient pratiquement identiques ceux des stratgies prcdemment prsentes, on peut constater quils sont beaucoup moins dtaills. On doit galement souligner, labsence dune partie contractante franaise dans le Wind Implementing Agreement.

    Septime PCRD de lUnion Europenne 2006 2010.

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  • La Commission Europenne a dj entrepris les travaux prparatoires llaboration du prochain 7me Programme Cadre de Recherche et Dveloppement- PCRD (2006-2010), en tenant compte des nouveaux enjeux stratgiques et conomiques de lUnion Europenne en matire de recherche et dinnovation. Ds prsent, chacun des Etats Membres de lUnion Europenne et des Etats associs aux activits du PCRD est invit dfinir sa position et les orientations quil souhaite pour ce futur programme cadre.

    Le secteur europen des nergies renouvelables a demand une augmentation des fonds de la recherche et du dveloppement (R&D) dans le cadre du septime programme de recherche communautaire. Les reprsentants du secteur ont demand une ligne budgtaire exclusive pour les nergies renouvelables de 250 millions deuros par an (Rf. 63). Le budget ddi la R&D en matire dnergie olienne sous lactuel programme cadre FP6 a t svrement restreint. Le secteur estime quil faut accrotre le budget au titre du 6e PCRD (denviron 100 millions deuros) pour maintenir la croissance du secteur et pour prserver la comptitivit de lUE dans un contexte de forte concurrence internationale.

    La R&D technologique en matire olienne dans le Septime Programme Cadre devrait se concentrer sur la rduction des risques et des incertitudes lis aux turbines et parcs oliens grande chelle. Elle doit galement assurer quil existe des outils de conceptions ncessaires pour dvelopper de telles machines, modliser des parcs oliens et tablir des connaissances des aspects techniques lis leur dploiement, opration, entretien et intgration dans le rseau lectrique.

    E.5.2.1.4.1. Axes prioritaires de la R&D La liste suivante numre les besoins principaux de recherche technique et scientifique en matire de

    technologie olienne sous le programme cadre FP7 (Rf. 63), sans oublier limportance du rle de la R&D dans le domaine social et conomique pour le dveloppement de la technologie olienne.

    Augmentation de la puissance des turbines oliennes Technologie ddie aux sites on shore 1) vitesse de vent trs faible 2) vitesse de vent forte, 3) ou avec une turbulence

    leve, 4) climat froid et technologie ddie loffshore. Conception arodynamique et arolastique, conception structurale. Interfaces mcaniques pour allger les charges dynamiques. Modlisation amliore des charges pour la sret et la fiabilit. Des matriaux nouveaux de plus haute rsistance et dattnuation interne plus leve. Technologies avances de fabrication afin de rduire le cot de la production. Des concepts nouveaux, tels que des pales et des moyeux flexibles. Intgration des conditions de ct de la demande dans la conception de turbine Modlisation des conditions dO&M des turbines grandes. Mthodes dessai et de vrification. Systmes de gestion et de stockage dnergie

    Technologie des turbines

    Des technologies de gnration lectriques nouvelles, dlectronique de puissance et du contrle. Contrle des parcs oliens et des faisceaux des parcs oliens. Prvision de la puissance court terme. Modles de fiabilit, en particulier concernant les turbines offshore. Contrle spcifique des emplacements des turbines pour faire face aux variations des conditions externes. Scnarios pour le remodelage du rseau de lUE avec haute pntration du vent. Plus grande prvisibilit de rendement de systme. Qualit et uniformit de puissance accrues. Systmes de dtection de dfaillance prcoce et de surveillance de condition. Mthodes efficaces de prvision de rendement pour des grandes turbines.

    Grandes fermes oliennes et leur

    intgration dans les systmes lectriques

    Des technologies nouvelles de stockage et de transmission. Outils de prdiction de la production dlectricit. Plus grande exactitude de llectricit produite par une ferme olienne avant son installation.

    Fluctuations de la ressource olienne long terme, incluant effets de changement climatique. valuation des ressources dans les sites montagneux et des autres terrains complexes. Evaluation des ressources dans des environnements froids et de glaage. Technologie et valuation de la ressource olienne offshore.

    Prdiction de la ressource olienne

    long terme et valuation des sites

    Conditions extrmes du vent. Environnements Conducteurs derrire lopration et maintenance offshore.

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  • Surveillance des conditions dentretien prvues. Conception des parcs oliens offshore.

    Des techniques de transport et accs dO&M nouvelles.

    Systmes et composants pour la construction. Conception des turbines offshore : multi-mgawatt, systmes multi-rotor. Des fondations alternatives pour des eaux profondes.

    Chargement combin du vent et des vagues.

    extrmes et offshore

    Effets des grands parcs oliens sur la vitesse du vent. Des incidences sur lenvironnement. Conflits potentiels dintrt : militaire, dfense, pche, exploration et exploitation du ptrole et du gaz, exploitation du

    sable, etc. Recherche lgale sur la proprit en mer en eaux ctires, zones dexclusivit conomique. Dveloppement et certification des normes nouvelles pour les composants, la valuation des risques, lO&M, etc. Techniques de rduction de limpact visuel, du bruit et des impacts lectromagntiques.

    Aspects socio-conomiques et

    environnementaux

    Analyse du cycle de vie et des solutions de dmantlement.

    E.5.2.1.4.2. Plateforme Technologique Eolienne

    Le secteur europen de lnergie olienne demande la cration dune nouvelle Plateforme Technologique dEnergie Eolienne dans le prochain Programme Cadre Communautaire FP7 pour assurer la collaboration troite entre les diffrents acteurs publics et privs. Elle devrait aussi mener une stratgie politique commune lie au dveloppement du march, afin datteindre des rductions de cots importantes travers de R&D et des conomies dchelle.

    Cette plateforme fournirait un forum pour coordonner et analyser les obstacles auxquels lindustrie olienne doit faire face, ainsi que pour produire des solutions efficaces et encourager lutilisation efficace des ressources.

    La plateforme olienne aurait un corps central et consultatif denviron une douzaine d'individus tirs de lindustrie, les administrations nationales, les tablissements de lUE et des centres de R&D. Cet organisme central aurait deux tches principales : dvelopper et amplifier la stratgie existante de R&D dans un Agenda Stratgique de Recherche (SRA), et dvelopper une Stratgie de Dveloppement du March.

    LAgenda Stratgique de Recherche guiderait les activits communes de la R&D du secteur, prsentant les priorits, les calendriers et les budgets de cette R&D. Actuellement le SRA existe en partie, sous forme dbauche, comme stratgie de R&D dans le rseau de lnergie olienne.

    La Stratgie de Dveloppement du March traiterait de la collaboration travers les frontires des solutions aux problmes importants concernant lintgration au rseau, la planification stratgique du rseau, les barrires administratives, lacceptation publique et environnementale, et les mcanismes dincitations et de paiement.

    Le secteur prpare un document de vision pour dmontrer lUE le besoin dune plateforme consacre lnergie olienne que sera prsent la Commission europenne prochainement afin dobtenir le support ncessaire.

    E.5.2.1.4.3. Conclusion.

    Pendant les dernires annes, lindustrie olienne europenne a collabor la cration dun rseau de lnergie olienne dans le cadre du FP5 et du FP6 pour tablir un plan commun qui dtaille les nombreuses activits que la R&D doit effectuer afin datteindre les objectifs tablis dans lagenda de Lisbonne. Cependant, il est essentiel pour le futur de cette industrie que les diffrents acteurs du secteur continuent formuler les priorits de R&D. Un lment basique et essentiel sera linclusion des priorits dans le cadre du FP7.

    Dans ce contexte, la cration dune plateforme technologique comme initiative de conduite de lindustrie de lnergie olienne facilitera la collaboration non seulement de tous les acteurs de cette industrie, mais galement, des financiers, des centres de recherches, des gouvernements nationaux et

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    63

  • des institutions europennes. Elle permettra un affichage clair des besoins de cette industrie et des efforts mener pour avoir une vision commune future de lnergie olienne.

    E.5.2.1.5. Laboratoire national danois de Ris.

    Le dpartement de lnergie olienne de Ris dveloppe de nouvelles technologies dexploitation de lnergie olienne pour la rendre comptitive. La recherche seffectue en coopration avec lindustrie et en collaboration troite avec les tablissements et les organismes de recherche nationaux et trangers. Les principaux thmes de recherche du Ris en matire olienne sont : les prdictions du vent, la technologie des turbines oliennes, larodynamique, laro-acoustique, la mcanique des fluides, la conception lectrique et la commande. Ils sont prsents dans le tableau ci-dessous :

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  • Modlisation structurale Modlisation des proprits des turbines rotatives, de la dformation des sections transversales, de lanalyse modale exprimentale des pales et des turbines compltes.

    Modlisation arodynamique La dviation, linteraction mt-pales, les charges en conditions extrmes du vent, des modles dynamiques de la rgulation par dcrochage arodynamique.

    Commande Rgulation par dcrochage arodynamique (stall rgulation), contrle calage variable de pale (pitch rgulation), vitesse variable du rotor

    Stabilit arolastique Recherche sur les vibrations induites par le dcrochage arodynamique, le tourbillonnement du rotor, lanalyse de la stabilit

    complte des turbines. Code arolastique appel HawC (code des turbines oliennes daxe horizontal) qui est utilis dans lindustrie des turbines oliennes pour le dveloppement des turbines de taille du MW.

    Dveloppement et amlioration des modles arolastiques des turbines.

    Des nouveaux concepts Turbines deux pales, rduction des charges grce lutilisation des composants flexibles.

    Dveloppement dun outil de conception des profils des pales: LAIRFOIL Conception des pales et des essais du tunnel du vent Dveloppement de la mthode danalyse avanc pour essayer les sections des pales en 2D

    Conception arolastique

    Tunnel du vent numrique Le tunnel du vent numrique est un groupe doutils informatiques de dynamique des fluides (Computer Fluid Dynamics-CFD), qui complte un "vrai" tunnel

    exprimental du vent. Le but principal est de fournir des informations trs dtailles de larodynamique des turbines oliennes complexes : calcul des caractristiques arodynamiques des pales et des rotors, permettant de prdire les charges.

    La performance de lnergie olienne et linterconnexion avec les systmes dnergie,

    La vrification de lexcution des turbines et parcs oliens est associe aux mesures trs compliques des coulements, particulirement dans les terrains complexes. SITEPARIDEN : projet qui tude la production en terrains plats et complexes pour une mme type de turbine. CLASSCUP: projet qui vise le dveloppement dun anmomtre optimis pour des mesures dnergie.

    La dynamique et la stabilit des conceptions

    Des essais et des mesures

    Amliorations des mthodes dessai existantes et dveloppement des nouvelles procdures.

    Mesures des flux dair au long des rotors.

    SODAR projet qui regarde les possibilits demployer ce systme des mesures acoustiques pour visualiser les coulements sur les pales et leffet de sillage des turbines.

    PRODETO : Outil de conception probabiliste des turbines oliennes soumises aux charges, modlisation des charges et rsistances, calcul des probabilits dchec.

    Guide pour la conception des turbines oliennes offshore

    Recherche sur le dveloppement des turbines oliennes soumises aux charges simultanes du vent, des vagues, des courants de la mer et de la glace.

    Charges et sret

    Objectif de connatre de manire prcise les charges externes, aussi bien que les actions et rponses de la turbine elle-mme (commande du systme et des matriaux).

    RECOFF : Recommandations pour la conception des turbines oliennes offshore

    Turbines oliennes

    Etalonnage

    Etalonnage de lnergie olienne niveau national, europen (CENELEC), et international (IEC).

    Les objectifs sont : 1) fixer la qualit des turbines par des impratifs techniques admis mutuellement 2) dissminer les rsultats de la R&D directement dans lutilisation de ces impratifs techniques 3) contribuer ltalonnage simple et international afin de faciliter un march international.

    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rappor Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    65

  • Systmes hybrides

    Lintgration de plus dune source dnergie renouvelable dans les systmes conventionnels dalimentation dnergie est lun des secteurs les plus intressants pour de futurs systmes dalimentation dnergie. La nature stochastique des sources dnergie renouvelable ainsi que la taille relativement petite du systme provoquent des problmes techniques : stabilit du systme, qualit de puissance, dispatching,... Systmes

    dnergie olienne

    Centrales dnergie olienne

    Traditionnellement limpact des parcs oliens sur le systme dalimentation dnergie a principalement t sur la tension du conducteur local et de la sous-station locale. A mesure que la taille des parcs augmente, le niveau de la pntration augmente aussi et limpact sur le systme dalimentation dnergie cesse dtre local. Cela entrane la ncessit du dveloppement du contrle des capacits des parcs oliens pour contrler llectricit produite, la puissance ractive et la rsistance aux fautes du systme.

    WAsP (The Wind Atlas Analysis and Application Program) : logiciel informatique qui permet de prvoir les ressources du vent et des productions dnergie partir des turbines et parcs oliens. Mtorologie de lnergie

    olienne

    Estimation des ressources du vent. Modlisation de linfluence topographique sur lcoulement du vent cause de lorographie, la rugosit (surface de leau, terrain, villes), les obstacles (maisons, coupures du vent) WAsP Engineering : logiciel informatique qui permet destimer les vitesses de vent extrmes, les cisaillements, les profils, et la turbulence dans les terrains complexes.

