industrie éolienne dans le monde extraits

8/2/2019 Industrie olienne dans le monde Extraits

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port Sectoriel

adrant : Mr. Mathieu BECUE

Amine MansouriMarie-Camille Renard

Edwige TraorJessy Vieux-Fort

Master 2 Economie Industrielle et Veille Stratgique

2010 - 2011

Lindustrie olienne dans le monde : contexte, enjeux.

Quelles perspectives pour les industriels Aquitains ?


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SOMMAIRE

Synthse 4Introduction 6

Section 1 : Etat des lieux de la filire olienne dans le Monde, en Europe et en France 9

I-Cadrage de lanalyse 10

A- La production d'lectricit 10

1- La production dlectricit dans le monde 10

2- La production dlectricit dorigine renouvelable 14

B- Fonctionnement dune olienne 18

1- Synthse 18

2- Prsentation Gnrale : les grands types doliennes 20

3- Prsentation gnrale du fonctionnement dune olienne 23

4- Les diffrents composants et comptences associes la fabrication des 26

oliennes terrestres5- Evolution de la puissance et de la taille des oliennes

modernes 326-Focus sur les oliennes offshores : principales diffrences avec les 34

oliennes terrestres

C- Veille rglementaire 36

1- Synthse : les principales rglementations impactant lindustrie olienne 36

2- Le protocole de Kyoto 37

3- La Confrence de Copenhague 38

4- LOrganisation Mondiale du Commerce 385- Application du protocole de Kyoto en Europe 40

6- Directives sur la protection de la faune et de la flore Directive sur les tudes

dimpacts environnementaux- Lignes directrices sur tudes environnementales

pour parcs doliennes

7- Rglementation sur lolien offshore 42

8- Programme fixant les orientations nergtiques de la France 43


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9- Le Grenelle de lenvironnement 1 44

10- Loi de rachat de llectricit olienne 44

11- Loi Grenelle 2 4512- Dmarches administratives pour les installations oliennes en France :Rsum 46

13- Rglementation concernant les industries concurrentes : Secteur Photovoltaque 48

14- Rcapitulatif de la rglementation concernant les nergies renouvelables 50

D- Veille Technologique lchelle mondiale 52

1- Les critres de recherche 52

2- Eoliennes terrestres 54

3- Eoliennes offshore 74

E- Veille Technologique lchelle de la France 82

1- Les critres de recherche 82

2- Eoliennes terrestres 83


II- Analyse conjoncturelle 103

A- La demande : la consommation dlectricit 103

B- Loffre 105

1- La production dlectricit dorigine olienne 105

2- La puissance olienne installe 110


4- Le cot de lnergie olienne 127

III- Ephmride 129

Section 2 : Les potentialits de dveloppement de la filire olienne en France

et en Aquitaine 132

A- Situation de lindustrie olienne en France 133

1- Un secteur avec un fort potentiel de dveloppement dans le monde 133

2- Les forces et faiblesses de la France dans la perspective de renforcement


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de la filire olienne 138

B- Lenqute Windustry 1401- Prsentation de Windustry 140

2- La mthodologie de lenqute 1413- Les principaux rsultats de lenqute 142

C- Zoom sur la rgion Aquitaine 1451- Positionnement des acteurs aquitains dans la chaine de valeur de lindustrieolienne 1452- Fiches didentit des industriels aquitains 1483- Aquitaine Wind Cluster 158

Section 3 : Analyse des forces en prsence 160

A- Les forces en prsence au niveau mondial 160

B- Les forces en prsence en France 161

C- Monographies 1631-Vestas Wind Industry A/S 1642- Nordex 1923- Alstom 2154-General Electric Energy 231

5- Siemens 2546- Gamesa 2667- Enercon 2838- Vergnet 2939- Epsilon Composite 31110- Aquitaine Electronique 319

Sources 323


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Synthse

Le rapport prsent ci-aprs est une tude du dveloppement la filire olienne dans le monde,notamment des enjeux de croissance quelle prsente pour lindustrie franaise. Nous avons cherch comprendre quelle place cette industrie pourrait prendre, dans les annes venir, au sein delconomie de la France et de sa croissance future.

Afin de raliser au mieux notre tude, nous nous sommes concentrs sur lanalyse du tissu industrielAquitain en termes de comptences transfrables la filire olienne.

La premire partie du rapport a t consacre la ralisation dun tat des lieux de ce march auniveau mondial, europen et franais. Elle nous a permis de comprendre que lolien estactuellement lune des filires nergtiques les plus actives au monde, tant en onshore quenoffshore.

Lolien onshore connat une croissance annuelle moyenne denviron 30% depuis une dizainedanne. En 2009, elle est la seconde source de production dlectricit dorigine renouvelable (7%)et a attir un total dinvestissements de 63 milliards de dollars.

Au cours des annes passes, lEurope a t la rgion la plus engage dans le dveloppement delnergie olienne. Elle reprsente donc le march leader en termes de puissance installe : 4,2% de

llectricit produite en Europe est de source olienne. Mais aujourdhui, de nombreux pays ontamorc des plans de dveloppement massif de lolien et cest ainsi que les Etats-Unis et la Chineont t, en 2009, les pays ayant install le plus de nouvelles capacits oliennes

La France nest pas en reste dans cette course lolien. Bien que 75% de llectricit produiteprovienne du nuclaire, cest en France que la part des nergies renouvelables est la plus forte. En2009, lolien compte pour 1,6% de la production totale, en croissance de 39% par rapport lanne2008. Selon le syndicat des nergies renouvelables, lnergie olienne reprsente 41% des nouvellescapacits nergtiques produites en France en 2009, toutes sources confondues.

Lolien offshore est une filire relativement peu dveloppe mais connait une forte croissance

depuis 2007. Elle a un impact croissant sur le dveloppement global de lolien en Europe et aatteint un taux de croissance de 39% en 2009, lgrement suprieur au taux global de l'nergieolienne.

Lextraordinaire essor de lolien auquel nous assistons actuellement a t initi par les accordsmondiaux pris lors du protocole de Kyoto en 1997 : rduire de 5% et avant 2012, les missions degaz effet de serre des pays industrialiss. Chaque pays a alors adapt, une chelle nationale, uncadre rglementaire pour atteindre ces objectifs. LUnion Europenne a par exemple impos sesEtats-membres que 20% de leur consommation nergtique soir dorigine renouvelable lhorizonde 2020. Cest ainsi que la France, lors du Grenelle de lenvironnement, sest fix datteindre 25GW en puissance olienne installe en 2020 dont 19 GW pour lolien terrestre et 6 GW pourlolien offshore


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Lenjeu est donc pour la France de mettre en place les moyens ncessaires au dveloppement delolien, afin de pouvoir profiter des opportunits industrielles, conomiques et sociales engendres

par la forte croissance de ce march.

Une tude Windustry France a t rendue publique par le cabinet Capgemini consulting, et

identifie les opportunits de diversification de lindustrie franaise vers celle de lolien. Derrirecette tude, se trouve aussi un vritable projet de sensibilisation et daccompagnement desindustriels Franais capables de se positionner sur lun des segments de la chaine de valeur delolien. La France est dj dote de corps mtier dans son tissu de PME qui sont ncessaires lafabrication doliennes :

- La mtallurgie, chaudronnerie, mcanique ou la mcatronique : peuvent servir pour laconfection des moyeux, gnrateurs, larbre principal, multiplicateurs ou des mts en acierdune olienne.

- Larodynamique qui regroupe tous les expertises en matire de matriaux composites,

fibre de verre, les rsines, le carbone ncessaire pour la fabrication des ples dolienne.- Llectronique de puissance et les raccordements lectriques- Le BTP :puisque la construction de parcs oliens exige des travaux de gnie civil pour les

terrassements, fondations, levage dolienne. Surtout la BTP peut servir pour les oliennesoffshores dont les conditions de ralisation sont difficiles et qui demandent des techniquesspcialises.

Aprs avoir constitu des fiches mtier en rapport avec les 11 composants de loliens, ce ne sontpas moins de 400 entreprises qui ont t slectionnes et qui un questionnaire a t envoy. Aufinal, 150 entreprises issues de secteurs industriels varis ont fait part de leur intrt pour la

fabrication dune olienne. Parmi elles, on peut citer de grands groupes : EADS, DCNS (industrienavale), Scneider Electric, Le groupe SAFRAN qui sest positionn travers huit de ses filiales(Aicelle, Techspace aero, Censo, Fama).

Nous avons donc essay dans la deuxime partie de ce rapport, didentifier les opportunitsindustrielles pour la rgion Aquitaine. En effet lAquitaine est aujourdhui lune des seules rgions fort potentiel territorial ne pas possder doliennes. Mais ce dtail ne devrait pas pour autantlaisser cette rgion en marge de la croissance du march. Au cours de ltude windustry, environ 20entreprises aquitaines ont manifest leur intrt pour engager leurs activits industrielle danslolien. La rpartition sur la chaine de valeur est la suivante : Frein : 1 entreprise ; Le mt: 2entreprises ; La Coque de la nacelle et moyeux et Systme dorientation des ples : 3

entreprises ; Multiplicateur et arbre principal et Alternateur : 4 entreprises ; Contrlecommande et composants lectriques ; Systme dorientation de la nacelle et Les ples : 5entreprises.

