|
|
| Search |
| Introduction Articles References |
Les Eoliennes de la Champagne crayeuse
04/2006
Ce dossier est consacré aux fermes éoliennes de la Champagne crayeuse. Situés entre Châlons en Champagne et Vitry le François, ces deux champs ont une puissance nominale totale de près de 30 MW grâce à 31 éoliennes. Découvrez maintenant les fermes éoliennes de la Champagne Pouilleuse !
Les éoliennes des Côtes de Champagne
La production éolienne d'électricité en France
Au 31 mars 2006, la production éolienne française était de près de 920 MW. Les principales régions en terme de production éolienne d'électricité en France sont, à la même date :
- le Languedoc-Roussillon : 162 MW
- la Bretagne : 125 MW
- la Champagne-Ardenne : 81 MW
- la Picardie : 71 MW
- la Lorraine : 65 MW
Près de 10 % de la production française sont ainsi issus de la région Champagne-Ardenne, troisième par ordre d'importance. On remarquera par ailleurs que Lorraine et Champagne-Ardenne cumulent à elles seules 146 MW alors qu'il ne s'agit pas de régions maritimes.
La production champenoise est répartie sur 5 sites et plus d'un tiers de la production régionale provient des deux fermes éoliennes situées en Champagne Pouilleuse, sur les communes de la Chaussée sur Marne d'une part et de Lisse-en-Champagne, Vanault-le-Châtel et Bassu (Les Côtes de Champagne) d'autre part. Seuls quelques kilomètres séparent ces deux champs d'éoliennes dont la production moyenne assure l'alimentation de plus de 29 000 foyers !
Les autres fermes éoliennes du département sont les champs d'Argonne et Epense, de Champfleury et de la Chapelle Vallon (on consultera les liens à la fin de ce dossier pour trouver de nombreuses informations sur ces fermes éoliennes).
Les éoliennes de la Chaussée sur Marne
La Champagne Pouilleuse
La Champagne Pouilleuse, aussi connue sous le nom de Champagne Crayeuse, doit son nom à sa pauvreté passée. En effet, son sol calcaire y empêchait les cultures et seuls les moutons y étaient élevés. Depuis la généralisation de la culture sous engrais, la Champagne Pouilleuse est devenue une riche région agricole malgré ses terres blanches, l'égale de la Brie et de la Beauce.
De nombreuses céréales y sont cultivées, mais la betterave sucrière y est prédominante. L'industrie de la craie y est encore très présente. C'est cette craie, qui en plus de rendre les sols très perméables, donne à la région cette allure caractéristique, si loin de champs de terre noire et riche que l'on trouve pourtant à peu de distance.
Le sol de la Champagne crayeuse date de l'ère secondaire (crétacé) et s'étant, au nord, de la Thiérache (en région administrative Picardie) au pays d'Othe au sud (département Aube). Quatre rivières principales la sillonnent : l'Aisne, l'Aube, la Seine et la Marne, ces deux dernières mélangeant leurs eaux aux portes de Paris.
La Marne est le département centrale de la région Champagne-Ardenne, celui qui héberge les deux fermes éoliennes objets de ce dossier. D'une surface de plus de 8 100 km², la Marne compte 565 000 habitants. Sa préfecture est Châlons-en-Champagne (anciennement Châlons-sur-Marne), qui est aussi la capitale de région.
Le rotor d'une éolienne vu du pied
Le champ des Côtes de Champagne
Les Côtes de Champagne abritent une ferme éolienne géante de 28 éoliennes. Le site est situé dans les champs, dans un paysage vallonné offrant de très nombreux points de vues dans le paysage typique de la Champagne. La puissance nominale totale est de 23800 kW.
Vue d'ensemble
Les éoliennes sont des Gamesa G58/850. Leur puissance individuelle est de 850 kW. Le rotor à trois pales a un diamètre de 58 m. Le mât a une hauteur de 44 à 65 m selon les modèles.
La nacelle
Le champ a été construit en 2005 et inauguré en juillet de cette année là. La photographie ci-dessous permet d'observer une section de mât : le passage des câbles et l'échelle y sont particulièrement visibles.
Le montage
Le champ de la Chaussée sur Marne
Le champ de la Chaussée sur Marne est situé à coté de celui des Côtes de Champagne : depuis un site, il est aisé de voir l'autre. Trois grandes éoliennes peuvent y être vue, répartie sur une assez grande surface. La puissance nominale totale est de 5500 kW.
Vue d'ensemble
A la Chaussée sur Marne, deux modèles d'éoliennes sont présents : une Repower MD77 ainsi que deux Repower MM82. Leurs puissances nominales sont respectivement de 1500 et 2000 kW pour des rotors tripales de 77 et 82 m de diamètre ! Le mât a une hauteur de 62 à 112 m selon les modèles.