    Mtorologie de lnergie olienne offshore

    Assurance dune bonne connaissance du vent. Recherche fondamentale dans linteraction datmosphre-ocan.

    Regarder des diffrents projets (http://www.risoe.dk/vea-atu/atmocean/index.htm)

    PREDIKTOR : Prvisions de la production dlectricit des parcs oliens Outils de commande des parcs oliens Mthodes de commande efficace des parcs oliens. CleverFarm : Surveillance automatique et maintenance prventive des parcs oliens.

    Interaction de latmosphre et les surfaces terrestres http://www.risoe.dk/vea-atu/atbiexch/index.htm

    Interaction de latmosphre et les ocans http://www.risoe.dk/vea-atu/atmocean/index.htm

    Dispersion atmosphrique http://www.risoe.dk/vea-atu/atbiexch/index.htm

    Sensitivit lointaine http://www.risoe.dk/vea-atu/remote/index.htm

    Mtorologie

    Turbulence Simulateur 3D pour estimer les charges extrmes des turbines oliennes

    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rappor Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    66

    http://www.risoe.dk/vea-atu/atbiexch/index.htmhttp://www.risoe.dk/vea-atu/atmocean/index.htmhttp://www.risoe.dk/vea-atu/atbiexch/index.htmhttp://www.risoe.dk/vea-atu/remote/index.htm

  • E.5.2.2.

    E.5.2.2.1.

    Programme de R&D en France.

    La France na pas dvelopp de plan stratgique prcis concernant la R&D future de lnergie olienne. Des nombreux exemples confirment limportance faible de lolien dans la conduite de la recherche et linnovation technologique du pays. Par exemple, dans le fameux rapport sur les Nouvelles Technologies de lEnergie (Rf. 65) de Thierry Chambolle, lnergie olienne terre ne se conoit pas comme une des priorits de la recherche franaise. On y retrouve un classement non exhaustif de lensemble des technologies de lnergie en fonction de son positionnement stratgique dans la recherche franaise. Bien que les conclusions de ce rapport, remis au dbut de lanne 2004, insistent notamment sur limportance du dveloppement des nergies renouvelables, rien ny est dit sur lnergie olienne terre. Lnergie olienne offshore est y classifie comme une technologie incrmentale sur laquelle la France doit entretenir un niveau de R&D court terme de nature occuper une position de partenaire important.

    Egalement dans le rapport (Rf. 66) de Jean BESSON, parlementaire en mission sur le dbat national sur les nergies, aucune des questions concernant la recherche de lnergie olienne nest mentionne.

    Comme nous allons le voir dans les paragraphes ci-dessous, les diverses organisations franaises lies lnergie olienne manquent de lignes dorientation prcises en matire de R&D.

    LAgence de lEnvironnement et de la Matrise de lEnergie (ADEME)

    Pour contribuer au dveloppement de lindustrie olienne franaise, lADEME a rdig un programme de R&D dans le domaine de lnergie olienne pour les annes 2004- 2006. La politique de la R&D de lADEME dans lolien est oriente sur les domaines o les acteurs franais ont des comptences notables. Ainsi, on peut y retrouver:

    Dveloppement dun mt de mesure virtuel (diminution des problmes de logistique et augmentation de la rsolution spatiale et temporelle des mesures).

    Dveloppement des dmarches comme celle de combiner mts de mesures avec le SODAR ou dautres techniques, tels que le radar ou les moyens optiques (LIDAR).

    La mesure du vent

    Dveloppement des outils dvaluation du gisement, doptimisation de la rpartition spatiale des machines (micro-sitting), en utilisant la modlisation et la simulation numrique.

    Lautomatisation de la fabrication des pales pour rduire cots et la main duvre nombreuse qui caractrise lopration de dpose manuelle des fibres.

    Optimisation du profil des pales : - dveloppement doutils CFD permettant ltude du couplage arodynamique entre pales et moyeu, des nouveaux concepts de structure de pales permettant de mieux faire face aux problmes dassemblage et de vieillissement lis sa conception, des tests de fatigue sur les pales avant de les commercialiser, - recourir la modlisation et le calcul numrique comme moyen de prvision des cycles de chargement/ dchargement que subira le systme.

    Optimisation des

    arognrateurs Dveloppement des oliennes de grandes tailles :

    - efforts de R&D dans les domaines des matriaux composites, de la mcanique des fluides, de la mcanique des structures, des interactions fluides-structures et des automates de contrle. - des gnratrices performantes et innovantes, multipolaires attaque directe et vitesse variable. - des systmes multirotors afin doptimiser la croissance constante du diamtre des rotors oliens coupl une lvation de la turbine. - Llectronique de puissance

    Caractrisation de lala olien des sites afin den dterminer correctement la puissance minimale garantie, le potentiel, le productible, etc.,

    Amliorer la qualit des prvisions de vent, et donc de production olienne.

    Dveloppement des solutions de stockage.

    Insertion dans le

    rseau lectrique

    Rgularit de la production pour piloter au mieux le "dcrochage" des machines afin que celles-ci ne soient pas sensibles aux bourrasques

    Rsoudre des problmes particuliers en matire dhydrodynamique et gotechnique, de technologie des fondations : matriaux et structures, dinstallation, de maintenance et de dmantlement,

    Evaluation prcise et fidle du potentiel olien: mise au point de modles permettant lvaluation du potentiel olien partir de donnes satellitaires.

    Dveloppement de loffshore

    Gestion du rseau lectrique ou de loccupation de lespace maritime : ncessit dun instrument permettant une analyse globale de lensemble des enjeux techniques, environnementaux et de conflits dusages intervenant sur les domaines maritimes.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    67

  • E.5.2.2.2.

    E.5.2.2.3.

    E.5.2.2.4.

    E.5.2.3.

    Lassociation des professionnels de lnergie olienne (FEE)

    Fonde en 1996, lassociation France nergie Eolienne (FEE) (Rf. 80) rassemble aujourdhui une centaine de membres professionnels qui participent au dveloppement de la filire olienne en France. Elle est considre comme la French Wind Energy Association par lEWEA. Parmi ses objectifs, elle vise crer et perptuer les connexions entre les divers professionnels franais et trangers de lnergie olienne, encourager par les moyens appropris laccs aux experts en matire olienne, promouvoir lnergie olienne et encourager le financement des programmes de R&D.

    Le Syndicat des Energies Renouvelables (SER) et France Energie Eolienne (FEE) ont rcemment annonc, dans un communiqu de presse paru en janvier 2005, leur dcision de constituer une organisation unique dont le premier objectif sera damliorer la dfense et la promotion de lnergie olienne face aux attaques injustifies dont cette filire est lobjet en France. Cette union fera de la FEE la branche olienne du SER, qui regroupe directement et indirectement plusieurs centaines dentreprises, socits de tous les secteurs des nergies renouvelables.

    Bien que cette association soit aujourdhui compose de 120 adhrents impliqus dans la filire olienne (bureaux dtudes, dveloppeurs, constructeurs, exploitants, financiers), on doit souligner labsence des tablissements de recherche et de formation.

    Cette association ne prconise pas de programme de R&D.

    Le Comit de Liaison Energies Renouvelables (CLER)

    Le Comit de Liaison Energies Renouvelables (CLER) (Rf. 81) est une association loi 1901 cre en 1984 linitiative des associations locales de dveloppement des nergies renouvelables, regroupant plus de 150 professionnels rpartis sur tout le territoire national. Le CLER permet dchanger des informations et des expriences, de participer llaboration des propositions, daccompagner les projets de dveloppement de lnergie olienne, de soutenir la cration demplois et des formations, ainsi que de reprsenter les professionnels de la filire auprs des institutions nationales et europennes.

    Dans ce contexte, un rseau franais des Collectivits Locales concerns par lEolien (CLEO) a t cre en 2003 pour servir dintermdiaire entre les collectivits locales, les professionnels et les administratifs de lolien. Cela nous amne souligner de nouveau labsence des tablissements de recherche dans ce rseau et plus concrtement, dans le CLER.

    Comme la FEE, le CLER ne prconise pas de programme de R&D spcifique olien.

    Conclusion

    Cette partie nous a permis de souligner labsence dun programme stratgique en matire de R&D olienne pour la France. Actuellement, le pays dispose de fortes comptences techniques et technologiques, qui peuvent permettre dtablir une perce notable au niveau europen. Mais, la filire olienne franaise tant trs peu dveloppe, elle ne sollicite pas fortement la recherche.

    Conclusion sur lanalyse des programmes de R&D

    Ce chapitre nous a permis de prsenter les diffrents programmes stratgiques europens de R&D existants. On peut observer que ces diffrents plans dveloppent avec un niveau de prcision variable, les mmes besoins de la R&D de lindustrie olienne. Cela traduit le fait que la voie technologique suivre pour poursuivre le dveloppement des oliennes est bien identifie et contrle. Il sera donc difficile pour la recherche franaise de sinsrer dans le dveloppement technique des grands arognrateurs.

    Les principaux objectifs de la recherche se focalisent principalement sur le dveloppement des grandes turbines oliennes, loptimisation des conceptions des pales et rotors, la prdiction des ressources oliennes, lintgration de la puissance olienne grande chelle, et lacceptation sociale.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    68

  • Ces programmes rpondent aux souhaits de lEnergy Research Area Working Group (ERAWOG) (Rf. 68), de faire merger un effort europen commun qui soutienne la stratgie de recherche long terme ncessaire pour maintenir une Europe concurrentielle dans le domaine de lnergie olienne.

    La France ne possde pas un programme stratgique adaptable aux besoins industriels en R&D olienne. Les lments de programme de recherche franais sont assez parallles aux programmes des autres pays de la communaut, ils ne sont pas dclins ou adapts notre situation nationale de retard de dveloppement de cette technologie. Ceci facilite linsertion dans les rseaux de recherche europens, mais rend peu efficace laction au plan national.

    Cependant, lintgration de la puissance olienne grande chelle ainsi que la prdiction des ressources et de la production, sont des questions ouvertes partout en Europe, la France possde des comptences dans ces domaines et un besoin fort pour rsoudre sa difficult raccorder les oliennes au rseau. Il y a l un besoin satisfaire important.

    Un autre besoin est celui naturellement de la rduction des cots, qui pour la recherche Franaise devrait se focaliser sur les cots hors machines, puisque nous ne les contrlons pas ou peu. Il sagit des cots de maintenance, des cots dexploration des sites, de raccordement,

    Enfin, il ne sagit pas rellement dun besoin mais plutt dune opportunit, la recherche franaise pourrait prendre pied sur des domaines o la technologie est plus mergente et la recherche plus foisonnante. On pense des types doliennes nouveaux, par exemple de petite taille pour mettre en zone urbaine. Le dveloppement doliennes offshore parat hors de porte sans une grande exprience de lexploitation des machines terre.

    E.6. Conclusion Lanalyse de la situation nationale de lolien et de ses difficults se dployer en France a montr

    que les besoins en R&D spcifique notre pays se situent principalement sur les thmes suivants :

    - la prvision de la production ;

    - ltablissement de donnes permettant de planifier le dveloppement de lolien, en particulier lvaluation des gisements.

    La filire olienne nationale est intresse au mme titre que dans les autres pays au progrs de cette technologie, en particulier sur les points suivants :

    - lvaluation des gisements,

    - larodynamisme,

    - llectrotechnique,

    - la technologie offshore.

    Tche 5 : Identification des points forts de la recherche franaise et proposition de solutions pour sa structuration

    F.

    Munis des lments danalyse tablis dans les chapitres prcdents, nous avons rencontr certains

    acteurs franais cls dans le domaine de lolien pour mieux cerner comment ils sinscrivent dans la R&D olienne. Un questionnaire leur a t adress afin de savoir quelle tait leur vision de la situation actuelle, et en particulier quels taient les besoins en R&D et en formation. Le questionnaire est donn en annexe de ce rapport (H.1).

    Un tableau des diffrents contacts raliss est donn en annexe H.2. En nous appuyant donc sur nos travaux et sur les diffrents rencontres que nous avons pu raliser,

    nous pouvons maintenant proposer des pistes pour orienter la recherche franaise qui permettent de rpondre aux besoins industriels nationaux pour le dveloppement du secteur olien.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    69

  • F.1. Synthse sur le contexte et les objectifs pour lolien en France La situation de la filire olienne franaise se caractrise de la manire suivante :

    Trois objectifs bien dfinis et qui peuvent tre nettement classs en termes de priorit : Un objectif clair consiste dvelopper le recours lolien pour produire de

    llectricit. A ce sujet, des objectifs chiffrs existent. Un objectif secondaire sous jacent au prcdent est de soutenir et dvelopper lindustrie

    franaise dans ce domaine (sous-traitance, composants, services). Lindustrie olienne franaise manque de masse critique pour dgager des actions de R&D. Il sagirait alors de fournir une expertise nationale pour proposer des actions de R&D aux constructeurs trangers, et ainsi obtenir une taille critique par rapport nos partenaires europens.

    Un troisime objectif mais qui est assez annexe par rapport aux autres est de dvelopper un constructeur national doliennes de grande taille.