Ces industriels encourags et accompagns dans leur volont par le Conseil Gnral, se sontregroups en 2010 au sein dun Cluster qui porte le nom provisoire de Aquitaine WindCluster , ayant un but de dveloppement et dinnovation dans le secteur olien. La spcificit dece cluster par rapport aux autres, est quil sera centr sur la recherche et la formation (1er centrefranais de formation). Lobjectif est de faire de la rgion Aquitaine un ple stratgique dedveloppement de la filire olienne en France, avec galement des perspectives internationales.


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Introduction

Les nergies renouvelables ont le vent en poupe, mais seulement depuis quelques annes.

Avant le choc ptrolier de 1973, aucun des pays industrialiss ne s'intressait aux nergiesalternatives. Chacun exploitait les sources d'nergies dont il disposait facilement: le charbonen Grande-Bretagne, le ptrole aux tats-Unis, le lignite en Allemagne, le gaz aux Pays-Bas,le ptrole, essentiellement import d'Afrique, en France.

Ces nergies immdiatement rentables taient aussi plus coteuses pour l'environnement etce n'est qu' partir du moment o le prix des hydrocarbures a quadrupl en quelques mois,que les tats industrialiss (les plus gros consommateurs de ptrole) ont commenc setourner vers des nergies alternatives.

Les nergies renouvelables sont des sources de production dont les rserves ne s'puisentpas: lnergie hydraulique utilise lnergie des cours deau pour transformer la force motriceen lectricit ; la gothermie utilise la chaleur des entrailles de la terre pour produire dellectricit ou du chauffage ; lnergie solaire photovoltaque transforme directement une

partie du rayonnement solaire en lectricit, le solaire thermique utilise la chaleur durayonnement solaire pour produire de leau chaude et du chauffage solaire.

Lnergie olienne est lnergie tire du vent. Elle peut tre utilise de deux manires : Transformation en nergie mcanique : le vent est utilis pour faire avancer unvhicule (voilier), pour pomper de leau (moulins de Majorque, oliennes dans leschamps pour abreuver le btail) ou pour faire tourner une meule.

Transformation en nergie lectrique : lolienne est accouple un gnrateurlectrique pour fabriquer du courant continu (installation relie des batteries) oualternatif (installation relie au secteur).

Il existe de nombreux avantages produire de llectricit grce la force du vent.

Dune part, lnergie olienne est une nergie propre, qui ne produit aucun dchet, ni aucune

mission dans latmosphre. Le dveloppement de l'nergie olienne s'inscrit donc dans uncadre gnral de la lutte contre le changement climatique: selon le protocole de Kyoto, lesplus industrialiss doivent rduire (au plus tard en 2012) leurs missions de gaz effet deserre (GES) de 5 % par rapport leurs rejets de 1990. Dautre part, les oliennes peuvent alimenter des sites isols (montagne ou zone dsertique) et non raccords au rseau lectrique gnral. Faute d'argent ou prisonnires d'unegographie difficile, de nombreuses rgions du monde ne sont pas irrigues par des rseauxlectriques. Installes sur les maisons ou proximit immdiate des villages, les oliennesfournissent un courant directement leurs utilisateurs, sans qu'il soit ncessaire de tirerd'importants et coteux rseaux.


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A ces gards, lnergie olienne connat une croissance importante de 30% en moyenne paran depuis 1996. Des milliers doliennes fonctionnent lheure actuelle dans diversesrgions du monde, avec une capacit totale de plus de 158 000 Mgawatts (MW) et

produisant 340 Trawattheures (TWh) la fin de lanne 2009.

Selon lObservatoire des nergies Renouvelables, dans un rapport publi par EDF,lindustrie olienne est actuellement la filire nergtique la plus dynamique dans le mondeet plus particulirement dans lUnion europenne o la production dlectricit olienne aaugment de 37,8 % par an en moyenne de 1993 jusquen 2002. Cette croissance a atteint59 % par an sur la mme priode pour la France, qui tait largement en retard dans cedomaine.

Selon lAssociation Europenne de lnergie Eolienne (EWEA), lolien constitue en 2009la premire filire de production lectrique en Europe: 10.163 MW oliens ont t installsdans lanne en Europe (39%) contre 6.630 MW pour le gaz qui vient en deuxime position(25%) et 4.600 MW pour le photovoltaque (17%) qui a t la troisime source dnergie.

LUE dans sa directive europenne du 27 septembre 2001 a dcid de produire 20 % de sonlectricit en nergie renouvelable dici 2020. Lnergie olienne compte pour beaucoupdans cette directive et les plus avancs dans ce domaine sont le Danemark, lAllemagne, lesPays-Bas et lEspagne.

En ce qui concerne la France, l'application de cette directive devrait se traduire par undveloppement important de l'nergie olienne : lors du Grenelle de lEnvironnement endcembre 2009 la France prvu damener 11,5 GW la capacit olienne installe dici2012 dont 1,5 GW en offshore et 25 GW pour 2020 dont 6 GW en offshore.

Lolien est donc actuellement lune des filires industrielles les plus actives au monde.

Lintrt conomique est indniable : au niveau mondial, les perspectives de dveloppementde lolien reprsentent un march de 500 1000 milliards deuros cumuls sur la dcennie2010-2020. En Europe, le march cumul sur la dcennie 2010-2020 reprsentera 100 200milliards deuros. LEWEA estime que prs de 230.000 MW de capacits oliennes serontinstalles dici 2020.

Les enjeux en termes de cration demploi sont trs importants. A lheure actuelle,lindustrie olienne emploie 400 000 500 000 personnes lchelle mondiale, chiffre qui

pourrait slever un million de personnes lhorizon 2020. Lolien emploie 60.000 personnes en Allemagne, 30.000 en Espagne, 10.000 en France et 150.000 dans toutelEurope

Le pass industriel particulirement riche de la France lui confre une carte matresse jouersur ce secteur. La fabrication des composants dune olienne fait appel des corps demtiers largement rpandus dans le tissu franais tels que le BTP, la fonderie, la mtallurgie,llectronique, laronautique, lautomobile. Aussi la France pourrait prendre une placeimportant dans la sous-traitance de grands nombres de composants oliens (pales, nacelles,alternateurs).

Certaines rgions franaises possdent des comptences et savoir-faire qui peuvent tretransposs lindustrie olienne. LAquitaine par exemple possde les comptences des


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sous-traitants de laronautique ou de lautomobile transfrables lolien. Des entreprisesspcialises dans les matriaux composites et des laboratoires de recherche informatiques etlectroniques de premier plan sont implantes dans cette rgion. Les zones industrielles du

port de Bordeaux peuvent servir pour le transport des grosses pices.Les investissements dans la filire olienne constituent donc un vecteur de relance de

lconomie franaise et peuvent permettre dendiguer le phnomne de dsindustrialisationque subit notre conomie depuis des annes. Ce march pourrait reprsenter 20 30milliards deuros sur la dcennie 2010-2020. Selon lADEME, si les objectifs du Grenellesont tenus, le nombre demplois dans la filire pourra tre multipli par six pour reprsenterun total de 60.000 emplois en 2020.

Tout au long de ce rapport, nous essaierons de rpondre deux questions :Quels sont les enjeux lis au dveloppement de lindustrie olienne ? Quelles sont les

perspectives pour les industriels franais, notamment Aquitains ?

Notre tude sera ralise en deux temps

La premire section du rapport permettra de dresser un tat des lieux du dveloppement delnergie olienne au niveau mondial, europen et franais.

Dans une premire partie (I/ Cadrage), il sagira dtudier la production dlectricit demanire gnrale, toutes sources confondues (A). Nous situerons la filire olienne parrapport aux autres filires concurrentes dans la production nette dlectricit (A.1). Un focussera fait sur la part des nergies renouvelables dans la production dlectricit (A.2).

Nous nous intresserons ensuite au fonctionnement dune olienne (B) et au cadrerglementaire europen et franais entourant le dveloppement de la filire olienne (C).Pour finir, nous dresserons un tat des lieux de lenvironnement technologique au niveaumondial(D), puis lchelle de la France (E).

Dans une deuxime partie (II/ Analyse conjoncturelle), nous tudierons la demandednergie olienne (A) puis loffre dnergie olienne (B).

Enfin une troisime partie traitera de lactualit du secteur en France et dans le monde(III/ Ephmride).

La deuxime section du rapport sera consacre ltude des potentialits de dveloppementde la filire olienne an Aquitaine.

Nous tudierons de manire plus prcise le dveloppement de la filire olienne danslindustrie franaise (A).