La nacelle
La première éolienne a été inaugurée en novembre 2002 et les deux suivantes en mars 2005. La photographie ci-dessous montre la porte d'accès au mât de l'éolienne et aux éléments techniques comme les armoires électriques.
L'accès au mât
Le fonctionnement d'un éolienne
Les éoliennes sont des machines dont l'objectif est de transformer l'énergie du vent en énergie utilisable par l'homme, soit en énergie mécanique comme dans les moulins ou les éoliennes de pompage, soit en énergie électrique comme dans les éoliennes modernes.
Ces dernières sont maintenant des systèmes très complexes et évolués. Ils sont composés des éléments suivants :
- une assise de béton, la fondation, qui permet de fixer de façon rigide l'ensemble de la structure de l'éolienne,
- le mât, qui place l'hélice dans une zone de vent plus fort et régulier et permet d'avoir une grande longueur de pale,
- la nacelle, dont les dimensions approchent celles d'un container, et qui contient toute la machinerie qui sert d'une part à transformer le mouvement des hélices en électricité, et d'autre part à orienter au mieux l'éolienne ou à la mettre en position de repos,
- l'hélice, le plus souvent à 3 pales, parfois à 2 seulement,
- et enfin la cabine de dispersion qui réalise l'adaptation du courant électrique produit par la nacelle en un courant injectable sur le réseau électrique local.
Eolienne de la Chaussée sur Marne
Les éoliennes ont le plus souvent 3 pales, car il s'agit d'un compromis entre différents paramètres :
- le nombre pair de pales entraîne des effets mécaniques indésirables (forces dites de "précession" trop élevées),
- le rendement décroît si le nombre de pales augmente (une pale étant perturbé par la précédente).
Ainsi, le choix de 3 pales offre à la fois des contraintes mécaniques réduites et un rendement élevé.
Les petites éoliennes ont toutefois des rotors qui ont parfois deux pales. Celles-ci sont en effet suffisamment petites pour supporter les contraintes de précession et elles peuvent alors profiter du rendement meilleur des rotors bipales par rapport aux rotors tripales.
Les rotors bipales sont de plus plus simples à concevoir et à réaliser.
Eolienne de la Chaussée sur Marne
Les éoliennes n'ont pas toujours une géométrie constante. En effet, elles doivent être capable de supporter les tempêtes et cette résistance aux vents violent peut-être obtenue par une modification de la forme du rotor.
En effet, les pales peuvent tourner le long de leur axe principal, ce qui permet d'adapter la géométrie du rotor à la force du vent pour obtenir le meilleur rendement, mais surtout de les basculer totalement pour réduire leur prise au vent. Le rotor ne cherche alors plus à tourner et l'effort axial est réduit.
D'autres modèles possèdent des "volets". Il s'agit de l'extrémité de la pale qui est capable de tourner sur elle-même le long de son axe principal et ainsi d'opposer une force à celle due au vent sur le reste de la pale.
Eolienne des Côtes de Champagne
Le choix de sites
Le choix de l'emplacement d'une ferme éolienne est complexe et ne laisse pas de place au hasard. Il faut avoir en tête que la puissance délivrée par une éolienne augmente avec le cube de la vitesse du vent : si le vent double, la puissance augmente d'un facteur 2x2x2 = 8 ! C'est pourquoi on cherchera d'abord des zones soumises à des vents forts et réguliers.
Les vents doivent avoir une vitesse d'une quinzaine de km/h pour commencer à fournir de l'électricité. Mais il s'agit d'un minimum et les éoliennes acceptent des vents bien plus puissants. Mais ils ne doivent pas être non plus trop puissants, ce qui use trop vite les mécaniques ou même peut détruire les éoliennes.
Les zones potentielles font l'objet d'études précises : mesures, observation de la végétation ou même modélisations informatiques. Les éoliennes sont implantées à quelques mètres près, surtout en zone à relief accidenté ou les vents sont très variables d'un point à l'autre.
Eoliennes de Roquetaillade, Aude, France
C'est ainsi que sont choisies les implantations terrestres des champs d'éoliennes. Mais il ne faut pas oublier que le plus gros "gisement" d'énergie éolienne ne se trouve pas sur terre mais parmi les étendues maritimes ! Ce sont alors des éoliennes dites "off shore" qui sont implantées.
Ces fermes sont bien plus coûteuses à l'acquisition (besoin de résistance à la corrosion, aux vagues...) et l'installation (câbles électriques sous-marins, utilisation de plates-formes flottantes...) comme à l'entretien, mais elles présentent bien d'autres avantages. D'une part, elles posent moins de contraintes d'environnement (populations, aérodromes, impact paysager...). Mais surtout elles sont soumises à des vents plus forts et surtout plus constants. Ainsi, une éolienne off shore produit environ 50% d'électricité en plus qu'un éolienne identique implantée sur terre.
Eoliennes de Saint-Crépin, Charente-Maritime, France