    Un contexte difficile :

    Actuellement, la technologie olienne est dans un tat mature. Les grandes barrires, que la filire olienne franaise rencontre, ne sont pas vraiment de nature technique, mais plutt de nature administrative et rglementaire. Limplantation de parcs oliens sur le territoire franais rencontre de nombreux obstacles, principalement dordre administratif qui traduisent des dbats non clos en matire de politique nergtique, en matire damnagement du territoire et en matire dorganisation du march lectrique (plus prcisment du rseau).

    F.2. Points forts de la recherche Franaise La recherche Franaise est prsente sur les points clefs du dploiement de lolien que sont

    lvaluation de la ressource et la prvision de la production. Elle est aussi prsente sur des domaines essentiels pour le futur de lolien que sont les sciences lies la mer, que ce rapport na pas explor en dtail.

    La recherche Franaise est bien intgre dans les rseaux europens et sa valeur reconnue, puisque le projet ANEMOS par exemple est coordonn par une quipe Franaise. Elle ne pouvait dailleurs se dvelopper qu cette condition puisquau niveau national, lolien ntait ni une priorit de recherche ni un axe de dveloppement pour notre industrie.

    La recherche nationale est galement prsente sur certaines briques technologiques clefs des oliennes : roulements, lectrotechnique, arodynamique. Ces quipes pourraient intervenir plus massivement sur des sujets oliens, ventuellement de faon concerte, si une demande de lindustrie sexprimait. Ce sera peut-tre le cas lorsque cette technologie se sera rpandue massivement en France ou lorsque des industriels Franais auront investi dans des entreprises trangres dtentrices de la technologie de conception densemble des machines.

    Enfin, la recherche Franaise propose une palette de formation assez large et diversifie, dans laquelle tous les aspects de lolien sont abords. Ces formations lolien sont en gnral conues comme des modules spcifiques de formations plus larges (aux nergies renouvelables par exemple), ce qui est adapt au march de lemploi actuel. Si la filire olienne se dveloppe comme prvu, ces formations pourront voluer la fois en volume dtudiants forms et en importance accorde lolien. Il ne semble donc pas que nous devrions rencontrer de problme majeur de formation dans les annes venir. Par ailleurs, le march de lemploi tant europen, dventuelles tensions sur le march national devraient sestomper rapidement.

    F.3. Proposition de structuration de la recherche

    F.3.1. Poursuivre les efforts engags Afin de maintenir et dvelopper sa matrise technique globale de lensemble de la filire, la

    recherche franaise devrait continuer son travail actuel de contribution aux divers programmes europens. Les diffrents laboratoires devraient continuer ou amplifier leurs actions dans les domaines suivants jugs importants dans la phase actuelle de dveloppement de lolien :

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  • - la prvision de la production,

    - lvaluation des gisements,

    - larodynamisme,

    - llectrotechnique,

    - la technologie offshore.

    F.3.2. Coordonner les efforts pour aider rsoudre les problmes de planification Par ailleurs, une coordination des diffrents laboratoires franais pourrait voir le jour, en se donnant

    pour objectif de traiter le nud du problme de la situation franaise, savoir le raccordement au rseau, par essence multidisciplinaire.

    En effet, travailler dans une structure collaborative sur des sujets traits sparment aujourdhui na que peu de valeur : cela va complexifier la gestion sans besoin puisque les problmes peuvent tre traits hors de ce cadre. Pour amortir les cots au sens large dune collaboration entre laboratoires, il faut traiter dune question qui ne peut pas tre aborde en ordre dispers. La question dun schma directeur est de ce type, et lEtat reste lgitime sur ce sujet mme en march drgul. Chaque laboratoire continuera de toute faon travailler sur son domaine de comptence originel dans la thmatique olienne.

    Un exemple rcent de structure fdrative pour conduire la recherche olienne existe en Allemagne. Il est rapport dans lencadr ci-dessous.

    Un rseau de recherche national sur l'nergie olienne Le ministre fdral de l'ducation et de la recherche (BMBF) a donn son aval pour la cration d'un rseau de

    recherche sur le thme des "turbulences et leurs consquences sur l'utilisation de l'nergie olienne" qui est finance a hauteur de un million d'euros.

    La coordination du rseau se fera au centre de recherche sur l'nergie olienne (Zentrum fur Windenergieforschung) ForWind de l'universit d'Oldenbourg. Les partenaires du projet sont :

    - le laboratoire de mcanique numrique du dpartement d'ingnierie mcanique de la FH de Kiel

    - l'institut de physique thorique de l'universit de Munster

    - l'institut Max Planck de physique des systmes complexes de Dresde

    - l'institut d'arodynamique et de technique des courants de l'agence spatiale allemande DLR de Gottingen

    Dans le cadre de ce projet, qui a galement pour but de favoriser les changes entre les tablissements d'enseignement suprieur et les grands centres de recherche dans le domaine de l'nergie olienne, des recherches seront menes pour le dveloppement d'installations oliennes. C'est d'une trs grande importance pour l'utilisation future de l'nergie olienne. Les quipes de recherche impliques dans le rseau traitent aussi bien de problmes pratiques que de questions de recherche fondamentale. Les experts sont issus des domaines de recherche suivants : recherche sur les turbulences, dynamique non linaire, thorie du chaos, processus de modlisation stochastique, applications de l'nergie olienne.

    Source : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/28431.htm

    On est en droit de se demander si une structure similaire pourrait voir le jour en France. Nous pensons que non daprs les arguments identifis dans la premire partie de ltude :

    aucun soutien des ministres ne serait obtenu, lolien nest clairement pas une priorit de recherche. Pas de soutien pour redvelopper une comptence qui existe ailleurs en Europe. En revanche dans notre proposition, la structure traiterait dun problme purement franais et pourrait notre avis ce titre obtenir le soutien des ministres.

    aucune industrie nationale nexiste pour supporter un tel rseau. Le rseau allemand sera nourri des problmes rencontrs par les industriels allemands de lolien. O les chercheurs Franais trouveraient-ils les donnes pour faire un travail utile ?

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    http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/28431.htm

  • La structure de coordination de la recherche propose pourrait donc chercher dgager les lments scientifiques et techniques qui permettraient de dbloquer la situation nationale, en :

    Fournissant les lments permettant de dfinir un schma directeur dimplantation des parcs oliens.

    Bien que la production dlectricit dcentralise devienne de plus en plus importante, le rseau franais actuel nest pas encore adapt son dveloppement. Cest pour cette raison, que les monteurs de projets oliens sont confronts une liste dattente assez longue. Aujourdhui, le problme est que le systme est trop libre : on a voulu laisser les acteurs libres de proposer nimporte quel projet, nimporte o et en nombre non contrl. Ceci gnre certainement de lencombrement dans les filires de traitement des dossiers, et donc du travail inutile.

    Dans ce contexte, un schma directeur dimplantation des parcs oliens permettrait RTE de cibler les zones renforcer indpendamment des projets et aux porteurs de projet de trier leurs propositions. Il serait intressant de dcliner les objectifs nationaux de dveloppement de capacits oliennes au niveau local (dterminer un certain nombre de MW installer par chaque rgion et rpartir ces lots dans le temps). Ainsi, les enqutes publiques du rseau et du parc seraient paralllises et beaucoup de temps pourrait tre gagn. De plus, la CRE saurait o faire des appels doffre et les placer dans le temps de faon cohrente. Ce schma directeur de dveloppement pourrait tre entrin au niveau du Comit National Eolien du ministre.

    Coordonnant un travail sur les rfrentiels techniques.

    Un programme de recherche pourrait tre mis en place pour aider la mise au point et lvolution des rfrentiels techniques et des procdures de raccordement adaptes lolien sans rien perdre sur la fiabilit/scurit du rseau est crire.

    Constituant un centre dappui technique (formation, recherche, ingnierie) la filire.

    Les problmes techniques que la filire olienne franaise rencontre, sont lis aussi limplantation des machines, son montage, sa maintenance, les rglements de scurit ou de droit du travail qui sappliquent... Un centre technique de formation et de recherche pourrait accompagner le dveloppement de la filire. La collaboration entre les laboratoires pourrait jouer le rle puis conduire la cration de ce centre technique.

    Envoyant un reprsentant dans le Groupe de travail Eolien de lAIE ou dautres instances internationales

    Ce reprsentant pourrait avoir comme mission denvoyer des signaux clairs sur les besoins en recherche ou connaissances ncessaires pour lolien en France la communaut internationale. Par exemple, profiter de l'initiative GEOSS (http://www.earthobservations.org) permettra d'tablir les besoins des utilisateurs en terme de donnes et les traduire en termes de moyens d'observation globaux (in-situ, satellites, modles). Cette identification des moyens existants et la dfinition des moyens d'observation venir permettront une diffusion rapide dans la communaut franaise et la possibilit de tirer parti des opportunits identifies.

    F.3.3. Constituer un groupe dexperts autour de lADEME Afin dadapter rgulirement le programme de recherche et de fixer les priorits de recherche de

    lADEME, un groupe dexperts pourrait tre constitu. Ce groupe serait charg de dfinir les thmes susceptibles de recevoir le soutien de lADEME et daffiner les thmes de recherche identifis dans ce document.

    Une vision et un soutien cohrent de la part de lADEME devrait suffire pour rendre cohrentes les actions prvues en F.3.1 tant donn le peu de laboratoires impliqus. Par ailleurs, si de grands

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    http://www.earthobservations.org/

  • groupes comme AREVA expriment des besoins de recherche, cela devrait conduire structurer la recherche de faon assez rapide et spontane.

    G. Conclusions et perspectives

    Ce travail a permis de mettre en vidence que le dploiement massif de lolien butait principalement en France lheure actuelle sur les problmes de compatibilit des horizons temporels des projets oliens et de la planification du dveloppement du rseau de transport.

    Il a permis de montrer que la recherche Franaise tait bien positionne sur les points clefs de cette technologie, mais quelle ne pouvait pas faire plus aujourdhui en termes de dveloppement de la technologie faute de besoins industriels. Beaucoup de besoins ne pourront merger que lorsquune industrie suffisamment importante existera dans notre pays. En revanche, sur laide au dploiement que constitue lvaluation de la ressource et la prvision de la production, la recherche nationale va pouvoir continuer se dvelopper et amliorer sa visibilit internationale.

    Le rapport montre aussi que loffre de formation est adapte ltat de la filire et quelle est parfaitement mme dvoluer si le besoin sen faisait sentir, ce qui devrait permettre dviter des tensions sur le march du travail qui pourraient tre source de ralentissement pour lolien.

    En conclusion, le rapport propose 1) de poursuivre leffort de recherche sur les axes o les laboratoires sont prsents, 2) de coordonner la recherche pour aider ltablissement dun schma directeur pour le

    dveloppement de lolien, de faon rsoudre les problmes de dlais de raccordement au rseau de transport,

    3) de constituer un groupe dexperts pour pauler lADEME dans la dfinition de ses priorits de soutien la recherche dans ce domaine.

    Ce travail pourrait se poursuivre par la constitution du groupe dexperts dans un premier temps.

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  • H. Annexes

    H.1. Questionnaire.

    1. Introduction.

    Dans le cadre de la directive europenne sur llectricit renouvelable, la France sest fixe comme objectif de produire 21% de sa consommation dlectricit partir de sources renouvelables lhorizon 2010. La Programmation Pluriannuelle des Investissements (PPI) de production dlectricit, de 2003, prvoit donc comme objectif pour le 1er janvier 2007 linstallation de 2000 6000 MW dolien continental et de 500 1500 MW dolien off-shore.

    Le dveloppement de lnergie olienne fait donc partie des priorits de la France. Cependant, la situation de lnergie olienne franaise se caractrise par un contraste clair entre le haut potentiel olien et les difficults que la filire rencontre pour sa mise en uvre.

    La recherche Franaise en matire dnergie olienne a un certain nombre de faiblesses en termes de moyens mais aussi peut-tre de positionnement thmatique.

    Mandat par lADEME pour faire une tude de la situation actuelle de la R&D et de lindustrie olienne franaise, le Centre Energtique et Procds de lEcole des Mines de Paris vous adresse ce questionnaire. En vue dexaminer les besoins de lindustrie olienne franaise en matire de R&D, nous souhaiterions connatre votre opinion et dbattre avec vous des questions ci-dessous lors dun prochain entretien.

    2. Questionnaire.

    a. Quest-ce qui vous parat important dans le dcollage de la filire olienne en France : linstallation dun nombre toujours plus grand de MW olien ? Le dveloppement des industriels Franais ? Le dveloppement de turbines de forte puissance par des industriels Franais ? Le dveloppement de loffshore ? Autre chose encore ?

    b. Quelles sont les diffrentes barrires et difficults que vous rencontrez ?

    c. Parmi celles-ci lesquelles vous semblent pouvoir tre traites au moins en partie par la R&D ?

    d. Indpendamment peut-tre de vos besoins propres, o devraient se focaliser, selon vous, les progrs futurs de la R&D olienne Franaise ?

    e. Quelle R&D vous parat devoir tre faite en France (par opposition nimporte o en Europe par exemple) ?

    f. Quels domaines de R&D pensez vous conserver ou dvelopper en interne, et quels domaines souhaitez vous voir pris en charge dans des centres de R&D externes ?

    g. Afin dtablir une carte du rseau des acteurs franais de l'olien, pourriez vous nous dire quels sont vos partenaires privilgis dans l'olien en matire de recherche ?

    h. Un programme national de recherche sur lnergie olienne serait-il utile selon vous ? Quel niveau de coordination de la R&D vous paratrait souhaitable au niveau Franais ?

    i. Loffre de formation dans le domaine olien est-elle suffisante selon vous ? Avez-vous identifi des besoins dans ce domaine ?

    j. Avez-vous dautres observations formuler en ce qui concerne notre tude ?