Nous prsenterons le projet Windustry initi par lADEME, le Syndicat des Energiesrenouvelables, le ministre de lconomie et le ministre de lEcologie, de lnergie et dudveloppement durable (B)Enfin, nous ferons un zoom sur la rgion Aquitaine (C) en recensant les entreprises

prsentes sur le territoire aquitain susceptibles de placer leur activit dans lindustrieolienne. Cette partie sera base sur ltude Windustry prsente prcdemment. Enfin,nous terminerons par lanalyse du projet de cluster olien initi par le Conseil rgional endcembre 2010.


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Premire Section :

Etat des lieux de la filireolienne dans le Monde, en

Europe et en France


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I/ CADRAGE

A. La productiondlectricit

La production dlectricit dans le monde

Indicateur de dveloppement.

Analyse importante pourmesurer les carts dedveloppement dans le monde.

Une tendance la haussedepuis une dizaine dannes

.

Lgre baisse entre 2008 et2009, en parallle avec leralentissement conomique decette priode

Llectricit est un lment indispensable dans la dfinition dudveloppement conomique pour chaque pays. Son importance estdautant plus grande quelle volue paralllement au progrstechnique, lindustrialisationLobjet de cette partie est donc dtudier lvolution de la

production mondiale dlectricit ainsi que celle de la France. Il

sagira aussi dtudier lvolution de la production dlectricit provenant des sources dnergies renouvelables et spcialementcelle de lolien.

En 2009, la production mondiale dlectricit slevait 20.093,6TWh. Cette production est en constante augmentation depuis lesannes 2000, avec 15.379,8 TWh, soit une hausse de 30,6% surtoute la priode. On notera tout de mme une lgre baisse (- 0,9%)entre 2008 et 2009. Le taux de croissance de la production estestim environ 1,7% par an.

Evolution de la production dlectricit dans le monde entre2000 et 2009Unit : TWh

2000 2001 2002 2003 2004

15379 15626 16183 16792 17553

2005 2006 2007 2008 2009

18311 19000 19907 20200 20093

Source : observER


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LAsie premier producteur,nanmoins, une plus grandeconcentration de la productionen Amrique du nord.

Des disparits apparaissent enrgions dveloppes et nondveloppes

Lnergie Fossile en tte de la production mondialedlectricit.

LAsie de lEst et du Sud-est est la rgion qui produit le plusdlectricit avec 6.067,4 TWh en 2009, ce qui reprsente environ30,4% de la production mondiale. Elle devance lAmrique du Nordavec 4.806,1 TWh en 2009, o le Canada et les Etats-Unis

produisent eux seuls prs du quart de llectricit mondiale soit

24,1% et lEurope de louest avec 3.167,6 TWh en 2009. La Francequant elle na produit que 2,7% (542,7 TWh) de llectricitmondial, juste derrire son principal concurrent allemand avec 3%(592,8 TWh) en 2009.

Production dlectricit dans certaines rgions du monde en

2009Unit : TWh

Source : observER

Lessentiel de la production mondiale dlectricit est ainsi assurepar des nergies non renouvelables (fossiles, nuclaires, dchets nonrenouvelables) qui reprsentent 81% du total de la productiondlectricit. Cette dernire est assure hauteur de 67% par lesnergies fossiles (Charbon, gaz, ptrole). Cette source de productionest en constante volution ces dix dernires annes. En 2008, la

production dlectricit dorigine fossile slevait 13.461 TWhsoit une augmentation de 51% par rapport 1998. Pour sa part, le

nuclaire ne reprsente que 13% de la production mondiale. Cefaible pourcentage sexplique par la ncessit dun haut niveau detechnologie et dune capacit de financement initial importante. Elleest ce jour essentiellement dveloppe que dans les paysindustrialiss.


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Gothermie

Eolien

Biomasse

Dchets non renouvelables

Solaire

Hydraulique

Nuclaire

Fossile

Rpartition des sources dlectricit dans la production totaledlectricit mondiale

Unit : %

Source : observER

Gothermie; 0,30%

Eolien; 1,10% Biomasse; 1,10%

DECHETS (non

renouvelables) ;0,20%

Solaire; 0,06%

Hydraulique;

16,10%

Nuclaire; 13,50%

Fossile; 67,60%


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Comparaison de la Structure de production dlectricit de 4 Zones gographiques

Amrique du Nord Asie

Union Europenne France

Gothermie

Eolien

Biomasse

Dchets non renouvelables

Solaire

Hydraulique

Nuclaire

Fossile

En France la production dlectricit nuclaire (75%) est plus

importante que dans les autres rgions, qui elles, doivent leurlectricit en grande partie la production fossile. Mais

0,2% 4,1% 3,4% 0,6%0,5%

11,1%

27,9%

52,3%

75%

12%

11%

2% 1%

0,3% 1,6% 1,3% 0,2% 0,1%

13,8%

19,2%63,5%

0,3% 0,5% 0,4% 0,1%0,1%

12,4%8,9%

77,3%


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contrairement aux autres rgions cest en France que la productiondlectricit dorigine renouvelable est la plus grande. Notamment

pour lolien avec une contribution 2%, alors quen Asie et enAmrique du nord on natteint mme pas les 1%.

A. La production

dlectricit

La production dlectricit dorigine renouvelable

Les arognrateurs servent transformer lnergie mcanique duvent en nergie lectrique. Les filires qui reprsentent de laconcurrence pour lindustrie olienne sont donc toutes celles qui

permettent de produire de llectricit.La production dlectricit dorigine renouvelable a atteint 3.762,2TWh en 2008, ce qui reprsente 18,7% de la production totale. Cette

part reste suprieure llectricit dorigine nuclaire (13,8% en2008), mais est largement infrieur llectricit produite partir decombustibles fossiles (67,6%).Llectricit renouvelable provient de six diffrentes sources :Lhydrolectricit, la biomasse (solide, liquide et dchets mnagersrenouvelables), lolien, la gothermie, le solaire (centralesthermiques et centrales photovoltaques) et les nergies maritimes.

Rpartition de la production dlectricit doriginerenouvelable dans le monde en 2008Unit : %

Source : observER

Lhydrolectricit est la 3me place des sources dlectricit dansle monde aprs le charbon (40%) et le gaz (19%). Plus de 20 paysdans le monde produisent plus de 20% de leur lectricit grce lnergie hydraulique. Le premier pays producteurdhydrolectricit est la Chine (482,9 TWh en 2007), suivie par leBrsil et le Canada (environ 370 TWh chacun). En 2007, on

trouvait 3 pays europens dans le classement de tte des principaux pays producteurs dhydrolectricit : la Norvge (6me position,

Hydraulique

86,3%

Biomasse, 5,9%

Eolien 5,7%

Gothermie

1,7%Solaire 0,3%

Energies

marines 0,01%


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Lolien et le solaire sont les 2

nergies renouvelables quicroissent le plus dans lesconomies actuelles.

135,3TWh), la Sude (10me, 66,2 TWh) et la France (11me, 63,6TWh). Aujourdhui cette source dlectricit est la 2me la plusutilise en France aprs le nuclaire : elle produit 12% dellectricit nationale.Lnergie photovoltaque est quant elle beaucoup mieux

matrise et la puissance installe de part le monde ne cessedaugmenter, et le rythme dinstallation en lui-mme saccrot.Selon un rapport du Groupement Franais des Professionnels duSolaire Photovoltaque (SOLER) le parc solaire photovoltaquesaccrot de 35% par an depuis 1998 mais en croire lAssociationEuropenne du Photovoltaque (EPIA) la puissance installe aucours de lanne 2008 a t 2,3 fois plus importante que celleinstalle en 2007 (6.090 MW installs en 2008, contre 2.594 en2007).Llectricit biomasse dans le monde a augment de 4,3% parrapport 2008, contre une diminution de la production dlectricit

totale de 1,1%. Cette croissance est cependant infrieure celleobserve sur les dix dernires annes (+6,7% par an en moyenne).La rgion du mode qui investit le plus dans la valorisationlectrique de la biomasse est lEurope de lOuest. Cette rgionreprsente 41,7% de llectricit biomasse dans le monde devantlAmrique du Nord (26,3%), lAmrique du Sud (13,9%), lAsiede lEst et du Sud -Est (9,8%).

La gothermie est essentiellement dveloppe dans les zonesvolcaniques et les zones dactivit tectonique comme celle de laceinture de feu qui borde, louest et lest locan Pacifique.La production gothermique a atteint 65,6TWh en 2009 soit 0,3%de la production mondiale dlectricit et 1,7% de la productionrenouvelable mondiale. La production dlectricit doriginegothermique a augment de manire continue de 1999 (49,8TWh) 2008 (65TWh), hormis en 200& o elle a lgrement diminu.En 2009 la filire enregistre nouveau une lgre baisse (-0,9%).Sur la priode 1999-2009 la croissance reste largement positive(+2,7% par an en moyenne).

Lnergie olienne est dveloppe par de trs nombreux pays et

connat une croissance trs importante : + 30 % par an en moyennedepuis 10 ans (+ 31,8 % en 2009). Lnergie olienne est devenueen 2009 la seconde source de production dlectricit renouvelable(268,2TWh). Elle passe pour la premire fois devant la biomasse,mais reste encore loin de lhydraulique. En 2009 elle reprsente1,3% de la production dlectricit totale et 7% de llectricitrenouvelable.


