Quelles sont les énergies renouvelables exploitées en France?

Dans la production d'électricité (542 TWh), la part du renouvelable est de 12,8 %, en baisse sur 2010 du fait de la sécheresse; l'hydraulique en assure la part majeure (9,3%), l'éolien en progression (puissance installée de 6,6 MW) atteint déjà 2,5% (12 TWh) en dépit des vents faibles, suivi par les déchets ménagers et industriels, le biogaz et le bois (5,6 TWh soit 1%); le photovoltaïque progresse (puissance installée de 2.2 MW) et sa production devient devient significative (1,8 TWh soit 0,37%). [chiffres 2011]

La part renouvelable de la production thermique directe (13,9 Mtep) est principalement assurée par le bois (9.1 Mtep), les agrocarburants (2,3 Mtep), les déchets urbains (1,2 Mtep) et les pompes à chaleur (0,9 Mtep).. Le solaire thermique, la géothermie, le biogaz et les résidus de récolte se partagent les derniers 0,8 Mtep. [chiffres 2010]

**Pour ne pas surcharger l'article, la méthode de conversion "équivalent primaire à la production" est utilisée. Les statistiques officielles, françaises et internationales, utilisent désormais une nouvelle méthode.

Peut-on encore développer l'hydraulique ?

Électricité hydraulique: 77 TWh (+10%) envisageable en 2015

Le parc hydraulique français a un potentiel (année moyenne) de 70 TWh et une puissance de 25,4 GW (production maximale instantanée).

Un rapport remis en mars 2006 au Ministre de l'Économie, des Finances et de l'Industrie a identifié un potentiel de 7 TWh raisonnablement développable d'ici 2015, soit une augmentation de 10% pour une puissance augmentée de 1,9 GW (+7,5%). Une part importante (2,7 TWh) de ce potentiel est représenté par des petites et très petites installations.

Ce potentiel représente un quart du potentiel "technique" (évalué à 28 TWh); en effet certains aménagements sont très difficilement envisageables du fait de leur impact sur l'environnement (rivières classées, parcs naturels) ou les aménagements existants (industries, habitations).
Consulter le rapport de la DGEM sur les perspectives de développement de l'hydroélectricité (pdf).

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Quelles perspectives pour l'éolien?

Le parc français est en très forte progression, de nombreux investisseurs se lançant sur ce marché; il a encore fortement progressé en 2008, atteignant 3,5 GW. La production a suivi et atteint 5,7 TWh.

Où est-il intéressant d'implanter des éoliennes?

Tout d'abord les zones favorables à l'implantation sont limitées et largement concentrées sur les côtes et les pays maritimes: Grande-Bretagne, Belgique, Pays-Bas, Danemark et France en Europe. La vitesse moyenne du vent doit dépasser 7 m/s (25 km/h) pour que l'implantation d'éoliennes soient rentables. En France, le littoral atlantique, notamment au nord de la Gironde, la Bretagne, la Manche, quelques zones côtières du golfe du Lion et du delta du Rhône sont propices.

Une étude publiée par la société Espace Éolien Développement (groupe POWEO) estime à 60 MW la puissance installable en France métropolitaine (y compris en mer) à l'horizon 2040 avec un potentiel de production annuelle de 200 TWh pour 16 000 éoliennes.

Consulter cette étude et le cartes des implantations 2009 établie par le syndicat FEE (France Énergie Éolienne)

Consulter une carte des zones favorables en Europe (anglais).

Le vent reste difficile à domestiquer

Il est nécessaire, au-delà d'une proportion notable de production éolienne, de disposer d'un réseau électrique pour amortir les pics de production qui, du fait des caprices du vent, coïncident rarement avec les pointes de demande. Ce problème se pose déjà au Danemark, le pays le plus équipé d'Europe qui peut échanger de l'électricité avec ses voisins norvégiens et suédois, tant que ceux-ci ne s'équipent pas abondamment à leur tour.... De ce fait, un fort équipement en éoliennes nécessite d'autres sources d'électricité pour être exploitable. A défaut d'une capacité hydraulique adaptée (voir stockage de l'énergie) les seules sources d'ajustement disponibles actuellement sont les centrales thermiques et la flexibilité de la demande.

Les estimations sont très variables quant à la proportion maximale de production éolienne gérable; suivant les auteurs entre 5% et 20% en puissance installée soit au maximum 7% en production. En effet les éoliennes les mieux situées produisent 35% de leur capacité théorique en moyenne annuelle.

Utopie ou visionnaire? Interconnecter tout l'éolien européen

Des scientifiques européens dont Gregor Czisch de l'équipe IEE_RE de l'Université de Kassel (Allemagne) soutiennent l'idée de la société Airtricity, spécialisée dans l'électricité éolienne en Écosse et Irlande et s'appuyant sur des développements d'ABB. Il s'agit de construire, en complément des infrastructures nationales, des lignes à très faibles pertes (technologie HVDC, 5% de pertes sur 200 km) qui permettrait d'interconnecter l'ensemble de l'Europe en exploitant avec un excellent rendement toute la capacité de production éolienne, même située loin des consommateurs.