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    74

  • H.2. Tableau : Liste des entretiens mens dans le cadre de ltude.

    ENTREPRISE PERSONNE CONTACTE ADRESSE ENVOI QUESTIONNAIRE ENTREVUE

    Bernard CHABOT

    500 Route des Lucioles 06560 Valbonne, France Tl.: +33 (0)4 93 95 79 14 Email: bernard.chabot@ademe.fr

    Mardi 5 Avril 2005

    Dr. Nicolas FICHAUX

    500, route des Lucioles 06560 Sophia Antipolis Tl. : +33 (0)4 93 95 79 66 Fax : +33 (0)4 93 65 31 96 Email: nicolas.fichaux@ademe.fr

    Lundi 4 et jeudi 7 Avril 2005

    ADEME Dpartement

    Energies Renouvelables

    (DER)

    Eric PEIRANO

    500 Route des Lucioles 06560 Valbonne, France Tl.: +33 (0)4 93 95 79 34 Fax: +33 (0)4 93 65 31 96 Email: eric.peirano@ademe.fr

    non

    Mardi 6 Avril 2005

    AEROWATT Laurent ALBUISSON

    6, rue Henri Dunant 45140 INGRE Tl. : +33 (0) 2 38 88 64 64 Fax : +33 (0) 2 38 88 64 66 Email : l.albuisson@aerowatt.fr

    oui Mardi 31 mai 2005

    Georges KARINIOTAKIS Ingnieur de Recherche Post-doc Responsable de projets

    Sophia Antipolis, B/E-05 bis Tl. : 04.93.95.75.01 Fax : 04.93.95.75.35 Email : georges.kariniotakis@ensmp.fr

    Mardi 6 Avril 2005

    Didier MAYER Directeur Adjoint. Responsable du CEP Sophia Antipolis

    Sophia Antipolis, B/E.04 bis Tl.: 04.93.95.74.07 Fax: 04.93.95.75.35 Email : didier.mayer@ensmp.fr

    Mardi 5 Avril 2006 CEP ARMINES

    Thierry RANCHIN Ingnieur de recherche, Centre d'Energtique - Groupe Tldtection & Modlisation.

    BP 207- 06904 Sophia Antipolis Cedex Tl. : 04 93 95 74 53 - Fax : 04 93 95 75 35 Email : thierry.ranchin@cenerg.cma.fr

    non

    Mardi 5 Avril 2007

    Pascal DUPUIS Charg de la 5 ieme sous Direction "demande et matrise de l'nergie" DIDEME

    61 Boulevard Vincent Auriol 75703 Paris Cedex 13 Tl.: +33 (0) 1 44 97 26 92 Email: Pascal.dupuis@industrie.gouv.fr

    non

    DGEMP Christophe JURCZAK Chef du bureau des Energies Renouvelables et des Techniques Nouvelles

    61 Boulevard Vincent Auriol 75703 Paris Cedex 13 Tl.: +33 (0) 1 44 97 26 82 Email: christophe.jurczak@industrie.gouv.fr

    oui Mardi 21 Juin 2005

    Ecole des Mines de Paris

    Gilles Le BLANC Directeur du CERNA (Centre d'Economie Industrielle)

    60, boulevard Saint Michel, 75272 Paris Cedex 06 Tl. : +33 (0) 1 40 51 92 28 Fax : +33 (0) 1 44 07 10 46 Email: leblanc@cerna.ensmp.fr

    non Mercredi 18 mai 2005

    EDF

    Frdric JOUVE Responsable des programmes environnementaux et des Energies Renouvelables

    Avenue Gnral de Gaulle BP 408-92141 Clamart Cedex Btiment TB (4eme tage, numro 410) Email: frederic.jouve@edf.fr

    oui Vendredi 24 juin matin

    JEUMONT Herve HIMMER Directeur

    JEUMONT SA Sige social 27, rue de l'industrie BP 189 59 573 Jeumont Cedex France Email: herve.himmer@framatome-anp.com Tl. : +33 (0) 2 40 25 20 06

    oui Rponse par mail.

    TOTAL Jean LEMAIRE Direction Energies Renouvelables

    2, Place de la Coupole 92078 Paris La Dfense Cedex - France Tel. +33 (0) 1 47 44 56 29 Fax. +33 (0) 1 47 44 31 13 Email : jean.lemaire@total.com

    oui Entretien le lundi 30 mai 2005

    Marc VERGNET (Prsident Directeur Gnral) m.vergnet@vergnet.fr Jean-Michel FONTAINE, (Responsable R&D)

    VERGNET S.A.

    Dpartement olien Catherine MOUSSET

    (Assistante de Marc VERGNET) Tl.: +33 (0) 2 38 52 59 98 Email: C.MOUSSET@vergnet.fr

    160 rue des Sables de Sary 45760 Saran oui

    Entretien le mardi 31 mai 2005

    RTE Jean Louis Javerzac Mission raccordement des clients au rseau

    RTE Dpartement Dveloppement optimisation du patrimoine Tour Initiale 1 Terasse Bellini TSA 41000 92919 La Dfense Cedex Tl : 01 41 02 24 41

    oui Entretien le lundi 26 septembre 2005

    ERD Jean Luc Fraisse Chef du service accs au rseau

    Direction du rseau, EDF Rseau Distribution Tour Winterthur 92085 Paris La dfense Cedex Tl : 01 76 68 43 41

    non Entretien le jeudi 12 janvier 2006s

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    75

    mailto:herve.himmer@framatome-anp.comTl. : 02 40 25 20 06mailto:herve.himmer@framatome-anp.comTl. : 02 40 25 20 06mailto:herve.himmer@framatome-anp.comTl. : 02 40 25 20 06mailto:herve.himmer@framatome-anp.comTl. : 02 40 25 20 06mailto:herve.himmer@framatome-anp.comTl. : 02 40 25 20 06

  • H.3. Analyse du document Schma de dveloppement du rseau public de transport dlectricit 2003-2013 de RTE

    Lintroduction du document montre clairement que les dlais damnagement du rseau sont notoirement plus longs que les dlais de mise en uvre de projets oliens au cas par cas (Rf. 68, p. 4). Elle indique aussi que lintroduction de lolien grande chelle ne peut se concevoir quau travers dune sorte de schma directeur qui permettent aux diffrents acteurs de partager des hypothses de travail communes.

    une exigence rglementaire : la loi du 10 fvrier 2000 prvoit llaboration dun Schma de dveloppement du rseau public de transport qui tienne compte des Schmas de services collectifs de lnergie. La circulaire du 9 septembre 2002 prcise les grandes lignes de son contenu : le Schma de dveloppement doit faire apparatre les zones du territoire national dites zones de fragilit lectrique , pour lesquelles le renforcement ou le dveloppement du rseau public de transport dlectricit sera vraisemblablement ncessaire un horizon de dix quinze ans, en vue de satisfaire les besoins des consommateurs ou des producteurs ;

    une exigence de concertation : laccord Rseaux lectriques et environnement sign dbut 2002 insiste sur la ncessaire concertation conduite en amont des projets de dveloppement des rseaux. Le Schma de dveloppement constitue loutil indispensable de dialogue et de rflexion pour permettre, en concertation, daboutir une vision partage des zones de fragilit lectrique . Pour cela, un lieu unique de concertation, dont le fonctionnement est articul avec celui des Confrences rgionales damnagement et de dveloppement du territoire (CRADT), est dfini rgionalement. La circulaire du 9 septembre 2002 prcise les modalits dorganisation des instances de concertation, et indique, en outre, dans quelles conditions cette concertation se poursuit de faon approfondie, autour de chacun des projets destins rsoudre les contraintes dalimentation ;

    une exigence de vision long terme de lvolution des rseaux : la dure de vie des ouvrages de rseau (de lordre dune cinquantaine dannes), limportance des cots dinvestissements associs et leurs dlais de ralisation (de lordre de six sept ans pour les lignes ariennes, voire une dizaine dannes dans certains cas) conduisent, en dpit dun futur incertain, inscrire les dcisions dans un cadre de cohrence long terme partag par tous les acteurs impliqus dans cette problmatique.

    La conclusion reprend ce thme et place clairement lamnagement du rseau pour lolien dans le

    long terme, dans les gros projets (Rf. 68, p. 43). Il convient galement de mentionner les projets de raccordement des clients : pour lalimentation du rseau ferr, notamment les sous-stations pour le TGV Est, ainsi que pour les

    projets de lignes grande vitesse Rhin-Rhne et Languedoc-Roussillon ; les producteurs oliens ; des raccordements de postes sources ncessaires pour satisfaire les besoins de dveloppement des

    rseaux de distribution, et ponctuellement des raccordements de clients industriels ou autres producteurs.

    Linformation dont dispose le gestionnaire de rseau semble soit trs tardive eu gard aux dlais

    dinstruction des dossiers, soit de fiabilit douteuse de leur point de vue (attente de confirmation) (Rf. 68, p. 17). Cela suggre lide que lon pourrait identifier les zones o le dploiement de lolien pourrait tre plus rapide, les zones 5 ans, celles 10 etc. et que tous les acteurs se focalisent sur elles pour conomiser les efforts.

    Un autre facteur dincertitude, d la sparation entre production dlectricit et gestion du rseau de

    transport, est li au fait que les producteurs ne sont pas tenus dinformer le gestionnaire de rseau de toutes leurs dcisions susceptibles davoir un impact sur le fonctionnement du systme. Ainsi, les dcisions de dclassement ou de mise en service de nouvelles units peuvent ntre portes la connaissance du gestionnaire de rseau que trs tardivement, alors que les renforcements de rseau qui en rsultent ncessitent une anticipation plus importante.

    Le Schma de dveloppement, via son processus de concertation sur les hypothses, contribue rduire ces incertitudes, mais ne peut tre un instrument suffisant pour garantir une parfaite adquation entre le rseau de transport et les besoins des utilisateurs. Il est ncessaire que les producteurs informent RTE ds que possible de leurs intentions en matire dvolution de leur parc, pour quil puisse les intgrer sans dlai dans ses tudes de dveloppement.

    Le document montre aussi que lintgration de lolien est pris en compte par RTE et identifi

    comme posant plus de problmes mais ne dit rien sur la matrise de ces derniers /1, p. 17-18/. Revient aussi sur le point prcdent des informations dont dispose RTE. Il prvoit dj que les modalits de

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

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  • lintgration de lolien devront tre revues : il ny a en tout cas pas de cohrence nationale pour linstant.

    Enfin, lapparition massive de production dcentralise est de nature complexifier lexploitation du systme lectrique. En effet, certaines units de production (cognrations ou centrales oliennes, par exemple), sont pilotes selon des caractristiques inhrentes au type de production, et non en fonction des besoins du systme lectrique national. Elles sont par ailleurs soumises des alas (force du vent) qui complexifient lexploitation et la planification du rseau.

    () Ainsi, il3prvoit de dvelopper en France, dici 2007, entre 2 000 et 6 000 MW de puissance installe

    en technique olienne, dont 500 1 500 MW de centrales oliennes en mer. () Le Schma de dveloppement retient une hypothse de dveloppement de la production dorigine olienne au

    niveau national de lordre de 6 000 MW en 2007, qui correspond la fourchette haute de larrt PPI. Ce volume global est comparer au volume de demandes de raccordement formules par les producteurs aux

    gestionnaires du rseau de transport et de distribution, qui slevait environ 12 000 MW au total dbut 2003. Dans la mesure o la concrtisation des demandes de raccordement des productions oliennes est suspendue lobtention par les producteurs des autorisations administratives ncessaires leur implantation, il semble tabli que seule une fraction des demandes actuelles aboutira linstallation effective dune production. Qui plus est, le volume et la localisation de ces demandes varient considrablement dune anne sur lautre. La consistance4 des files dattente, qui permettent de grer les demandes de raccordement des producteurs oliens sur une zone donne, est soumise une forte volatilit.