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Les nergies renouvelables sontaujourdhui des enjeuxstratgiques pour les paysdvelopps, qui prvoient de

plus en plus dinstallations

lectriques dits verts

Taux de croissance annuel moyen entre 1998 et 2008Unit : %

Source : observER

En 2009, plus de 38.000 MW de nouvelles capacits oliennes ontt installs dans le monde, et les 100.000 MW installs ont tdpasss dbut 2008. Lolien reprsente dsormais 340 millions deMWh de production lectrique par an, soit 2 % de la consommationtotale dlectricit dans le monde et a attir un totaldinvestissements de 63 milliards de dollars. Fin 2009, 75.000 MWoliens sont installs en Europe, pour une production annuelle de142 millions de MWh, soit 4,2 % de la consommation lectriqueeuropenne.

Plusieurs pays ont annonc des plans de dveloppement massif.

Outre le Danemark (3.180 MW), lAllemagne (23.903 MW) etlEspagne (16.740 MW), le Royaume-Uni a rcemment annonc unprogramme dinvestissement dans les nergies renouvelables de 100milliards de Livres dici 2020, dont une importante partie consacre lnergie olienne (qui devra totaliser 28.000 MW en 2020). Deson ct, la Norvge a dvoil un programme dinvestissement grande chelle visant crer entre 5 000 et 8 000 MW de capacitssupplmentaires.

3%

29,40%

6,60%

29,60%

2,20%

-1,30%-5%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

Gothermie Eolien Biomasse

Solaire Hydraulique Energies maritimes


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17

Nouvelles capacits de production lectriques installes enEurope en 2009Unit : %

Source : EWEA

olien; 39%

gaz naturel; 25%

photovoltaque;

17%

dchets;

2%

solaire; 2%

nuclaire; 2% centrale

thermique flamme; 11%

biomasse; 2%


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B. Fonctionnement duneolienne Synthse

Une utilisation ancestrale de laforce du vent

destine la productiondlectricit dans les tempsmodernes.

Une multitude de modlesdoliennes dveloppe

mais un principe defonctionnement unique pour la

production dlectricit

grande chelle.

Lolienne : une machinemodulaire constitue de 11composants principaux.

qui peuvent tre fabriqus par des industriels distincts etqui font appel descomptences varies.

Mme si les oliennesoffshores subissent de plusfortes contraintes que sur terre,le principe de fonctionnementreste semblable.

Lolien offshore : une

Cest au dbut du 20me sicle que les premires oliennes productrices dlectricit ont t fabriques. Les arognrateurs permettent en effet de transformer lnergie cintique du vent ennergie mcanique, elle-mme convertie en lectricit.

Diffrents modles doliennes ont t mis au point, en fonction desconditions climatiques, de la place disponible et de lutilisationsouhaite. Les principales diffrences de ces modles concernent

lorientation de laxe de rotation du rotor (vertical ou horizontal), etla taille et la puissance des oliennes (petit olien versus grandolien).

La quasi totalit des grandes oliennes labores pour cet usage sontconues de la mme manire, partir de lassemblage de 11composants principaux :

1) Le Multiplicateur2) LArbre Principal3) Le Systme dorientation de la nacelle4) Le Systme dorientation des pales5) Le Mt6) Les Pales (quasiment toujours au nombre de 3)7) La Coque de la Nacelle8) Le Moyeu de rotor et le chssis de la nacelle9) LAlternateur10)Les Composants lectriques et Contrles et Commandes11)Les freins

(Source : Etude Capgemini Consulting- Windustry)

A ces composants pouvant tre fabriqus par des industrielsdistincts, il faut rajouter les corps de mtiers correspondant

linstallation des fondations, ainsi qu la maintenance desoliennes.

Si une distinction peut tre opre entre les oliennes terrestres etles oliennes offshores, elle ne repose pas sur des diffrences defonctionnement majeures.Certes, une olienne offshore subit de plus fortes contraintes quuneolienne terrestre (courants marins, corrosion,) mais la principalediffrence concerne les fondations des machines.Ces contraintes amnent un doublement du cot de production desoliennes offshores par rapport aux terrestres, mais il faut soulignerque leur rendement est galement plus rgulier et plus lev.


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technologie plus coteuse maisplus rentable.

La puissance moyenne dune

olienne a t multiplie par 10entre 1997 et 2007.

Les esprances de progrstechnologiques se tournentaujourdhui vers lolien

offshore qui offre desopportunits substantielles.

Quoiquil en soit, les technologies qui sappliquent aux oliennesont dj beaucoup volu au cours de la dernire dcennie,

permettant la puissance moyenne dune olienne dtre multipliepar 10 entre 1997 et 2007.La recherche-dveloppement qui sexerce dans cette filire a dj

permis daccroitre la robustesse des machines et leur efficacit, touten tenant compte de normes de scurit toujours plus svres, et enrduisant les nuisances sonores.

Aujourdhui, cest dans le domaine de lolien offshore que les progrs technologiques sont prioritairement recherchs. Laressource tant trs prometteuse, lobjectif commun des industrielsest daugmenter la capacit de puissance, et la solidit, desmachines offshores, tout en trouvant de nouvelles formes defondations (notamment flottantes), qui permettraient dloigner cesoliennes des ctes.


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B. Fonctionnement dune

olienne

Prsentation Gnrale : les grands types doliennes

Une olienne permet detransformer lnergie cintiquedu vent en nergie mcaniqueconvertie en lectricit.

Les oliennes avec un rotor axe de rotation horizontal sontdavantage utilises que cellesdont laxe de rotation estvertical.

Les oliennes axe verticalappartiennent plus souvent lacatgorie du petit olien

pour particuliers

mais prsente desopportunits pour les zones forte densit de population.

Une olienne est une machine qui permet de transformer lnergiecintique du vent en nergie mcanique, elle-mme convertie ennergie lectrique.

Une premire distinction peut tre effectue entre les oliennesavec un rotor axe de rotation vertical, et celles dont laxe derotation est horizontal.Les oliennes avec un axe de rotation vertical sont encore

aujourdhui largement moins utilises que les oliennes axehorizontal. La plupart des oliennes axe vertical ont des capacitsde puissance de lordre du kilowattheure. Aussi les entreprises quicherchent dvelopper ce type de produit visent plutt fournir dellectricit de faon trs localise, directement des particuliers,des entreprises ou des exploitations agricoles.Les oliennes axe vertical ont lavantage de prendre moins de

place, et dtre moins hautes que les arognrateurs axehorizontal. Cest pourquoi des essais sont actuellement mens danscertaines villes, dans les quartiers o la densit de population esttelle, quil serait impossible de mettre en place des oliennes axehorizontal.

Exemple dolienne axe vertical

Lampadaire olien Windela dvelopp par la socitExpansion&Dveloppement.


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Le petit olien est destin

une utilisation par desparticuliers.

alors que le grand oliendsigne les installationscapables dinjecter dellectricit dans le rseaulectrique gnral.

Les grandes oliennes sontexclusivement axe derotation horizontal.

Dans la catgorie du grandolien on trouve les oliennesterrestres et les oliennesoffshores.

Lolien offshore doit rsister des contraintes plus fortesque sur terre : courants marins,corrosion par le sel

.ce qui amne un cot de

production plus lev

compens par un rendementplus fort.

On peut distinguer deux autres catgories doliennes : lesmachines utilises pour fournir de llectricit localement, c'est--

dire en sites isols, et les oliennes connectes au rseau lectriquesgnral.

Le terme petit olien dsigne les arognrateurs qui permettentde fournir de llectricit directement aux particuliers (logementsindividuels, exploitations agricoles, tablissements dentreprises).Dans ce cas, il est possible de recourir aussi bien aux oliennes axe de rotation vertical, que celles dont laxe est horizontal. Les

puissances fournies sont alors de lordre du kilowattheure.Au contraire, le grand olien ou olien connect (au rseau

lectrique gnral) permet de fournir des puissances beaucoup plus

importantes (jusqu 6 MW en conditions optimales). Dans cetteapplication, se sont exclusivement des oliennes axe de rotationhorizontal qui sont utilises.

Exemples de grandes et de petites oliennes

Maison individuelle alimente enlectricit par une petite olienne

axe horizontal.

Parc olien terrestre (Nord pas deCalais)

Concernant le grand olien il est nouveau possible de procder une distinction entre lolien terrestre et lolien offshore.

Le principe de fonctionnement dune olienne offshore est le mmeque celui dune olienne terrestre, nanmoins les conditions en merimpliquent la construction de machines plus robustes, capables dersister aux courants marins et la corrosion provoque par le sel.De plus, le raccordement au rseau lectrique gnral ne peut sefaire que par des cbles sous-marins.Tous ces lments augmentent le cot de construction dune

olienne offshore, par rapport une olienne construite sur terre.En revanche, les oliennes marines permettent une production plusrgulire et plus importante. En effet, aujourdhui les oliennes les

plus puissantes (6 7MW) sont dveloppes pour des parcsoffshores.