La Grande-Bretagne veut tirer profit de ses côtes ventées

Le "Business Secretary" (Ministre de l'économie de la Grande-Bretagne), John Hutton, a ouvert l'exploitation "offshore" (c'est à dire en mer) de l'énergie éolienne et prévoit l'installation de 7000 éoliennes offrant une puissance globale de 33 GW. Il a estimé ce 10 décembre que ce parc pourrait produire 25% de l'électricité consommée en Grande-Bretagne et serait complètement installé vers 2020.

Lire l'article du Guardian (anglais)

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La géothermie chauffe l'Islande, mais stagne en France

Comme vous le savez sûrement, l'Islande tire profit de son sous-sol agité pour chauffer 85% de ses habitants sans CO2. En Europe continentale, l'utilisation à grande échelle est le fait de l'Italie où la géothermie fournit à la fois du chauffage (160 kTep annuels) et de l'électricité (800 MW installés).

Exploitation limitée en France

En dehors de nos îles volcaniques (exploitée en Guadeloupe et y fournissant 80 GWh, en évaluation à la Martinique et la Réunion) la France exploite à petite échelle les aquifères du Bassin Parisien (Dogger, Albien) depuis une trentaine d'années (fournissant l'équivalent de 130 kTep). La Maison de la Radio à Paris est chauffée ainsi. Quelques installations voient le jour chaque année (2 en 2008).

Des ressources identifiées, un projet pilote, des recherches, pas de plan

Des ressources à haute température qui permettraient de produire de l'électricité sont présentes dans le Massif Central et dans la vallée du Rhin mais leur exploitation reste délicate. Un projet de recherche franco-allemand "EGS" est mené à Soultz-sous-Forêts en Alsace qui, avec un budget limité (80 millions d'Euro), a permis de produire 6 MW. La recherche sur ce domaine est, en France, principalement menée par le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières - établissement public)

Mais il n'y a actuellement pas de projet en cours; une raison en serait le coût d'investissement important pour les producteurs d'électricité qui préfère d'autres sources.

Les perspectives de la géothermie en France selon l'ADEME et les projets de recherche auxquels contribue le BRGM.
Géothermie Soultz, le site du projet de recherche EGS.

Le bois-énergie recycle le CO2

Le bois, pour autant qu'il provient d'exploitations responsables, est l'une des ressources renouvelables les plus maniables : stockable, adapté aux grandes comme aux petites installations. Son principal défaut est sa légèreté qui rend le transport onéreux dès que la distance s'allonge.

Jusqu'à récemment le bois était principalement utilisé par les particuliers et les industriels du bois. Le développement se fait, à l'incitation du Plan bois-énergie 2000-2006 par des chaufferies collectives résidentielles et industrielles.

Maîtriser les effets secondaires de la combustion du bois

Un bémol apparaît avec la pollution engendrée par les chaudières à bois, mal voire pas réglementées. De nombreux composés dangereux sont produits par la combustion du bois, même par les chaudières récentes: composés organiques volatiles (comme le benzène), hydrocarbures aromatiques polycycliques (composés benzéniques), dioxines, furanes, particules fines.

Ces émissions sont réduites avec une chaudière certifiée, ne brûlant que du bois neuf et surtout pas de bois traités ou peints.
Consulter la question/réponse sur le chauffage au bois sur le site du Ministère de la Santé.

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Le photovoltaïque triple en un an, le solaire thermique reste à la traine

Les fortes incitations liées à l'obligation de rachat encouragent une forte croissance des installations photovoltaïques dont la puissance installée a triplé entre septembre 2008 et septembre 2009 pour atteindre 175 MW. Le potentiel de production correspondant (compte tenu de l'ensoleillement et de la durée des jours) est de l'ordre de 190 GWh. Ce n'est plus négligeable mais reste marginal par rapport à la production totale (0,04% de 550 TWh en 2008).

A côté des particuliers et collectivités qui équipent leurs bâtiments, les premières installations de grande capacité ont été raccordées.

De son côté, le solaire thermique (chauffe-eau solaire pour les particuliers) progresse lentement de "seulement" 17% pour dépasser le million de m² installés principalement par les collectivités et les bâtiments industriels ou de bureau, beaucoup moins par les particuliers.

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L'obligation de rachat privilégie le photovoltaïque

Tout personne ou entreprise produisant de l'électricité à partir d'énergie renouvelable peut faire racheter par EDF, et bientôt les autres producteurs d'électricité, son surplus de production; il suffit d'obtenir un certificat auprès de la DRIRE de son département (en préfecture). L'investissement se limite à l'installation d'un dispositif permettant ce retour vers le réseau à côté du compteur.