    () Dune anne sur lautre, on constate une diffusion des demandes sur tout le territoire. Par exemple, le poids de

    la rgion Bretagne dans les demandes de raccordement enregistres dbut 2002 slevait 19 % ; un an plus tard, il tombait 7 %. Paralllement, des rgions qui navaient enregistr aucune demande de raccordement dbut 2002 comme Champagne-Ardenne reprsentaient un pourcentage significatif dbut 2003 (5 % pour Champagne-Ardenne) de la totalit des demandes au niveau national. Au niveau rgional, en labsence dinformations fermes concernant limplantation de ces nouvelles units, les modalits de prise en compte de nouvelles fermes oliennes varient en fonction de lapprhension de la problmatique du dveloppement de la production dcentralise par les acteurs reprsents dans les instances de concertation. Dans certaines rgions (Nord-Pas-de-Calais, Picardie, Rhne-Alpes, Auvergne), le volume national fix par larrt PPI est dclin au prorata des demandes de raccordement de producteurs oliens rpertories dans les files dattente disponibles au cours du premier trimestre 2003. Dans dautres, la totalit des demandes est prise en compte (rgions de lest et de louest de la France), ou seule la capacit daccueil est examine (Languedoc-Roussillon). Dans tous les cas, la cohrence avec les Schmas de services collectifs labors au niveau rgional est recherche. Les ventuelles contraintes engendres par le raccordement de ces productions directement lies leur localisation et leur puissance, devront tre ractualises dans les exercices futurs du Schma de dveloppement.

    Un paragraphe complet est consacr au raccordement de producteurs oliens /1, p. 33-34/.

    5.2.3 Raccordements de producteurs oliens Les rcentes directives europennes visant promouvoir les sources dnergies renouvelables, et traduites

    en objectifs chiffrs dans larrt concernant la Programmation pluriannuelle des investissements de production, ont conduit les pouvoirs publics proposer des incitations financires qui suscitent un fort engouement de la part des futurs producteurs dnergie dorigine olienne. RTE et les gestionnaires de distribution reoivent un grand nombre de demandes de raccordement pour lesquelles ils ralisent des tudes de rseau, afin dvaluer la capacit daccueil des sites les plus sollicits par les producteurs. Ces demandes sont le plus souvent localises sur les sites les plus favorables du point de vue du potentiel olien (zones de vent, topologie du terrain), mais ces zones ne sont pas forcment celles qui engendrent le moins de difficults dvacuation pour le rseau de transport.

    Comme on la vu au chapitre 3.2.2, les files dattente qui refltent les demandes de raccordement voluent

    trs rapidement : les producteurs formulent leurs demandes bien avant de recevoir les autorisations administratives ncessaires leur implantation, les ventuelles contraintes engendres par leur raccordement sur le rseau ne constituant quun des lments de loptimisation de leur projet. La rpartition des demandes de raccordement de production olienne est aujourdhui relativement diffuse sur tout le territoire : la quasi-totalit des rgions administratives tait concerne au premier semestre 2003. Trois zones principales se dtachent cependant, refltant les zones fort potentiel olien : une zone Ouest , incluant la Bretagne et une partie des rgions Basse-Normandie et Pays de la Loire ; une zone Nord , incluant le Nord-Pas-de-Calais, la Haute-Normandie, l'le-de-France, la Picardie et une partie de la rgion Centre ; et une zone Sud comprenant le Languedoc-Roussillon, lAuvergne et Rhne-Alpes.

    Pour un volume de production donn au niveau national, la prsence de contraintes dpend directement de la diffusion des demandes sur le territoire. Des tudes menes rcemment par RTE ont montr que la capacit daccueil du rseau existant se monte prs de 7 000 MW au total, sous rserve que les projets soient placs sur des sites favorables du point de vue du rseau de transport : lexception de zones dj

    3 larrt du 7 mars 2003, relatif la programmation pluriannuelle des investissements de production

    dlectricit (PPI),

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    77

    4 sic.

  • contraintes par dautres types de production, la capacit daccueil est dautant plus grande que la rpartition des projets est uniforme sur le territoire. En revanche, lhypothse de 6 000 MW lhorizon 2007, cohrente avec les objectifs fixs dans la PPI, et dcline gographiquement selon la rpartition reflte dans les files dattente, fait merger des contraintes. Le lecteur pourra se reporter aux cartes rgionales de lannexe 2, qui font figurer les contraintes correspondant aux demandes formules au premier trimestre 2003. Compte tenu de leur forte volatilit, on ne prsente ici que les zones o le rseau, dj satur, ne permet pas dcouler une nouvelle production.

    Sont concernes en premier lieu des zones fort potentiel olien, o le rseau est inadapt au

    dveloppement de cette production, comme le Languedoc- Roussillon, o la production hydraulique est dj trs prsente et sature dores et dj le rseau de transport. Si un volume global sur la rgion de lordre de 1000 MW (production terrestre et offshore) est raccordable sur le rseau rgional, sous rserve dune localisation adapte, des contraintes apparaissent dans dautres configurations de localisation (conflit dvacuation avec lhydraulique).

    Ce type de contrainte est identifi dans dautres rgions, de faon plus localise. Il sagit du nord de la France, en particulier la frontire Pas-de-Calais Picardie qui fait lobjet de trs nombreuses demandes de raccordement, ou de lAuvergne, o le rseau de transport dlectricit ne peut assurer en toutes circonstances lvacuation de la production olienne (en particulier dans le Cantal et la Haute-Loire).

    Dans dautres rgions, certains ouvrages sont en limite de contrainte pour certaines configurations de limplantation de projets particuliers, comme en Champagne-Ardenne.

    Par ailleurs, si ce premier exercice ne met pas en vidence de contrainte sur le rseau des rgions du Grand Ouest (Poitou-Charentes, Pays de la Loire, Bretagne, Centre), une acclration des demandes de raccordement et la dlivrance des premiers permis de construire par les prfets dans ces rgions peut engendrer lapparition de faiblesses du rseau pour vacuer cette production.

    linverse, certaines rgions peuvent accueillir les demandes prises en compte sans engendrer de

    contraintes, le nombre de demandes enregistres demeurant relativement faible ce jour. Il sagit dune zone partant de lest de la France (Lorraine, Franche- Comt, Alsace, Bourgogne) vers un grand quart sud-ouest (Limousin, Aquitaine). La Haute-Normandie est une rgion disposant galement dune forte capacit daccueil de la production olienne.

    Une estimation plus dtaille des zones de fragilit lectrique lies limplantation de production

    olienne sera disponible dans les exercices suivants du Schma de dveloppement, mesure que les demandes de raccordement auront t confirmes par les producteurs.

    Le document se conclut par quelques dtails rgion par rgion. Dans de nombreuses rgions, les seules volutions des moyens de production sont lies limplantation doliennes /1, p. 48-133/. Il faut remarquer la grande htrognit des informations donnes en fonction des rgions, il nest pas facile de les exploiter ensuite.

    Les difficults se concentrent logiquement dans les rgions fort potentiel olien. Le document naborde pas du tout la rflexion au-del de la PPI alors quil se fixe pour horizon 2013. Il est assez tonnant quil se limite prendre en compte larrt PPI qui va jusqu lhorizon 2007, bien que cela soit comprhensible puisque cest linformation la plus fiable ou prcise dont RTE dispose (cf. les commentaires du document sur les donnes). Etant donn ce qui est dit en dbut de document sur les dures ncessaires pour modifier le rseau il importerait pourtant de sy attarder. Cela confirme lintrt dune structure technique et scientifique spcialise pour alimenter la rflexion sur lvolution globale du rseau, de ses modalits de gestion et de maintien de la fiabilit avec un taux non ngligeable de pntration de lolien. On voit nettement le besoin pour RTE et les porteurs de projets mieux partager les hypothses sur les zones dvelopper, tout simplement pour focaliser les efforts sur les mmes objectifs.

    En tout cas le document confirme clairement que cest bien au niveau du raccordement que se

    trouvent les dlais qui ralentissent le dveloppement de la filire. Etant donn le niveau de gnralit du document, il est difficile de prciser les questions techniques rsoudre.

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  • H.4. Analyse du cot du kWh olien

    H.4.1.

    H.4.2.

    H.4.2.1.

    Introduction. Cette annexe rappelle des donnes de cot et de prix lies lolien et prsente une analyse du cot

    du kWh. Son objectif est de mesurer limpact potentiel sur le cot du kWh des efforts de R&D envisageables de faon pouvoir valuer leur intrt sous cet angle galement. Pour cela, nous prsentons dans ce chapitre le modle simple de calcul du cot du kWh olien que nous avons dvelopp sous Excel.

    Elments du cot des oliennes.

    Le cot global du kWh olien fourni au rseau par un parc darognrateurs prend en compte les dpenses dinvestissement initiales et les dpenses annuelles actualises dexploitation, dentretien et de maintenance. La valeur du cot de lnergie olienne est dtermine par les paramtres dcrits ci-dessous.

    Cots dinvestissement.

    Linvestissement initial comprend les cots dtudes et de gestion du projet, le cot dachat des arognrateurs, les cots dinfrastructure et damnagement du site (fondations, accs, ligne dvacuation de llectricit produite, quipements techniques dinterface avec le rseau), les cots dinstallation, de branchement et de mise en route.

    Le cot dinvestissement tait, en 2004, de lordre de 1020 /kW de capacit installe. En raison des progrs technologiques et de leffet dchelle lie laugmentation de la capacit industrielle, ce cot a rgulirement diminu au cours des dernires annes, et il devrait continuer le faire. Selon le document Cots de rfrence de la production lectrique (Rf. 54), on peut prvoir une baisse du cot des turbines de lordre de 3,3%/an jusquen 2007, puis de 2%/an de 2007 2015, do un cot de 922 /kW en 2007 et de 785 /kW en 2015. Cet investissement de rfrence correspond un scnario de dveloppement soutenu de la filire olienne.

    Le tableau suivant montre la structuration des cots pour une turbine de taille moyenne (0,85-1,5 MW) sur terre, base sur les donnes obtenues dans certains pays (Royaume-Uni, Espagne, Allemagne et Danemark), selon ltude publie par lEWEA (Rf. 55).

    Composant Part sur le cot total (%) Part sur le cot de la turbine (%)

    Turbine (ex-works) 74-85% -

    Fondation 1-6% 20-25%

    Installation lectrique 1-6% 10-15%

    Connexion au rseau 1-6% 35-45%

    Consultation 1-6% 5-10%

    Terre 1-6% 5-10%

    Cots financiers 1-6% 5-10%

    Construction des routes 1-6% 5-10%

    Source: EWEA (Rf. 55)

    Les cots dinvestissement des projets oliens sont domins par les cots propres de la turbine, appels cots ex-works . Approximativement, 75% du cot total dinvestissement de lnergie olienne est li aux turbines elles-mmes, et le quart restant correspond principalement au gnie civil, au montage (8%), llectricit (10%), au levage/transport (2%) et lingnierie ainsi qu divers frais -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

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  • de gestion du projet (5%). Cela veut dire que lnergie olienne est une technologie intensive en capital en comparaison avec dautres sources, comme les centrales gaz, dans lesquelles 40 60% du cot total correspond aux cots des combustibles dexploitation et de maintenance. Cest pour cette raison que le cot du capital (taux dintrt) est de grande importance lorsquil sagit de calculer le cot de lnergie olienne.

    Les prix pour chaque taille de gnrateur sont variables, dpendant de la hauteur du mt et du diamtre du rotor. Ainsi, une olienne spcialement conue pour les zones de vents faibles et munis dun diamtre de rotor assez grand, cotera plus chre quune olienne avec un petit diamtre de rotor, destine des zones bien ventes. En gnral, les cots seront un peu plus levs pour les oliennes isoles ou en petits groupes. Il revient videmment moins cher de connecter au rseau plusieurs oliennes situes sur le mme site, quune seule. En revanche, il y a certaines limites la quantit de puissance lectrique que le rseau lectrique local peut accepter. Si le rseau local est trop faible pour supporter la production dlectricit de lolienne, il faudra ventuellement le renforcer en faisant une extension du rseau lectrique haute tension.

    En tenant compte des diffrentes donnes obtenues des diffrentes sources documentaires (Rf. 55 et Rf. 56) on a retenu la structuration approximative suivante des cots dinvestissement dune olienne:

    Composant Part sur le cot total (%)

    Nacelle et capot 6,20

    Pales du rotor 12,00

    Moyeu 2,00

    Multiplicateur 13,90

    Gnratrice 9,00

    Le dispositif dorientation 1,80

    Le systme hydraulique 6,00

    Isolation et cbles 2,80

    Mt + peinture 17,00

    Arognrateurs (ex-works)

    Assemblage 5,30

    Fondation 5,16

    Installation lectrique 2,76

    Connexion au rseau 9,36

    Consultation 1,68

    Terrain 1,68

    Cots financiers 1,68

    Construction des routes 1,68

    Cot total dinvestissement 100,00

    Cela nous permet dobserver quels sont les principaux composants qui doivent tre tudis et dvelopps pour rduire les cots dinvestissement et permettre le dveloppement grande chelle de lnergie olienne. Les composants de larognrateur qui reprsentent les pourcentages les plus levs sont le mt, le multiplicateur, les pales du rotor et la gnratrice.

    H.4.2.2. Cots dopration et de maintenance

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    80

    Une olienne moderne est conue pour fonctionner pendant environ 120 000 heures durant ses 20 annes de dure de vie. Cette dure de vie constitue un compromis conomique utilis pour guider les ingnieurs dveloppant des composants pour les oliennes, qui doivent en pratique minimiser la probabilit de dfaillance sur cette dure. Certains composants sont plus sujets lusure que dautres, surtout les pales du rotor et le multiplicateur. Le prix dun nouveau jeu de pales, dun multiplicateur ou dune gnratrice slve normalement quelque 15 20% du prix initial de lolienne.

