Comment les éoliennes continuent-elles à tourner pendant les vagues de froid ?

Éoliennes : comment les turbines continuent à tourner dans des conditions de gel.
Éoliennes : comment les turbines continuent à tourner dans des conditions de gel. Tous droits réservés Canva
Par Euronews Green
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Cet article a été initialement publié en anglais

Du Texas à la Suède, les informations erronées sur les parcs éoliens ont tendance à circuler lorsque le mercure descend. Voici ce qu'il faut savoir.

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L'énergie éolienne est en passe de devenir la colonne vertébrale des réseaux électriques en Europe, répondant à près d'un cinquième des besoins en électricité de la région.

Ce chiffre est nettement plus élevé dans certains pays du Nord : 55 % au Danemark, par exemple, et 34 % en Irlande. Il y a environ 3 000 éoliennes dans les eaux glacées de la mer du Nord, et même quelques-unes en Antarctique.

Il est donc clair que les éoliennes peuvent résister aux climats froids. Mais, comme pour les autres énergies renouvelables, les sceptiques de l'énergie verte aiment les dénigrer.

Un récent billet de blog viral affirmait qu'une vague de froid en Suède au début du mois avait entraîné une "perte massive de la production d'électricité" des parcs éoliens, suggérant qu'ils s'en sortiraient mieux "si nous avions un peu de réchauffement climatique".

Qu'en est-il en réalité ?

Les éoliennes gèlent-elles par temps froid ?

Les éoliennes sont conçues pour résister à des températures glaciales allant jusqu'à environ -30 °C.

De la glace peut se former sur les pales des éoliennes dans certaines conditions, non seulement en cas de neige ou de pluie verglaçante, mais aussi en cas de refroidissement du vent ou d'humidité élevée lorsque le brouillard s'installe.

Ce givre est préoccupant car il peut affecter l'aérodynamisme des pales (en rendant leur surface plus rugueuse), réduisant ainsi leur efficacité et pouvant entraîner des problèmes de déséquilibre. WindEurope, l'association régionale de l'énergie éolienne, explique qu'il peut être nécessaire d'arrêter la rotation des éoliennes pour éviter ces problèmes.

Les éoliennes peuvent également être arrêtées pour des raisons de sécurité, afin d'éviter que de la glace ne soit projetée par les pales. "Le risque de chute de glace est le plus important si l'éolienne est gelée et que la température augmente ou si le soleil chauffe certaines parties de l'éolienne", explique Svensk Vindenergi, l'association suédoise de l'énergie éolienne.

La SWEA a calculé une distance de sécurité raisonnable par temps froid (la hauteur de la tour plus le diamètre de l'éolienne) et affirme n'avoir connaissance d'aucune personne blessée par une chute de glace.

Comment les éoliennes résistent-elles aux températures glaciales ?

Si la glace peut être un casse-tête pour les exploitants de parcs éoliens, l'industrie a trouvé de nombreuses solutions pour empêcher sa formation ou pour la faire fondre.

Les turbines modernes sont équipées de technologies de dégivrage déployées depuis les salles de contrôle des parcs éoliens. Il s'agit notamment de systèmes de chauffage à l'intérieur des pales, comme la circulation d'air chaud, de dispositifs ou de fluides de dégivrage mécaniques et de systèmes de vibration des pales.

Une entreprise suédoise, Skellefteå Kraft, a été la première à recouvrir les pales d'une fine couche de fibre de carbone qui se réchauffe lorsque la glace menace.

Nordex, un autre fabricant basé en Allemagne, propose des "ensembles pour climat froid" qui, selon lui, peuvent réduire les pertes d'énergie jusqu'à 80 % dans des conditions de givre.

Dans un article publié sur le site d'information scientifique The Conversation, Hui Hu, professeur d'ingénierie aérospatiale, souligne que la plupart des stratégies visant à empêcher la glace de s'accumuler sur les pales des éoliennes proviennent du secteur de l'aviation.

Mais avec l'expansion de l'industrie éolienne, de plus en plus d'investissements sont consacrés à l'optimisation de ces acteurs de la transition énergétique.

"Si la glace persiste, les installations sont normalement arrêtées et une société de services se rend sur place pour procéder au dégivrage", explique la SWEA. Dans ces rares cas, des hélicoptères peuvent être envoyés sur place pour dégivrer les éoliennes.

Désinformation sur l'énergie éolienne en hiver

En février 2021, l'État américain du Texas a connu une vague de froid record qui a entraîné des coupures de courant.

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Selon le principal fournisseur d'énergie de l'État, l'Electricity Reliability Council of Texas (ERCOT), certaines turbines ont gelé au plus fort de la vague de froid, entraînant une perte de capacité de 16 GW pour l'énergie éolienne et d'autres énergies renouvelables.

Bien que les détracteurs de l'énergie verte se soient empressés d'accuser les parcs éoliens d'être à l'origine de cette situation désespérée, les chiffres de l'ERCOT font état d'un déficit bien plus important (30 GW) dû à la défaillance des sources d'énergie fossile (gaz, charbon et nucléaire).

De plus, les problèmes des éoliennes sont en grande partie dus au fait qu'elles n'ont pas été conçues pour des conditions aussi froides.

"Le principal problème des éoliennes du Texas est que l'on ne s'attendait pas à un froid aussi extrême, si l'on se réfère à l'historique des conditions météorologiques, et que les promoteurs n'ont donc pas adapté les éoliennes aux conditions climatiques", explique Michael Howland, professeur d'ingénierie civile et environnementale à l'université du MIT.

"Il est honteux de voir les antagonistes de longue date de l'énergie propre - qui l'attaquent qu'il pleuve, qu'il neige ou que le soleil brille - s'engager dans une charade politiquement opportuniste pour tromper les Américains et promouvoir un programme qui n'a rien à voir avec le rétablissement de l'électricité dans les communautés du Texas", avait déclaré à l'époque Heather Zichal, PDG d'American Clean Power.

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"Il s'agit d'un problème de conditions météorologiques extrêmes, pas d'un problème d'énergie propre. Au contraire, cela montre pourquoi nous devons investir dans la construction de plus de sources d'énergie renouvelable avec une meilleure transmission et un meilleur stockage pour remplacer les systèmes obsolètes".

De nombreuses informations erronées ont été diffusées au sujet des turbines texanes, notamment l'image d'un hélicoptère volant à leur secours.

Mais les "fact checkers" ont prouvé que l'image montrait en fait un appareil d'Alpine Helicopters utilisant de l'eau chaude pour dégager la glace d'une turbine en Suède en 2014.

Heather Zichal considère cette réparation aérienne comme "une meilleure option que de ne rien faire du tout", car la remise en service rapide d'une turbine puissante permet de réduire les émissions de carbone provenant des combustibles fossiles, ce qui est la raison d'être des éoliennes.

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