Le photovoltaïque est privilégié, vu l'investissement nécessaire

Depuis 2006, les nouveaux contrats proposent un tarif de rachat pour le photovoltaïque de 0,30 € par kWh et 0,55 € quand il est intégré au bâti. Ce type de raccordement est sans comparaison avec le stockage dans des batteries d'accumulateurs; en effet le coût d'achat de l'électricité (tarif bleu EDF, août 2007) est de 0,11 € le kWh, très nettement inférieur. Les contrats garantissent ces conditions pendant 20 ans

Par ailleurs, l'installation de panneaux solaires permet de bénéficier d'un crédit d'impôt de 50% du coût (crédit limité à 8 000 €, voire un peu plus avec des enfants à charge), sous condition d'une puissance raisonnable par rapport à votre consommation. En dessous de 3 kW cette condition est considérée comme remplie (CGI art. 200 quater, complété par le BOI 5 B-17-07 n°88 du 11/7/2007).

A titre indicatif, le coût global d'une installation de 2 kW est de l'ordre de 18 000 € HT (la TVA est à 5,5% ou 19,6% suivant que l'électricité est revendue partiellement ou en totalité) soit un montant net (crédit d'impôt déduit) d'environ 10 000 € HT. Cette dépense est amortie en une dizaine d'années dans le cas d'une installation intégrée, et plus de 15 ans sinon.
Beaucoup d'information sur le photovoltaïque sur le site de l'HESPUL.

Les autres énergies renouvelables ne sont pas oubliées

Pour les autres énergies le tarif de rachat est moins avantageux, entre 0,06 et 0,13 € par kWh pour l'hydraulique, le biogaz, la méthanisation et la géothermie.

Les conditions pour l'éolien ont été revues en 2005; depuis juillet 2007, les éoliennes doivent être installées dans des ZDE (zones de développement de l'éolien) pour bénéficier du tarif privilégié (0,082€ par kWh pendant 10 ans, diminuant jusqu'à 0,028€ pendant les 5 années suivantes).

Ces conditions et l'engagement sur 15 ans expliquent l'engouement récent de grands opérateurs pour l'éolien.
Consulter les textes réglementant la création de ZDE, sur le site du Ministère de l'Écologie, du Développement et de l'Aménagement durable.

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Les dompteurs de vague et de marée se cassent encore les dents

Les recherches sont très actives et de nombreuses expérimentations dont quelques-unes en grandeur réelle sont en cours. Plusieurs systèmes sont en cours d'expérimentation dont certains en vraie grandeur.

Le plus grand projet semble être celui du détroit de Pentland Firth (entre le Nord de l'Écosse et les îles Orcades) où des courants atteignent 30 km/h se met en place une dizaine de projets. La capacité du site est évaluée à 10 GW mais les premières installations visent 50 MW à partir des vagues et 95 MW des courants.

Usine marémotrice de type barrage

Les centrales marémotrices exploitent l'énergie des marées ou des courants marins, dont la direction est connue et le sens varie toutes les 6 heures environ. Elle n'est exploitable que là où le marnage (hauteur des marées) est important, de l'ordre de 10 m.

Deux centrales sont en exploitation, l'usine de la Rance en France (240 MW installés, 500 GWh annuels) et celle de la baie de Fundy au Canada (18 MW installés) qui est un projet pilote. L'impact sur l'environnement est notable sur les fonds marins, le régime des marées et donc la faune et la flore de l'estuaire barré.

La limite supérieure est l'énergie totale dissipée par les marées, évaluée à 22 000 TWh (2 Gtep); le prélèvement effectué par les usines marémotrices ralentit la rotation de la Terre, de manière infinitésimal, rassurons-nous.

Hydrolienne exploitant les courants marins

Homologue sous-marine des éoliennes, elles utilisent une ressource cyclique mais très prévisible. Plusieurs expérience à échelle réduite ont eu lieu, notamment en Norvège (Hammerfeststrøm à Kvalsund, 300 kW) et en Bretagne (Sabella à Bénodet, 80 kW).

Le passage à une échelle industrielle (plusieurs MW) est en cours pour une mise en service espérée en 2011. Le potentiel exploitable des côtes françaises est évalué à 3 GW (deux à trois réacteurs nucléaires).

Les sites de l'entreprise bretonne SABELLA. et norvégienne Hammerfeststrom.

Exploitation de l'énergie des vagues

Ces installations sont les plus complexes car elles doivent convertir un mouvement alternatif en électricité dans des conditions d'autant plus difficiles qu'elles sont prometteuses. La machine la plus avancée semble être celle de la société écossaise Pelamis, une sorte de serpent de mer de 180 m de long dont les quatre articulations produisent jusqu'à 750 kW.

Consulter le rapport 2004-2006 sur le projet SEAREV d'exploitation de l'énergie des vagues sur le site du CNRS/ENSMA (pdf).

Le site de la société écossaise PELAMIS, fabricant de générateurs à vagues.

 

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