  • Selon le document de lAWEA Rf. 56, tout au long de la vie de la turbine, les cots dopration et de maintenance peuvent reprsenter jusqu 20-25% du cot total du kWh produit. Les cots dentretien sont en gnral moins levs (10-15% du cot total du kWh), lorsque lolienne est toute neuve, alors quils tendent augmenter jusqu 20-35% au fur et mesure quelle prend de lge. Pour les nouvelles oliennes, les cots annuels de maintenance se situent autour de 1,5 2% de linvestissement initial. Le cot dexploitation annuel sera denviron de 2,5% du cot dinvestissement en 2007 et de 2% en 2015 en tenant en compte des amliorations techniques attendues (Rf. 54). Cela reprsente en valeur absolue une baisse de 30% des charges dexploitation par MW install.

    Les cots dopration et de maintenance incluent les services, les consommables, les rparations, les assurances, les cots administratifs, Selon les expriences allemandes, danoises, espagnoles et anglaises, la fourchette des cots dopration et de maintenance est estime approximativement 1,2-1,5 c/kWh (Rf. 56). Pour les machines de plus de 10 ans, ces cots peuvent augmenter jusqu 1,5- 2 c/kWh.

    La structuration que nous retenons pour ces cots dO&M est prsente dans le tableau suivant :

    Structuration des cots d O&M retenue pour une turbine de taille moyenne

    (850-1,5 MW) sur terre, axe horizontal

    Composant Part sur le cot total de O&M (%)

    Pices de rechange et services 26,00%

    Administration 21,00%

    Rentes de la terre 18,00%

    Assurances 13,00%

    Puissance du rseau 5,00%

    Divers 17,00%

    Cot total de O&M 78,00%

    Source: AWEA (Rf. 56) Un peu moins de 60% des cots dO&M correspondent aux cots dopration et de maintenance

    proprement dite et les 40% restants sont repartis presque galement entre les assurances, les rentes de la terre et les frais divers.

    Cots d'O&M

    Pices de rechange et

    services26%

    Administration21%Rentes de la

    terre18%

    Assurances13%

    Puissance du rseau

    5%

    Divers17%

    Source AWEA, (Rf. 56)

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    81

  • H.4.2.3.

    H.4.2.4.

    H.4.2.5.

    H.4.3.

    La disponibilit des machines.

    Pour la plupart des machines, la disponibilit quand la vitesse du vent est suprieure la vitesse cut-in et infrieure la vitesse de cut-out, est typiquement de plus de 98%.

    La dure de vie de la turbine.

    Elle est de 20 ans pour les machines modernes. Cependant, ceci nexclut pas la ncessit de remplacer quelques composants aprs un certain temps dexploitation.

    Le priode damortissement.

    Elle est souvent prise gale la dure technique de vie, soit 20 ans.

    Comparaison des oliennes onshore et offshore.

    Nous avons fait une comparaison des cots dinvestissement moyens dune turbine terrestre de 600 kW avec ceux dune turbine offshore de mme puissance.

    Cas dune turbine terrestre Cas dune turbine offshore

    Composant /kW % Composant /kW %

    Armature de la machine 69,1 5,9 Turbines 675,0 54,7

    Pales 162,3 13,9 Fondations 238,0 19,3

    Moyeu (y compris laxe principal) 73,8 6,3 Rseau intrieur 115,0 9,3

    Transformateur de vitesses 204,5 17,5 Rseau extrieur 103,0 8,3

    Gnrateur 111,4 9,5 Autres 103,0 8,3

    Mat (y compris la peinture) 147,5 12,6 Cot total dinvestissement 1234,0 100,0

    Hydraulique 29,5 2,5

    Yaw gear =pignon de la dviation 22,2 1,9

    Couverture de la nacelle 42,2 3,6

    Isolation/cbles 34,1 2,9

    Cot dassemblage 29,5 2,5

    Cot total de la machine 926,1 79,2

    Ingnierie, infrastructure et connexion au rseau 242,5 20,8

    Cot total dinvestissement 100,0 1168,6

    Figure : Investissement moyen dune turbine de 600 kW, Rf. 56)

    Comme on peut lobserver dans les tableaux prcdents, les cots dinvestissement des turbines offshore sont denviron 6% suprieurs ceux des oliennes terrestres. Dans le cas offshore, on estime que les turbines reprsentent seulement 55% ( comparer 60 % terre) du cot total dinvestissement et les fondations 19% ( comparer 5 % terre).

    H.4.4. Le cot de la production dlectricit dorigine olien.

    En tenant compte des diffrents paramtres dj dcrits, le cot total par kWh produit est traditionnellement calcul en comptant les cots dinvestissement et dO&M pendant la dure de vie de la turbine, et en divisant par la production annuelle dlectricit, selon la suivante formule (Rf. 58) :

    mEA

    Iac total +

    =

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    82

  • o c = cot (/kWh)

    a = facteur annuel=( )

    1)1(1

    ++

    n

    n

    iii

    o i= taux dintrt rel n=priode damortissement

    Itotal = investissement total par mtre carr de surface balaye A = Facteur de disponibilit. Les chiffres de la production annuelle dnergie prsupposent que

    lolienne est exploitable et prte fonctionner tout moment, mais dans la pratique ce nest pas le cas.

    E = nergie annuelle produite par mtre carr de surface balaye (kWh/m2) ( ) ( )

    ( ) 33332

    )(2,3)/(001,0)/(2600)/(225.1)2/1(

    )/()2/1(/

    fpfp

    fp

    VWhkWhanheuresVmkg

    anheuresnVmkWhE

    ==

    ==

    m = cot dopration et de maintenance

    Une tude ralise par lEWEA (Rf. 55) sur la structuration des cots dun parc olien de 15 MW de puissance nominale, sert de base notre analyse. Les hypothses suivantes ont t retenues :

    Turbine terrestre de 850kW-1,5 MW de capacit installe, Cot dinvestissement de 900/kW - 1100/kW, Cot dO&M de 1,2 c/kWh, Dure de vie de la turbine de 20 ans, Le taux dactualisation est de 7,5% /an Non-estimation des taxes, dprciation, et risques. Tous les calculs se font en de 2001. Le facteur de disponibilit A est de 98%.

    Le graphique suivant prsente les cots par kWh, en fonction du rgime du vent des sites pour les hypothses dj dcrites, obtenus par lEWEA.

    Source: EWEA, (Rf. 55)

    On peut observer des cots de 6-8 c/kWh dans les sites de vitesse moyenne du vent faible et de 4-5 c/kWh dans les sites des vents favorables.

    Dautre part, le suivant graphique montre les cots par kWh dnergie olienne en fonction du rgime du vent et dun taux dactualisation variant entre 5%/an et 10%/an :

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    83

  • Source: EWEA, (Rf. 55)

    On voit que doubler le taux dintrt produit une augmentation des cots de production de 1,5 c/kWh. Les cots sont de 6,5-9 c/kWh dans les sites vitesse moyenne du vent faible et de 4-5,5 c/kWh dans les sites vents favorables.

    H.4.5.

    H.4.6.

    Les cots externes lis lintgration de lolien.

    Lnergie olienne est une nergie dont les fluctuations de puissance sont amples, rapides et assez difficilement prvisibles la diffrence des moyens de production thermiques flamme ou nuclaires, pour lesquels ce sont uniquement les fluctuations de demande qui sont les principaux dterminants de lquilibre du systme.

    Il faut distinguer deux effets (Rf. 54) :

    lintermittence, qui induit des problmatiques dinvestissement et de dimensionnement des moyens de production ncessaires pour passer les pointes de consommation avec une production olienne alatoire,

    et limprvisibilit et les fluctuations, qui renvoie une problmatique dexploitation, centre sur les besoins de stockage ncessaires pour lajustement de la production la demande en temps rel.

    Lintgration de lnergie olienne dans un parc de production dlectricit gnre des cots considrs comme des externalits: cot des investissements ncessaires pour garantir la scurit du systme lectrique, et cot dexploitation additionnel li notamment aux compensations des fluctuations de frquence du rseau, et dajustement.

    On ne dispose que de trs peu dexprience sur ce sujet mais lintgration dun parc olien important dans le rseau lectrique, et notamment sous langle conomique, est devenu rcemment une proccupation de nombreux gestionnaires de rseaux et des Etats visant un fort dveloppement de lolien (Rf. 54)

    Prix de vente du kWh olien. La rentabilit dun investissement dans un projet olien dpend de deux paramtres principaux: le

    prix de revient, que nous venons de dcomposer, et le prix de vente du kWh. Llectricit produite par

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    84

  • les oliennes est injecte sur le rseau lectrique et achete par EDF. Des tarifs dachat permettent de dynamiser la filire, ainsi que de prendre en compte la variabilit de la qualit des vents, dviter les rentes de situation, de ne pas concentrer les parcs oliens dans les zones les plus ventes.

    Ces tarifs dachat favorables sont en effet ncessaires, le cot du kWh olien ntant pas compatible avec le prix de march du kWh, bien que ce soit la source renouvelable dont le prix de revient est le moins lev. Les nouveaux tarifs dachat du kWh olien constituent un acclrateur du dveloppement de lnergie olienne car ils sont assez avantageux. Ces tarifs dachat, dfinis dans larrt tarifaire du 8 juin 2001 (J.O. n143), permettent selon le Syndicat des Energies Renouvelables (SER), de dynamiser la filire, ainsi que de prendre en compte la variabilit de la qualit des vents, dviter les rentes de situation, de ne pas concentrer les parcs oliens dans les zones les plus ventes, et a fortiori de limiter limpact visuel des fermes oliennes.

    Les installations oliennes bnficient dun tarif dachat prfrentiel quand leur puissance est infrieure 12 MW, ce qui incite lmiettement des projets. Ce seuil est le rsultat darbitrages politiques lors de la discussion parlementaire de la loi sur llectricit du 10 fvrier 2000. Il constitue un frein au dveloppement des sites favorables car il conduit trononner les projets et gnre des cots additionnels. Les installations de puissance suprieure 12 MW peuvent concourir dans le cadre dappels doffres lancs par le Gouvernement. Dans cette optique, un appel doffres dolien offshore a t lanc (500 MW pour la tranche ferme) et un autre sur lolien terrestre est en cours de lancement (1000 MW).

    La tarification rsulte du compromis pour encourager les investisseurs au dveloppement de cette filire durable et promouvoir son autosuffisance conomique, sans surcot inacceptable pour lusager. Elle ne suffit pas toutefois assurer lquilibre conomique des projets en mer pour linstant.

    Le tarif olien est fond sur le nombre dheures de fonctionnement pleine puissance (nergie

    produite annuellement divise par puissance nominale) :

    Fonctionnement (h/an) 5 premires annes 10 annes suivantes Tarif quivalent moyen

    (/kWh)

    < 2 000 h 0,0838 0,0838 0,0838

    2 600 h 0,0838 0,0595 0,0701

    > 3 600 h 0,0838 0,0305 0,0534

    Moyenne 0,0838 0,0686 0,0732

    Le prix dachat moyen est fix 7,32 c/kWh dlectricit olienne pendant 15 ans (Rf. 74). En fait, chaque tarif est dcompos en 2 priodes, une premire priode de 5 ans avec un tarif commun qui tait en 2004 de 8,38 c/kWh quel que soit le productible, et une seconde priode de 10 ans avec un tarif dautant plus faible que le productible est lev, en variant de 3,05 c/kWh (pour les sites vents forts et rguliers) 8,38 c/kWh (pour les sites vents moyens) suivant le potentiel du site qui aura t dfini partir des rsultats enregistrs les cinq premires annes. Pour le DOM et la Corse, le tarif est major, 9,15 c/kWh les cinq premires annes, de 9,15 4,57 c/kWh les dix suivantes.

    Ces tarifs constituent une aide au dcollage de la filire olienne. La dcision dinvestir dans un projet olien est lie sa rentabilit et donc au prix du march. Celui-ci tant trop bas le tarif dachat a t mis en place pour permettre certains projets dtre rentables malgr des cots de production encore trop levs, et qui ne permettent pas datteindre la rentabilit au prix du kWh du march. Cest pour cela que le tarif dachat est suprieur au prix de revient actuel dEDF (entre 3,05 c et 4,57 c le kWh en fonction des technologies de production concernes). Le principe dun tarif fixe et les niveaux de prix fixes doivent permettre de raliser des projets dans des conditions conomiques satisfaisantes en termes de rentabilit et de dure damortissement. Pour inciter les oprateurs raliser des avances techniques, le tarif baissera de 3,3% chaque anne depuis 2003, refltant la courbe dapprentissage constate sur les programmes trangers. Un mme projet dont le kWh est rmunr 8,38 c lors de sa mise en service en 2002, sera rmunr 5,79 c sil est mis en service en 2012. Une diminution supplmentaire (de 10%) sera applique quand 1 500 MW auront t installs en France.

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    85

  • H.4.7. Simulation rapide des cots dune olienne.

    Une feuille de calcul simplifie du cot du kWh produit par une turbine de 2 MW de puissance nominale a t cre pour nous permettre une qualification simplifie et rapide de lintrt des efforts de R&D en matire olienne. Ce calcul a t ralis partir des donnes obtenues dun cas simple prsent par Espace Eolien Dveloppement (Rf. 100).