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Lolien offshore apparait de plus en plus comme unesolution adquate pourcontourner les difficults delolien terrestre.

Par ailleurs, la difficult trouver des terrains propices limplantation doliennes sur terre est de plus en plus forte. Aussilolien offshore apparait comme une solution adquate pourcontourner ces difficults.

Parc olien offshore (Parc dHorns Rev au Danemark)


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olienne

Prsentation gnrale du fonctionnement dune olienne

Une tude consacr loliende grande taille.

Il existe plusieurs modlesdoliennes.

.mais les processus defabrication sont peu prssimilaires.

4 tapes sont ncessaires pourtransformer lnergie cintiquedu vent en lectricit.

1) Transformation de

lnergie cintiqueen nergiemcanique.

2) Acclration dumouvement derotation

Cette tude sintresse en premier lieu aux arognrateurs de

grande taille, qui ont donc pour vocation de fournir de llectricitpour le rseau gnral dun pays. Cest donc le fonctionnement desoliennes ayant un axe de rotation horizontal qui sera tudi ici.

Comme le souligne ltude ralise par le cabinet CapgeminiConsulting pour le compte de Windustry France, il existe plusieursmodles doliennes, et il ny a pas un concept unique demachine. Certaines oliennes ont deux pales, la plupart en ont trois ;la majorit est quipe de bote dengrenages, dautres prsententun systme dentrainement direct. Les mcanismes permettant decontrler la puissance et le pas des pales sont trs

varisCependant, quelle que soit la configuration de composantsde chaque olienne, les processus de fabrication sont peu prssimilaires ( Lolien se tourne vers les savoir-faire industriels

franais , Capgemini Consulting, Windustry France, Mars 2010).

Une olienne est une machine qui permet grce un processus de 4tapes de transformer lnergie cintique du vent en nergielectrique exploitable par lHomme.

Etape n1 : Transformation de lnergie cintique du vent ennergie mcanique par les palesLors de cette 1re tape cest le mme principe qui sapplique sur lesailes dun avion qui joue sur les pales de lolienne. La diffrencede pression entre les deux faces de la pale cr une forcearodynamique, qui fait alors tourner le rotor (pice sur laquellesont fixes les pales) de larognrateur.

Etape n2 : Acclration du mouvement de rotation par lemultiplicateurLa force du vent permet aux pales de tourner une vitesserelativement lente (5 15 tours par minute), qui nest pas suffisante

pour produire de llectricit. Il faut que les gnrateurs tournent une vitesse beaucoup plus leve de 1 000 2 000 tours par minute, pour pouvoir produire de lnergie lectrique. Cest pourquoi la plupart des arognrateurs sont quips dun multiplicateur quiaccroit la vitesse de rotation du rotor.Il ny alors eu quun seul processus de transformation nergtiquequi a permis de convertir lnergie cintique en nergie mcanique.


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3) Transformation delnergie mcaniqueen nergie lectrique.

4) Augmentation de latension lectrique

puis injection dans lerseau gnral.

Etape n3 : Transformation de lnergie mcanique en nergielectrique par le transformateurDerrire le multiplicateur se situe un alternateur qui transformelnergie mcanique en nergie lectrique. La tension slve alors environ 690 volts, ce qui est insuffisant pour une utilisation pour

des activits humaines.

Etape n4 : Augmentation de la tension lectrique grce auconvertisseur et au transformateurLe convertisseur traite llectricit gnre une puissance de 690volts, et le transformateur permet daugmenter celle-ci jusqu20 000 volts. Llectricit est dirige par un cble dans un poste detransformation avant dtre injecte sur le rseau lectrique.

A noter que llectricit issue de lnergie olienne ne peut tretransporte sur une longue distance, cest pourquoi elle est

distribue aux consommateurs situs proximit. Ainsi, un parcolien situ lextrmit gographique dun pays ne pourra jamaisfournir llectricit des foyers situs lautre extrmit.

Schma dune nacelle dune olienne tri-pales

Source : http://fee.asso.fr/tout_savoir_sur_l_energie_eolienne/aspects_techniques/comment_fonctionne_une_eolienne


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Il y a 3 lments quiinfluencent la quantitdlectricit produite par uneolienne : - la longueur des

ples- La vitesse du vent- La densit de lair

Il y a trois paramtres qui influencent la quantit dnergie produite par une olienne : la longueur de pales, la vitesse du vent et ladensit de lair. Selon le Syndicat des Energies Renouvelables et sa

branche spcialise France Energie Eolienne, la puissance

produite par une olienne augmente avec le carr de la longueur des pales et avec le cube de la vitesse du vent . Autrement dit, ledoublement de la longueur des pales permet de produire quatre fois

plus dnergie, alors que la production sera multiplie par huit si lavitesse du vent double. De la mme faon, une baisse de 10C de latemprature de lair amnera un accroissement de 3% de la

production dlectricit.

Concernant la vitesse du vent, il faut noter quen dessous de 10km/h(2,8m/s) lolienne ne sera pas en tat de fonctionner. A partir de2,8m/s jusqu 10m/s (de 10 36 km/h) la totalit de lnergie

cintique du vent est convertie en lectricit. Le rendement saccroittrs rapidement. Entre 10 et 12,5 m/s (de 36 45km/h) lolienneatteint son rgime de production optimal, qui reste constant jusqu90km/h (25m/s). Au-del de ce seuil, les freins de lolienne semettent automatiquement en route jusqu ce que la machinesarrte compltement, pour des raisons de scurit. Dailleurs, lesarognrateurs sont gnralement quips de 4 freins : un pourchaque pale et un frein mcanique pour acclrer larrt total delolien en cas de fort vent ou de maintenance.

Puissance dune olienne (dune capacit de 2MW) en fonction

de la puissance du vent.

Vitesse du vent

(m/s) hauteur dumoyeu

Fonctionnement de

lolienne

Puissance

lectrique (kW)

Entre 0 et 2,8 Arrte 0Entre 2,8 et 12,5 Augmentation forte

de la productiondlectricit

De 125 2000 kW

Entre 12,5 et 25 Production pleine puissance, les ples

sont orientes enfonction de lavitesse du vent.

Constante 2000kW

Au-del de 25 Arrt de lolienne 0Source : SER-FEE


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olienne

Les diffrents composants et comptences associes la fabricationdes oliennes terrestres

Lolienne est un produit

modulaire.

Les fondations : la base de lastabilit de lolienne.

Une olienne est un produit modulaire, car elle se compose dediffrentes parties quil est possible de fabriquer sparment etdassembler pour former un tout.

Schma dune olienne terrestre

Source : http://www.regioncentre.fr/jahia/webdav/site/energie_centre/shared/energiescentre/Energies-renouvelables/Eolien/PPT-Etude_filiere_Region-Centre_reunion_300908.pdf

Les fondations : Elles fixent lolienne au sol. Pour garantir lastabilit de lengin la fondation doit tre adapte la consistance dusol. Cest pourquoi il existe deux types de fondations : les fondations

plates ou superficielles qui consistent en une plaque en btonarm enterr sous terre, et les fondations sur pieux utilises dans lecas de sols mous.

Exemple de fondations doliennes

Fondations superficielles (matre

douvrage Enercon)Source : www.wwindea.com

Fondation sur pieux (matre

douvrage Nordex pour une fermeolienne dans lOise)

Source : www.botte-fondation.fr


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Le mt reprsente 15 20% ducot de production duneolienne

mais plus un mt est haut,plus le rendement de lolienneest lev.

Les pales : lment essentieldune olienne.

Le systme dorientation des pales est un lment partentire de la machine qui peutintresser les industriels.

La fabrication de pale supposela maitrise de matriauxcomposites comme la fibre deverre, la fibre de carbone, oulpoxy, mme si le bois esttoujours utilis.

La tour : Elle doit supporter la fois le poids de la nacelle et des pales du rotor, mais elle doit aussi absorber les normes chargesstatiques provoques par la force du vent.Daprs lAssociation Mondiale de lEnergie Eolienne le mt duneolienne reprsente de 15 20% de son cot de production, ce qui a

videment un fort impact sur la faisabilit dun projet dimplantationdune olienne. Pour autant, on sait que la force du vent augmenteavec laltitude ; donc plus un mt est haut plus le rendement delolienne sera lev. Aussi le choix de la hauteur du mt se fait aucas par cas, en fonction du site, par une comparaison du cot et durendement attendu.

Usine de production de mts aciers Enercon

Source : www.wwindea.org

Les pales : Elles reprsentent un lment central dune olienne etdoivent pouvoir supporter des charges normes. Les pales peuventtre orientes en fonction de la direction du vent, donc le systmedorientation des pales est un composant essentiel des oliennes.Aujourdhui la plupart des grandes oliennes ont trois pales car cestce qui semble le plus efficace pour capter le plus de vent possible touten rduisant les effets de torsion et les nuisances sonores. En gnral,le diamtre dune olienne mesure entre 40 et 90m.Mme si chaque constructeur a dvelopp ses propres modles de

pales, ce sont toujours les mmes matriaux qui sont utiliss : fibre deverre, fibre de carbone, poxy, et structure en bois. En effet, lacier et

laluminium sont beaucoup plus lourd ce qui acclrerait lusure despales et le bois a lavantage supplmentaire de pouvoir tre recycl.

Pale dolienne fabrique par Siemens

Source : www.lapresseaffaires.cyberpresse.ca


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La coque de la nacelle contienttous les lments mcaniqueset lectroniques de lolienne.

Elle doit pouvoir tre orienteen fonction de la direction duvent.

Le moyeu de rotor dirigelnergie mcanique issue de larotation des pales vers legnrateur.

Le moyeu peut tre fixe oumobile la faon dun

pendule

mais les moyeux fixesrduisent le risque dedfaillance.

Le systme dorientation de lanacelle peut tre considrcomme un composant partentire.

A noter que ce que lon appelle le rotor dune olienne est composdes pales et du nez de lolienne. Le rotor tourne sur lui-mme grce lnergie du vent et est gnralement coupl un gnrateur quitransforme lnergie mcanique de la rotation en courant lectrique.Le rotor est reli la nacelle par le moyeu.

La coque de la nacelle : cest en son sein que sont placs lescomposants mcaniques et lectroniques de lolienne. Elle doit

pouvoir tre oriente en fonction de la direction du vent partlcommande. Sur son toit sont placs des instruments de mesure(girouette, anmomtre) afin dadapter le fonctionnement delolienne aux conditions mtorologiques.

Nacelle dune olienne

Source : http://s1.emonsite.com

Le moyeu de rotor et le chssis de la nacelle : Le moyeu est la picequi permet de porter et daccrocher les pales entre elles pour lesraccorder larbre principal (source : tude Capgemini-Windustry).Le moyeu dirige lnergie mcanique issue de la rotation des pales durotor vers le gnrateur. La plupart du temps entre le moyeu etlalternateur un multiplicateur est insr afin daccroitre lnergiemcanique transmise par le rotor.Les pales peuvent tre relies au moyeu par deux mthodesdiffrentes : soit en position fixe avec une articulation, soit la faondun pendule. Cette dernire mthode est surtout utilise pour lesoliennes deux pales. Le moyeu fixe est en effet plus robuste carcomme il est compos de moins dlments cela rduit le risque dedfaillance.

La nacelle contient tous les lments de la turbine. Elle doit trecapable de tourner en fonction de la direction du vent, cest pourquoion peut considrer que le systme dorientation de la nacelle est uncomposant par entire.


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Larbre principal fait le lienentre le rotor et lemultiplicateur.

Le multiplicateur est une boitede vitesse qui acclre lemouvement du rotor.

Il ncessite des comptences pointues car est source denuisances sonores et subit uneusure rapide.

Moyeu dolienne E82 Enercon

Source : www.wwindea.fr

Larbre principal : Cest sur ce bras quest fix dune part le rotoret de lautre ct le multiplicateur. Lorsque le rotor tourne grce la

force du vent, larbre principal tourne galement et transmet lnergiemcanique aux autres lments du mcanisme.

Arbre principal dolienne

Source : http://s1.emonsite.com

Le multiplicateur : Autrement appel bote de vitesse, il permetdacclrer le mouvement du rotor qui normalement un mouvementlent. De cette faon la vitesse de rotation du rotor passe denviron 15tours par minute 1500 tours/min. Linconvnient de cette pice estquelle doit tre livre aprs rodage (environ 1000h) et qutantfortement soumise lusure elle ncessite un entretien rgulier. De

plus, le multiplicateur est source de nuisance sonore. Cest pourquoi

des solutions sont dveloppes afin de supprimer cette pice dans lesoliennes modernes.Lorsque lolienne est quipe dun multiplicateur entre le rotor etlarbre principal on dit quelle est couplage direct, et le gnrateurest asynchrone. Au contraire, dans une olienne couplage indirect lemoyeu de lhlice est reli au gnrateur lectromcaniquesynchrone. Dans ce cas il faut inclure un convertisseur de frquence

pour transformer le courant ainsi cr en courant injectable sur lerseau de distribution.


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Le gnrateur convertilnergie mcanique en nergie

lectrique.

Les freins : lments essentielsde la scurisation delolienne.

Freins arodynamiques etmcaniques sont trs souventcoupls.

Multiplicateur dolienne

Source : Etude Capgemini Consulting-Windustry

Lalternateur (ou gnrateur) : il converti lnergie mcanique durotor en nergie lectrique. Il existe deux types de gnrateurs : les

gnrateurs synchrones et asynchrones.Les alternateurs asynchrones sont les plus courants car ils peuventtre relis directement au rseau de distribution et sont trs robustes.Les gnrateurs synchrones sont galement utiliss car ils sont trsefficaces. Ils ncessitent pourtant un convertisseur de frquence pour

pouvoir injecter le courant sur le rseau lectrique gnral.Dans tous les cas les gnrateurs sont accompagns de ventilateurs (air ou eau) pour viter les surchauffes.

Les freins : Une olienne doit pouvoir tre compltement stoppe en

cas de force de vent suprieure aux normes de scurit ou lors desoprations de maintenance ou rparation. Cest pourquoi des freins

permettent larrt total du rotor. Il existe deux types principaux desystmes de freinage : systme arodynamique ou systmemcanique. Certains organismes de certification (commeGermanischer Lloyd) prconisent linstallation de deux systmes defreins indpendants. La plupart du temps le frein mcanique sert desystme de rserve au frein arodynamique et pour stabiliser le rotoren cas de maintenance.

Frein disque pour olienne

Source : www.windpower.org


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Le commandes de contrle permettent dessayerdoptimiser le fonctionnementde lolienne.

Les commandes de contrle et composants lectriques : de nombreux paramtres doivent pouvoir tre contrls par lhomme distanceafin dassurer le fonctionnement optimal de lolienne, dans lesmeilleures conditions de scurit.De plus llectricit produite par lolienne doit tre injecte aux

bonnes frquences et tension, dans le rseau lectrique gnral.Le systme dalimentation du rseau lectrique gnral dpend dutype de gnrateur utilis.La majorit des oliennes modernes de grande puissance (plusieursmgawatts) ont des gnrateurs asynchrones qui permettent une

production en continu vitesse constante. Dans ce cas llectricitproduite est directement injecte dans le rseau.Pour les oliennes gnrateur synchrone le courant gnr fluctueconstamment en frquence et en quantit. Il faut alors utiliser desappareils de type onduleurs pour rguler le flux et linjecter dans lerseau.

Poste de contrle et de commande dans une olienne Neg Micon

Source : Etude Capgemini Consulting-Windustry

Au final, il est possible didentifier 11 lments principauxconstituant une olienne, et qui peuvent tre confis desindustriels qui ne sont pas turbiniers :

12)Le Multiplicateur13)LArbre Principal14)Le Systme dorientation de la nacelle15)Le Systme dorientation des pales16)Le Mt17)Les Pales18)La Coque de la Nacelle19)Le Moyeu de rotor et le chssis de la nacelle20)LAlternateur21)Les Composants lectriques et Contrles et Commandes22)Les freins

(Source : Etude Capgemini Consulting- Windustry)


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olienne

Evolution de la puissance et de la taille des oliennes modernes

La filire olienne a connu des progrs trs importants aucours de la dernire dcennie.

Les volutions technologiquesont touch les matires descomposants des oliennes etleur systme de commande etcontrle.

Dans les annes 1980 uneolienne fournissait dellectricit une dizaine de

personnes.

Aujourdhui une olienne de2MW fournit lectricit etchauffage 2000 personnes.

La puissance moyenne duneolienne est passe de 0,5MWen lan 2000 2,5MW en2010

La technologie des oliennes a fortement et rapidement volu,

surtout sur les 10 dernires annes. Ces avances technologiquesont aussi bien concern les matriaux utiliss pour les composantsdes oliennes, que les domaines informatiques et lectroniques quiservent contrler les arognrateurs.Ainsi les progrs dans les matriaux composites ont permisdaccroitre la dimension des ples, de rendre les mts plus solides,et de diminuer le poids de certains lments sans altrer leursolidit.La taille moyenne des oliennes (du point de vue du mat, mais ausside la longueur des pales) sest considrablement accrue entre 1999et 2010. Si la fin des annes 1990 les oliennes mesuraient en

moyenne 60m de haut, il est prvu quen 2011 elles slvent plusde 120 m.La puissance optimale des arognrateurs a aussi connu uneenvole au cours de la dernire dcennie.Le Syndicat des Energie Renouvelable (SER-FEE) estime que dansles annes 1980 une olienne permettait de fournir de llectricit une dizaine de personnes. Aujourdhui, un arognrateur dune

puissance de 2MW serait capable dalimenter en lectricit et enchauffage pas moins de 2 000 personnes.De faon gnrale, la puissance moyenne dune olienne en lan2000 tait de 0,5MW alors quaujourdhui elle atteint au moins2,5MW. Certains turbiniers proposent mme des oliennes avec unecapacit optimale de 3MW, voire de 4MW pour des oliennesoffshores.