    Lolienne tudie est une olienne terrestre de 2 MW de puissance et de 80 m de diamtre du rotor implante sur un site o la vitesse du vent est de 7,5 m/s en moyenne 80 m de hauteur. La production annuelle de cette olienne est denviron 25% de lnergie maximale quelle pourrait produire. En France (comme en Allemagne), on utilise la notion d"heures pleine puissance" qui est gale 30% des 8 760 heures (nombre dheures dans une anne), soit 2 600 heures. Les cots dinvestissement (I) sont estims 409 /m2 de surface balaye par le rotor et les cots dentretien 2% du cot initial dinvestissement par an pendant les 10 premires annes, avec une augmentation de 10% partir de la onzime anne. La dure de vie (n) estime est de 20 ans.

    A partir des hypothses dcrites, nous avons calcul le cot du kWh en additionnant linvestissement total et la valeur actualise des cots dexploitation et de maintenance pays au cours des annes de fonctionnement de lolienne. Ainsi, on obtient un cot unitaire de llectricit de 7,61 c/kWh. Les rsultats obtenus sont prsents dans le tableau suivant :

    Units

    Puissance installe 2 000 W

    Diamtre rotor 80 m

    Priode damortissement (n) 15 ans

    Taux dintrt (i) 0,06 -

    Facteur annuel (a) 0,103 -

    Disponibilit (A) 0,99 -

    Superficie de balayage 5 026,40 m2

    Investissement (I) 409,00 /m2

    Vitesse annuelle moyenne du vent (m/s) 7,50 m/s

    Nombre heures de fonctionnement 2 600 heures

    Energie annuelle produite par mtre carr de surface balaye (E) 671,84 kWh/m

    2

    Dure de vie 20 ans

    171,78 /m3 Cot dentretien

    0,26 /kWh

    Cot unitaire 0,0761 /kWh

    Capacit 5 200 000 kWh

    Cot total 395 716

    H.4.8. Analyse conomique des besoins de R&D.

    Etant donn limportance du cot total du kWh olien, il est intressant dvaluer sur quels postes des rductions de cot seraient les plus efficaces avant mme didentifier les axes de R&D possibles. A ce propos, il semble intressant dvaluer limpact dune variation du cot dinvestissement sur le cot du kWh olien. Le tableau suivant prsente les diffrentes variations qui ont t tudies. Les rsultats sont comments dans les sous paragraphes qui suivent.

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    86

  • Valeurs de rfrence Units Augmentation de 100

    heures de fonctionnement

    Augmentation de la vitesse de vent de 0,1

    m/s

    Augmentation de 10 m de la hauteur de la tour

    Diminution du 10 Km de la longueur du

    raccordement

    Diminution d1% du taux dintrt

    Diminution des cots dO&M de 0,25%

    Puissance installe 2000 W 2000 2000 2000 2000 2000 2000

    Diamtre rotor 80 m 80 80 90 80 80 80

    Priode damortissement (n) 15 ans 15 15 15 15 15 15

    Taux dintrt (i) 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,05 0,06

    Facteur annuel (a) 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,096 0,103

    Disponibilit (A) 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99

    Superficie de balayage 5026,40 m2 5026,40 5026,40 6361,54 5026,40 5026,40 5026,40

    Investissement (I) 409,00 /m2 409,00 409,00 410,89 396,86 409,00 409,00

    Vitesse annuelle moyenne du vent (m/s) 7,50 m/s 7,50 7,60 7,63 7,50 7,50 7,50

    Nombre heures de fonctionnement 2600 heures 2700 2600 2600 2600 2600 2600

    Energie annuelle produite par mtre carr de surface balaye (E) 671,84 kWh/m

    2 697,68 699,07 707,38 671,84 671,84 671,84

    Dure de vie 20 ans 20 20 20 20 20 20

    171,78 /m3 171,78 171,78 172,57 166,68 171,78 128,84 Cot dentretien

    0,26 /kWh 0,25 0,25 0,24 0,25 0,26 0,19

    Cot unitaire 0,0761 /kWh 0,0733 0,0731 0,0726 0,0738 0,0720 0,0729

    Capacit 5200000 kWh 5400000 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000

    Cot total 395716 395716 380300 377565 383972 374546 379096

    Variation du cot unitaire de kWh olien -3,70% -3,90% -4,59% -2,97% -5,35% -4,20%

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  • Avant de commenter ce tableau, quelques prcisions doivent tre apportes sur lanalyse ici prsente. Mener un projet olien est un processus long qui ncessite des tudes de faisabilit nergtique (ressource en vent du site), technique (savoir comment et o se raccorder au rseau lectrique, ainsi quau rseau routier pour les travaux), environnementale (impact sur lavifaune, la ressource halieutique, le paysage), conomique (calcul du prix de revient du kW et valuation de son prix de vente EDF, rentabilit de linstallation, emprunts bancaires, investisseurs, etc.), puis lobtention des autorisations administratives (permis de construire, tude dimpact, consultation des habitants) et rglementaires (prsence ou voisinage darodromes, de canalisations dhydrocarbures ou de gaz haute pression, dmetteur hertzien, de lignes lectriques haute tension, de mines ou carrires, etc.). Cette analyse na pas tenu compte de ces nombreuses tudes pralables ncessaires dans la conception dun projet olien et qui reprsentent du temps et des cots dinvestissement significatifs.

    De plus, il sagit dune tude microconomique de la filire olienne, dans lequel on a tudi une seule olienne isole. On doit en ralit tenir compte que sur un parc olien, le raccordement au rseau a des consquences importantes sur le prix, mais quun certain nombre de frais sont mutualiss sur plusieurs oliennes.

    H.4.8.1. Augmentation des heures de fonctionnement.

    Une augmentation du nombre dheures de fonctionnement en pleine puissance produira une hausse de lnergie annuelle produite par mtre carr de surface balaye, et donc une diminution notable du cot unitaire par kWh. Ainsi, une augmentation de 100 heures de fonctionnement entranera une production supplmentaire et donc une diminution du cot unitaire denviron 3,7 %. Vice versa, se tromper de 100 heures de fonctionnement quivaut se tromper de 3,7 % sur le calcul de lnergie annuelle produite.

    Cependant, si lon sintresse la rentabilit dun projet, on ne doit pas oublier que le tarif dachat olien est fond sur le nombre dheures de fonctionnement en pleine puissance. Ainsi, le prix dachat moyen est fix 7,01 c/kWh dlectricit pour 2 600 heures de fonctionnement, et diminue 5,34 c/kWh partir des 3 600 heures. Le graphique suivant montre la tendance des cots unitaires du kWh olien pour deux vitesses du vent diffrentes : 7,5 m/s en bleu et 8,5 m/en rose, selon le nombre dheures de fonctionnement de lolienne. On a trac en couleur verte les tarifs dachat prfrentiel dont bnficient les installations oliennes quand leur puissance est infrieure 12 MW.

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    89

  • 1600

    2600

    3600

    1600

    2600

    3600

    0

    0,02

    0,04

    0,06

    0,08

    0,1

    0,12

    0,14

    0,16

    0,18

    0,2

    0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

    Heures de fonctionnement

    /kW

    h

    0,0838 0 0701 /kWh

    0,0534 /kWh

    7,5 m/s

    8 5

    Pour une vitesse du vent de 8,5 m/s, le projet commencera tre rentable partir denviron les 1 650

    heures de fonctionnement alors que pour une vitesse de 7,5 m/s, on devra arriver 2 850 heures.

    H.4.8.2.

    H.4.8.3.

    Variation de la vitesse du vent de 0,1 m/s.

    Dautre part, une diminution de la vitesse du vent, cest--dire du potentiel du site, produira une diminution de lnergie annuelle produite par mtre carr de surface balaye (cette nergie varie avec le cube de la vitesse moyenne du vent), et donc, une augmentation importante du cot unitaire par kWh. Une augmentation de la vitesse de 0,1m/s produira une diminution du cot unitaire denviron 4 %, comme on peut lobserver dans notre tableau. Ce rsultat important nous montre la ncessit de dvelopper des outils de prdiction mtorologique pour prvoir la production olienne avec une grande prcision.

    De faon analogue au paragraphe prcdent, le tarif olien est dautant plus lev que le productible est faible partir de la sixime anne, en variant de 3,05 (pour vents forts et rguliers) 8,38 (pour des vents moyens) c/kWh. Une vitesse de vent plus forte que prvue peut entraner une diminution du tarif dachat du kWh olien applicable.

    Augmentation de la hauteur du mt.

    Pour la ralisation de notre tude, on a suppos une olienne de 80 m de diamtre. Considrant que les constructeurs doliennes vendent souvent des oliennes dont la hauteur du mt correspond au diamtre du rotor, on a estim une hauteur moyenne de la tour de larognrateur de 80 m. Ainsi, on a constat que le prix du mt dune olienne reprsente en gnral denviron 17 % du prix total de lolienne. On estime alors de certaine importance dtudier quelle serait la consquence sur le cot dinvestissement dune augmentation de la hauteur de 10 m.

    Il est vident que la production dnergie dune grande gnratrice est suprieure celle dune petite, mais la hauteur des mts y joue aussi un rle important. Il va de soi que, pour des raisons de faisabilit, il est impossible dinstaller un rotor de 60 m de diamtre sur une tour de moins de 30 m de haut. Egalement, en considrant le cot dun grand rotor, dune grande gnratrice et dun multiplicateur, ce serait une pure perte dargent dinstaller un grand rotor sur un petit mt, pour la

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    90

  • simple raison quun plus grand mt permet dobtenir des vitesses du vent beaucoup plus fortes, et donc dextraire une quantit dnergie bien suprieure.

    La hauteur optimale dun mt est donc fonction du cot par mtre : partir des 50 m de hauteur, le prix supplmentaire pour une augmentation de 10 m slve environ 12 000 (Rf. 21). Alors, une augmentation de 10 m de la hauteur dans notre exemple supposerait une augmentation du cot total du kWh olien de 0,58%, superficie balaye par le rotor et vitesse du vent constantes.

    Cependant on doit tenir compte quune augmentation de la hauteur du mt entrane une augmentation de la vitesse du vent. Le programme de calcul de la vitesse du vent ralis par Windpower (Rf. 92) nous a permis de calculer les vitesses du vent pour diffrentes hauteurs, dans un paysage appartenant la classe de rugosit 2, en supposant que la vitesse du vent est gale 7,5 m/s une hauteur de 80 m au-dessus du sol. Les rsultats obtenus sont prsents dans le graphe ci-dessous :

    Source: Rf. 92

    Ainsi, pour une tour denviron 90 m de haut, la vitesse du vent sera de 7,63 m/s, ce qui entrane une augmentation de lnergie annuelle produite par mtre carr de surface balaye, et donc une diminution du cot unitaire du kWh de presque 5 %.

    Ce calcul permet de comprendre de faon chiffre lintrt des grandes hauteurs de mt.

    H.4.8.4.

    H.4.8.5.

    Variation de la longueur du raccordement.

    La capacit et la proximit au rseau lectrique dterminent le cot du raccordement du parc olien. Les cots de raccordement pays pour le producteur se divisent en deux parties : les cots de matriel (cbles, protections, postes de transformation, ) et les cots de mise en service (travaux de renforcements, consultance, location, comptage, ). On rencontre donc une plage du cot de raccordement trs large en raison de la diversit des installations en terme de puissance et de distance au point de raccordement.

    Nous allons concentrer notre attention sur un exemple dacheminement de llectricit produite par une olienne vers un poste de raccordement. Il est ralis par un cble enterr. La minimisation de la longueur de cble dvacuation permettra un cot dinstallation plus faible. Le prix dune liaison souterraine de 20 000 V est estim 61 000 HT par kilomtre (Rf. 21) Ainsi, une diminution de la longueur du raccordement au rseau de 10 Km permettra une rduction du cot total du kWh olien denviron 3 %. Comme consquence du cot important du raccordement, la distance au rseau existant est trs importante dans le choix des sites dimplantation des oliennes.

    Variation du taux dactualisation. Sur la base des hypothses de notre calcul, nous avons pu constater quune diminution du taux

    dactualisation de 1% produira une diminution du facteur annuel, et donc, du cot unitaire du kWh olien de 5 % approximativement.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    91

  • H.4.8.6.

    H.4.8.7.

    Variation des cots dO&M.

    Comme mentionn prcdemment, les cots dO&M constituent une part importante des cots des oliennes. Ainsi, ils attirent de plus en plus lattention des fabricants cherchant dvelopper de nouvelles conceptions qui permettent un nombre darrts moindre des machines et des visites rgulires de service. Cest dans ce contexte quon a essay de constater limportance de travaux de R&D sur lO&M. Ainsi, on voit quune rduction de 0,25 % des cots dO&M permettra une rduction du cot total du kWh olien denviron 4%.

    Comme les cots dinvestissement par kW diminuent avec laugmentation de la capacit des turbines, des conomies dchelle semblables existent pour les cots dO&M. La diminution des cots dO&M est donc dans une certaine mesure lie laugmentation de puissance des turbines

    Rduction de 50 % sur le cot des composants.