Evolution de la taille et de la puissance des oliennes installes

Source : SER-FEE


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mais avec des diffrencessignificatives selon lesturbiniers.

La puissance des oliennes dpend bien sr des technologiesmaitrises par le fabriquant de la turbine. Cest pourquoi les

puissances moyennes varient beaucoup dun turbinier lautre.Parfois la puissance des oliennes rsulte dun choix duconstructeur qui vise un segment de march particulier. Cest le cas

du turbinier franais Vergnet qui a choisi de produire des oliennesdestines des zones cycloniques, insulaires ou difficiles daccs.Cest la raison pour laquelle la plus puissante des machines quil

propose a une capacit optimale de 1MW.

Puissance moyenne par olienne installe en fonction du

turbinierUnit : MW/olienne

Source : SER-FEE

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Nordex Enercon Vestas Repower Gamesa GE

Energy

Siemens Acciona Vergnet

Eoliennes installes en 2008 Toutes oliennes installes au 1er janvier 2009


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olienne

Focus sur les oliennes offshores : principales diffrences avec lesoliennes terrestres

Eolienne offshore et terrestre :un principe de fonctionnement

semblable.

Le cot de production duneolienne terrestre dlve environ 1500/kW

il faut compter le doublepour une olienne offshore.

Mais le rendement desoliennes offshores est plusfort et plus rgulier.

A lheure actuelle la plupartdes oliennes offshores sontimplantes moins de 300mde profondeur

Et les technologies utilisessont empruntes au secteurdextraction ptrolire etgazire.

De faon gnrale une olienne offshore fonctionne de la mmemanire quune olienne implante sur terre.

Pourtant les oliennes offshores supportent davantage de contraintesque les autres, car elles sont soumises aux courants marins et lacorrosion provoque par le sel.La construction dune olienne offshore est donc plus coteuse quecelle dune olienne terrestre. On estime que le cot de constructiondune olienne terrestre revient environ 1500/kW. Pour uneolienne offshore il faut compter le double.En revanche, le rendement de ces arognrateurs est nettement pluslev car le vent marin est plus fort et plus rgulier, que sur terre.Les turbines des oliennes offshores ont donc une puissanceoptimale dau moins 3MW, et la plupart des grands constructeurs

sont en train de dvelopper des arognrateurs dune capacit daumoins 3,5 6MW.

La principale diffrence entre les oliennes terrestres et offshores setrouve dans les fondations des oliennes.A lheure actuelle, la majorit des oliennes offshores ont desfondations en forme de trpied implantes dans le sol marin. Cesengins ne peuvent donc pas tre implants dans des zones o le solmarin est trs profond, et le sol doit tre assez solide pour supporterle poids du trpied et de lolienne.La plupart des oliennes offshores sont donc implantes une

profondeur infrieure 300m, et une relative faible distance desctes (entre 10 et 40km).Les techniques utilises pour installer ces oliennes sont empruntesaux industries ptrolire et gazire qui ont dvelopp des solutions

pour leurs plateformes dextraction offshore.

Pour palier cette difficult, les constructeurs sont en train dedvelopper des oliennes avec des fondations flottantes. Cettetechnologie est cependant loin dtre aboutie.Dautres prototypes doliennes offshores ont quant eux recours

un axe de rotation vertical.


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Comparaison du principe dinstallation des oliennes terrestres

et offshores

Source : www.manicore.fr

Prototype dolienne offshore

flottante dveloppe par la socit

norvgienne Enova

Source :www.developpementdurablejournal.com

Prototype dolienne gante offshore

dessin par le cabinet darchitecte

Grimshaw

Source : www.ecosource.info.fr


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C. Veille Rglementaire Synthse : les principales rglementations impactant lindustrieolienne

De nombreuses rglementations encadrent lexploitation delnergie olienne dans un but de production dlectricit. Cellesqui impactent le plus directement limplantation doliennes, et leurraccordement au rseau lectrique gnral, sont bien sr les loisfranaises et les directives europennes.

Les pays membres de lUE stant fixs le triple objectif de :baisser de 20% leurs missions de gaz effet de serre, damliorerde 20% leurs efficience nergtique, et dutiliser 20% dnergiesrenouvelables dans la consommation totale dnergie, chacundentre eux a d adapter son cadre rglementaire afin de pouvoiratteindre ces buts en 2020.Cest pourquoi la France, comme ses voisins europens, a modifises lois, ou pris des mesures rglementaires afin de favoriser lerecours aux nergies renouvelables dans la production et laconsommation dnergie, et donc dlectricit.Ce soutien aux nergies renouvelables se manifeste travers demesures fiscales (comme le crdit dimpt pour les installations

photovoltaques), de subventions, de tarifs de rachat de llectricit plus ou moins levs en fonction de la source dnergie, ou decontraintes rglementaires plus ou moins svres en fonction dutype dinstallation produisant de llectricit pour laquelle estdemand une autorisation.

La plupart des rglementations qui concernent les installations de production dlectricit dorigine olienne en France, provient duProgramme fixant les orientations nergtiques de la France (loin2005-781), mais aussi des lois dites Grenelle 1 et 2 .La premire Loi Grenelle vote en Aot 2009 avait t juge

par lensemble des acteurs concerns, plutt en faveur desoliennes. Au contraire, la deuxime version de la loi, dite Grenelle 2 , vote en Juillet 2010, a t plus vivement critique,et dnonce comme freinant le dveloppement des installationsoliennes.Cette loi oblige tout parc olien se composer dau moins 5arognrateurs et davoir une puissance minimale de 15MW.Dautre part, la loi inclut aussi linterdiction dinstaller une olienne moins de 500 mtres de toute zone destine lhabitation.Enfin, on peut souligner le fait que le tarif de rachat de llectricitdorigine olienne, dont le montant est fix par le gouvernementfranais, a un trs fort impact sur les potentialits de dveloppementde la filire. Pour que ce tarif soit favorable lutilisation delnergie olienne pour produire de llectricit, il doit nonseulement permettre aux exploitants des arognrateurs derentabiliser leur investissement, mais aussi tre attractif par rapport

au tarif de rachat propos pour les autres sources dnergiesrenouvelables (telles que le photovoltaque ou lhydraulique).


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Les installations oliennes doivent aussi respecter les lois delurbanisme, et celles relatives la protection du paysage, de lafaune et de la flore, de mme que les rglements sur les nuisancessonores. Des rglements sont aussi prvus pour viter le conflitentre les oliennes et dautres installations humaines telles que les

radars ou les trajets ariens (civils et militaires).

En conclusion, les installations oliennes doivent satisfaire desrglementations qui sont aussi bien mises par les protocolesinternationaux auxquels la France adhre, que par la CommissionEuropenne ou par les Collectivits Locales.

C. Veille Rglementaire Le protocole de Kyoto

Depuis le rapport Brundtlandnombre dinstitutions incluent unobjectif environnemental dansleurs plans daction.

Le Protocole dfinit pour chaquepays signataire des limites ou desrductions des missions de Gaz effet de serre.

LUE sest engage rduire de8% ses missions de gaz effetde serre par rapport au niveau de1992

Les politiques publiques despays signataires devraient tre de plus en plus en faveur desnergies renouvelables, commelnergie olienne.

Le rapport Brundtland a donn la premire dfinition historiquedu dveloppement durable. Depuis, un grand nombredinstitutions travers le monde incluent un objectifenvironnemental dans leurs stratgies et plans daction.A lchelle mondiale, la concrtisation la plus symbolique decette dmarche fut ltablissement du Protocole de Kyoto en1997.Ce Trait international a t ratifi par 184 pays (recensement deJuin 2009) et fixe lobjectif de la rduction des missions de gaz effet de serre lchelle du monde, de 5,2% par rapport au niveau

de 1992.Le protocole fixe un objectif mondial, mais il fait des diffrencesentre les pays selon leur niveau de dveloppement. Seuls 38 paysindustrialiss ont un rel objectif de rduction de leurs missions.Les pays mergents ou en dveloppement doivent seulement limiter la progression de leurs missions ou les stabiliser. Les pays membres de lUnion Europenne se sont engags rduire collectivement leurs missions de gaz effet de serre de8% par rapport au niveau de 1992. Le Protocole est entr en vigueur en 2005, cest pourquoi onobserve depuis cette date une acclration des politiques en faveurdes nergies renouvelables dans les pays signataires.En conclusion, le Protocole de Kyoto ne dfini pas de politique

proprement parl en faveur des nergies renouvelables (commelnergie olienne). Par contre, en fixant des objectifs derduction de la pollution lchelle mondiale, ce trait encourageles pays adhrents mettre en uvre nationalement des politiquesdans ce domaine. Aussi, le respect du protocole de Kyoto est unemotivation non ngligeable la mise en place de rglementationsconcernant les sources dnergies renouvelables telles que

lnergie olienne.