    Nous avons ralis une tude de sensibilit consistant diminuer de 50% le cot de chacun des composants de la turbine en tenant compte la structuration des composants retenue prcdemment. Les rsultats sont prsents dans le tableau suivant.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    92

  • COMPOSANT PART SUR LE COUT TOTAL (%) REDUCTION DU COUT DINVESTISSEMENT SI ON REDUIT AU 50% CHAQUE COMPOSANT

    Nacelle et capot 6,20% 3,10% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20% 6,20%

    Pales du rotor 12,00% 12,00% 6,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00% 12,00%

    Moyeu 2,00% 2,00% 2,00% 1,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00%

    Multiplicateur 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 6,95% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90% 13,90%

    Gnratrice 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 4,50% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00%

    Le dispositif dorientation 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 0,90% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80% 1,80%

    Le systme hydraulique 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 3,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00% 6,00%

    Isolation et cbles 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 1,40% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80%

    Mt+ peinture 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 8,50% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00% 17,00%

    Ar

    ogn

    erat

    eur

    Assemblage 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 2,65% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30% 5,30%

    Fondation 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 2,58% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16% 5,16%

    Installation lectrique 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 1,38% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76% 2,76%

    Connexion au rseau 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36% 4,68% 9,36% 9,36% 9,36% 9,36%

    Consultation 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 0,84% 1,68% 1,68% 1,68%

    Terrain 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 0,84% 1,68% 1,68%

    Cots financiers 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 0,84% 1,68%

    Construction des routes 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 1,68% 0,84%

    Cot total dinvestissement 100,00% 96,90% 94,00% 99,00% 93,05% 95,50% 99,10% 97,00% 98,60% 91,50% 97,35% 97,42% 98,62% 95,32% 99,16% 99,16% 99,16% 99,16%

    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    93

  • Ensuite, nous avons traduit ces pourcentages de rduction du cot dinvestissement mesurs en /kW par des gains exprims en /kWh afin pouvoir raliser une comparaison des gains dorigine diffrente sur une mme chelle. Pour cela, nous nous sommes servis de la feuille de calcul simplifi du cot du kWh olien en supposant quil ny a aucune variation des cots dentretien et de maintenance par rapport au cas de base dj tudi. Cela veut dire que nous avons suppos un cot dentretien constant gal 0,26 /kWh, ne pas dpendant du cot initial dinvestissement.

    Ces calculs nous ont permis darriver aux rsultats montrs dans les tableaux des pages suivantes. Lutilisation de ces tableaux nous permet dtablir des comparaissons prcises entre les diffrents cas tudis. Le graphique de la page 23 nous montre ces rsultats sous forme dhistogramme. La rduction du cot unitaire du kWh olien va de 0,7%, obtenue par la rduction du cot dinvestissement li la construction des routes, la consultation, aux cots financiers ou au terrain, jusqu plus de 7% dans le cas dune rduction du cot dinvestissement li au mt. Ces rsultats nous permettent de trouver quelques quivalences approximatives, par exemple, 50 % de rduction du cot dinvestissement sur la gnratrice quivaut une augmentation de 100 heures de fonctionnement ou une augmentation de la vitesse du vent de 0,1 m/s.

    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    95

  • Arognrateur

    Units Nacelle Pales du rotor Moyeu Multiplicateur Gnratrice Le dispositif

    dorientation Le systme

    hydraulique Isolation

    et cbles Mt Assemblage

    Puissance installe 2000 W 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000

    Diamtre rotor 80 m 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80

    Priode damortissement (n) 15 ans 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15

    Taux dintrt (i) 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06

    Facteur annuel (a) 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103

    Disponibilit (A) 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99

    Superficie de balayage 5026,40 m

    2 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40

    Investissement (I) 409,00 /m2 396,32 384,46 404,91 380,57 390,60 405,32 396,73 403,27 374,24 398,16

    Vitesse annuelle moyenne du vent (m/s) 7,50 m/s 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50

    Nombre heures de fonctionnement 2600 heures 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600

    Energie annuelle produite par mtre carr de

    surface balaye (E) 671,84 kWh/m2 671,84 671,84 671,84 671,84 671,84 671,84 671,84 671,84 671,84 671,84

    Dure de vie 20 ans 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

    171,78 /m3 171,78 171,78 171,78 171,78 171,78 171,78 171,78 171,78 171,78 171,78 Cot dentretien

    0,26 /kWh 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26

    Cot unitaire 0,0761 /kWh 0,0741 0,0723 0,0755 0,0717 0,0732 0,0755 0,0742 0,0752 0,0707 0,0744

    Capacit 5200000 kWh 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000

    Cot total 395716 385509 375961 392423 372834 380900 392752 385838 391106 367730 386991

    Variation du cot unitaire de kWh olien -2,58% -4,99% -0,83% -5,78% -3,74% -0,75% -2,50% -1,16% -7,07% -2,20%

    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    97

  • Units Fondation Installation lectrique

    Connexion au rseau Consultation Terrain

    Cots financiers

    Constructiondes routes

    Puissance installe 2000 W 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000

    Diamtre rotor 80 M 80 80 80 80 80 80 80

    Priode damortissement (n) 15 ans 15 15 15 15 15 15 15

    Taux dintrt (i) 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06

    Facteur annuel (a) 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103

    Disponibilit (A) 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99

    Superficie de balayage 5026,40 M

    2 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40 5026,40

    Investissement (I) 409,00 /m2 398,45 403,36 389,86 405,56 405,56 405,56 405,56

    Vitesse annuelle moyenne du vent (m/s) 7,50 m/s 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50

    Nombre heures de fonctionnement 2600 heures 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600

    Energie annuelle produite par mtre carr de

    surface balaye (E) 671,84 kWh/m2 671,84 671,84 671,84 671,84 671,84 671,84 671,84

    Dure de vie 20 ans 20 20 20 20 20 20 20

    171,78 /m3 171,78 171,78 171,78 171,78 171,78 171,78 171,78 Cot dentretien

    0,26 /kWh 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26

    Cot unitaire 0,0761 /kWh 0,0745 0,0752 0,0731 0,0756 0,0756 0,0756 0,0756

    Capacit 5200000 kWh 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000 5200000

    Cot total 395716 387221 391172 380307 392950 392950 392950 392950

    Variation du cot unitaire de kWh olien -2,15% -1,15% -3,89% -0,70% -0,70% -0,70% -0,70%

    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    98

  • -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    99

    Variation du cot unitaire olien

    -8,00%

    -7,00%

    -6,00%

    -5,00%

    -4,00%

    -3,00%

    -2,00%

    -1,00%

    0,00%

    Cons

    truc

    tion

    des r

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  • H.4.9. Conclusion de ltude.

    Cette tude conomique de lnergie olienne nous a permis de faire ressortir quelques points de repre qui pourront servir comparer diffrents objectifs de recherche. Un tableau rcapitulatif des quivalences obtenues est montr ci-dessous.

    10 Km de rduction de la longueur du raccordement

    81 heures de fonctionnement supplmentaires

    6,54 m de la hauteur de la tour supplmentaires

    0,077 m/s la vitesse du vent supplmentaires

    0,56% de rduction du taux dintrt

    0,18% de rduction des cots dO&M

    21,2% de rduction du cot dinvestissement du mt

    26% de rduction du cot dinvestissement du multiplicateur

    30,1% de rduction du cot dinvestissement des pales du rotor

    38,5% de rduction du cot dinvestissement de connexion au rseau

    40,5% de rduction du cot dinvestissement de la gnratrice

    3% de baisse du cot du kWh

    quivalent typiquement

    69,8% de rduction du cot dinvestissement de la fondation

    Nous avons maintenant un modle de calcul simple du cot du kWh dune olienne isole permettant de quantifier grossirement limpact conomique de tel ou tel progrs. Cependant, la dimension collective (parc doliennes, foisonnement de parcs, raccordement au rseau, etc.) na t pas prise en compte dans ltude ce qui ne rduit en rien son importance.

    Ces lments pourront tre utiliss lors dune approche dynamique de lvolution des cots avec des outils du type courbe dapprentissage . En effet, cette courbe est la rsultante des ajouts successifs de gains lmentaires tudis ci avant.

    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Rapport Final J. Gosset, T. Ranchin, Fv. 2006

    100

  • H.5. Rfrences bibliographiques

    Rf. 1 : Directive europenne 2001/77/CE du 27 Septembre 2001 relative la promotion de llectricit produite partir des sources renouvelables sur le march intrieur de llectricit.

    Rf. 2: Donner un nouveau souffle lolien. Dveloppement de lolien terrestre en France , Boston Consulting Group. Juin 2004.

    Rf. 3: Un vent nouveau doit souffler sur lolien.ADEME. Dossier de presse du 6 avril 2004.

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    Rf. 104 : Entretien avec Monsieur Lemaire, TOTAL, Direction Energies Renouvelables, 30 juin 2005

    Rf. 105 : Entretien avec Messieurs Vergnet et Fontaine, VERGNET, 31 juin 2005

    Rf. 106 : Entretien avec Monsieur Le Blanc, Directeur du CERNA (Centre d'Economie Industrielle) ENSMP, 18 mai 2005Rf. 107 : Entretien avec Monsieur Javerzack, RTE, Mission Raccordement des Clients au rseau, 26 septembre 2005

    Rf. 108 : Entretien avec Monsieur Fraisse, ERD, Chef du service accs au rseau, 12 janvier 2006

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    IntroductionTche 1 :Recensement des laboratoires de rechercEtat du dispositif de recherchefranaisRecensement des laboratoires de recherche impliqu

    Tche 2 : Recensement des formations dans le domEtat du dispositif de formationfranais.Recensement des structures de formation dj imp

    Tche 3 : Etude comparative de la recherche et dLindustrie olienne.Lindustrie olienne franaise.Les principaux constructeurs franaisDautres acteurs importants

    Etat de lindustrie olienne mondialeDtails par pays.Cas de lAllemagne.Cas du Danemark.Cas de lEspagne.Cas des Etats-Unis

    Conclusion : lindustrie franaise par rapport

    Lactivit de recherche lie lolienCas du Danemark.Cas de lAllemagne.Cas de lEspagne.Cas des Etats-UnisConclusion: loffre franaise de recherche par

    Loffre de formationLoffre europenne de formationConclusion: loffre franaise de formation par

    Tche 4 : Identification des besoins industrielsIntroduction.Les engagements franaisLtat de la filire olienne franaiseLes acteurs de lolien en FranceLes acteurs industriels de lolienLes organismes publics et associationsLes laboratoires de R&D.

    Les principales modalits de dploiement de la fLe choix du siteLtude environnementaleLes documents durbanismeLenqute publiqueLe permis de construireLe raccordement au rseau lectriqueLes autres dmarchesConclusion

    Les obstacles rencontrs par lolien.Les difficults du raccordement au rseau lectLintermittence de la productionLenvironnement comme rvlateur denjeux et de Largumentation des opposants lolien

    Quelques chiffres sur les projets oliensQuelques propositions faites par dautres auteursAmliorer lefficacit des procdures administrScuriser linvestissement olien.Mobiliser la collectivit/ maximiser les avantagCration dun tissu industriel li llectri

    Conclusion

    Les cots et tarifs oliensLanalyse de la technologieAnalyse des thmes de recherche actuelsAnalyse des stratgies de R&D europennes existaPlans proposs par diffrentes Institutions EuroPlan stratgique de lEWEA.IntroductionLes axes prioritaires de la R&DConclusionPlan stratgique de lEURECIntroduction.Les axes prioritaires de la R&DConclusionPlan stratgique de LAIEAxes prioritaires de recherche.Conclusion.Septime PCRD de lUnion Europenne 2006 2010.Axes prioritaires de la R&DPlateforme Technologique EolienneConclusion.Laboratoire national danois de Ris.

    Programme de R&D en France.LAgence de lEnvironnement et de la Matrise deLassociation des professionnels de lnergie oLe Comit de Liaison Energies Renouvelables \(CConclusion

    Conclusion sur lanalyse des programmes de R&D

    Conclusion

    Tche 5 : Identification des points forts de la Synthse sur le contexte et les objectifs pour lPoints forts de la recherche FranaiseProposition de structuration de la recherchePoursuivre les efforts engagsCoordonner les efforts pour aider rsoudre lesConstituer un groupe dexperts autour de lADEME

    Conclusions et perspectivesAnnexesQuestionnaire.Tableau: Liste des entretiens mens dans le cadAnalyse du document Schma de dveloppement Analyse du cot du kWh olienIntroduction.Elments du cot des oliennes.Cots dinvestissement.Cots dopration et de maintenanceLa disponibilit des machines.La dure de vie de la turbine.Le priode damortissement.

    Comparaison des oliennes onshore et offshore.Le cot de la production dlectricit doriginLes cots externes lis lintgration de lPrix de vente du kWh olien.Simulation rapide des cots dune olienne.Analyse conomique des besoins de R&D.Augmentation des heures de fonctionnement.Variation de la vitesse du vent de 0,1 m/s.Augmentation de la hauteur du mt.Variation de la longueur du raccordement.Variation du taux dactualisation.Variation des cots dO&M.Rduction de 50 % sur le cot des composants.

    Conclusion de ltude.

    Rfrences bibliographiquesSites InternetCommunications personnelles

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