C. Veille Rglementaire La Confrence de Copenhague


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C. Veille Rglementaire LOrganisation Mondiale du Commerce

La Confrence de Copenhaguena pas abouti la fixationdobjectifs chiffrs derduction des GESmais a permis de confirmerla volont des Etats

participants de continuer lutter contre le rchauffementclimatique et donc dedvelopper les industries desnergies renouvelables.

Lapplication du Protocole de Kyoto doit prendre fin en 2012. LesEtats signataires ont donc dcid danticipant la fin du protocoleen organisant la Confrence de Copenhague en dcembre 2009. Ce sommet na pas abouti la fixation dobjectifs chiffrs de

rduction des missions de gaz effet de serre pour chacun desEtats, comme cela avait pu tre dans le Trait issu de Kyoto. Maisles parties prenantes se sont tout de mme mises daccord pourlimiter laugmentation de la temprature plantaire de 2 parrapport lre prindustrielle.Cet accord tend donc prouver que les Etats participantmaintiennent leur volont de mener des politiques en faveur desnergies renouvelables, dont fait bien sr partie lnergie olienne.

Pour la 1re fois dans lesngociations de lOMC, lecycle de Doha parle des biensenvironnementaux qui

permettent de lutter contre lerchauffement climatique Les oliennes sontouvertement dsignes commetelles.Donc les obstacles lacirculation des oliennes lchelle internationaledevraient tre rduits lavenir.davantage que les systmes

photovoltaques.

Dans le cadre du cycle de ngociations engag Doha en 2001, lespays membres de lOrganisation se sont mis daccord pour entamerdes discussions sur le thme de la libralisation des changes de

biens et services environnementaux. Pour linstant, les ngociations ont abouti la dfinition de cettecatgorie de biens : des marchandises ou services dont lestechnologies peuvent contribuer lutter contre le rchauffementclimatique .Les pourparlers en cours visent, dans un premier temps tablir uneliste des biens identifis comme environnementaux , puisconcerneront labaissement voire labolition des obstacles(tarifaires ou non tarifaires) lchange de ces derniers. En 2005 lOCDE a publi un Document de travail sur les changeset lenvironnement intitul : Libralisation des changes de

produits lis aux nergies renouvelables et de biens associs :charbon de bois, systmes solaires photovoltaques, arognrateurset pompes hydrauliques .

Comme le titre de ce document le laisse transparaitre, les auteurs sesont attachs montrer que la libralisation des changesdarognrateurs contribuerait une meilleure protectionenvironnementale, en plus de retombes conomiques importantes.Le rapport met aussi en avant les atouts dindustries concurrentesde lindustrie olienne (photovoltaque notamment) mais on peutquand mme y lire que daprs les tudes du cycle de vie mene parlassociation mondiale pour lnergie olienne (WWEA, 2004) lesmissions de CO2 et de polluants atmosphriques par kilowattheuregnr sont lgrement infrieures celles provenant des systmessolaires photovoltaques (sur la base dun cycle de vie complet), ettrs infrieures celles des centrales thermiques .


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Cela laisse prsager de mesures plus favorables aux arognrateursquaux systmes photovoltaques.

Sur le site mme de lOMC il est indiqu que le Groupedexperts intergouvernemental sur lvolution du climat a recens

diverses technologies d'attnuation et d'adaptation qui peuvent aider relever le dfi que reprsentent les changements climatiques. Nombre de ces technologies font intervenir des produits faisantactuellement l'objet de ngociations dans le cadre du Cycle deDoha. Il s'agit, par exemple, des turbines oliennes ethydrolectriques, des chauffes eau solaires, des rservoirs pour la

production de biogaz et des dcharges contrles pour recueillir lemthane .Le fait que les arognrateurs soient si ouvertement cits dans lescommentaires concernant les ngociations qui se mnent lOMC,

prouve que ces produits seront trs probablement concerns par la

rduction voire labolition des obstacles aux changesinternationaux. Lhorizon dune telle perspective ne peut pasactuellement tre fix du fait de la complexit du cycle de Doha.Mais il y a tout parier quun tel changement rglementaireinternational aura lieu, et que cela entrainera des consquences sansdoute favorable sur lindustrie olienne.


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C. Veille Rglementaire Application du protocole de Kyoto en Europe LUE doit se conforter auxobjectifs de rduction desmissions de GES fixs parle protocole de Kyotoet a mme dcid dallerau-del en fixant lobjectifdune part de 20% dnergierenouvelable dans laconsommation finalednergie dici 2020.

Cest par la dcision 2002/358/CE du 25 Avril 2002 que le ConseilEuropen a fait rentrer en vigueur le Protocole de Kyoto. Cest donc partir de cette date que les Etats membres de lUE ont

d engager des politiques visant rduire les missions de gaz effet de serre et augmenter la part des nergies renouvelables,dont fait partie lnergie olienne. Lune des principales directives europennes influenant lindustrieolienne, au mme titre que toutes les industries ayant trait auxnergies renouvelables, est celle qui est relative la promotion delutilisation de lnergie produite partir de sourcesrenouvelables . Aprs deux prcdentes versions en 2001 et 2003,la Commission Europenne par sa directive 2009/28/CE, fixe desobjectifs contraignants pour les pays membres de lUE.Ceux-ci doivent faire en sorte que 20% de la consommation

nergtique de la Communaut Europenne soient doriginerenouvelable lhorizon de 2020. Objectifs fixs pour chacun des Etats membres de lUE pourla part dnergies renouvelables dans leur consommation finale

dnergie lhorizon 2020.Unit : %

Part dnergie produite

partir de sources

renouvelables dans la

consommation dnergie

finale brute, en 2005.

Objectif pour la part

dnergie produite partir

de sources renouvelables

dans la consommation

dnergie finale brute, en2020 (S2020)

Belgique 2,2 % 13 %Bulgarie 9,4 % 16 %

Rpublique tchque 6,1 % 13 %Danemark 17,0 % 30 %Allemagne 5,8 % 18 %

Estonie 18,0 % 25 %Irlande 3,1 % 16 %Grce 6,9 % 18 %

Espagne 8,7 % 20 %France 10,3 % 23 %

Italie 5,2 % 17 %Chypre 2,9 % 13 %Lettonie 32,6 % 40 %Lituanie 15,0 % 23 %

Luxembourg 0,9 % 11 %Hongrie 4,3 % 13 %Malte 0,0 % 10 %

Pays-Bas 2,4 % 14 %Autriche 23,3 % 34 %Pologne 7,2 % 15 %Portugal 20,5 % 31 %

Roumanie 17,8 % 24 %Slovnie 16,0 % 25 %

Rpublique slovaque 6,7 % 14 %Finlande 28,5 % 38 %

Sude 39,8 % 49 %

La Commission Europenne aconscience que les Etats ne

peuvent pas fournir le mmeniveau deffort en matiredaugmentation de la partdnergies renouvelables dansleur consommation finaledlectricit

Cest pourquoi elle a fix

des objectifs pour chacun despays.

Royaume-Uni 1,3 % 15 %Source : http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2009:140:0016:0062:fr:PDF


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C. Veille Rglementaire Directives sur la protection de la faune et de la floreDirective sur les tudes dimpacts environnementaux

Lignes directrices sur tudes environnementales pour parcsdoliennes

Depuis 1992 la CommissionEuropenne publie desdirectives visant la

prservation de la faune, laflore et lhabitat naturel qui imposent la ralisationdtude dimpact surlenvironnement avantlimplantation doliennes.La Commission Europennereconnait de plus en pluslexistence de consquencesnfastes sur lenvironnement

provoque par les oliennes.et renforce donc lescontraintes des tudesdimpacts.La Commission Europennerecommande de plus en plus detenir compte de limpact desoliennes sur la biodiversit.

En 2001, la Commission Europenne a publi une directive relative lvaluation des incidences de certains plans et programmes surlenvironnement (2001/42/CE). Cette disposition imposelobligation deffectuer une valuation environnementale des

plans ou programmes susceptibles davoir des incidences notablessur lenvironnement .De mme la directive de 1992 (92/43/CEE) concernant laconservation des habitats naturels ainsi que de la faune et de laflore sauvages, a pour objet de contribuer assurer la biodiversit

par la conservation des habitats naturels ainsi que de la faune et dela flore sauvages sur le territoire europen des tats membres o letrait s'applique .

Ces deux directives prescrivent aux Etats membres dtablir desrglementations qui imposent un certain nombre de contraintesdimplantation des constructions humaines, et notamment laralisation dtudes dimpact sur lenvironnement avant touteconstruction importante.Evidement, les parcs oliens sont directement concerns par cettedirective et selon les pays, les normes peuvent tre plus ou moins

strictes.En octobre 2009, la Commission Europenne constatant lamultiplication des parcs oliens travers lEurope, a publi deslignes directrices concernant ladquation entre le dveloppementde lnergie olienne et la rglementation europenne surlenvironnement. Dans ce rapport, la Commission Europennereconnait que limplantation dolienne peut parfois avoir desconsquences nfastes sur la biodiversit et la protection delenvironnement. Nanmoins, ces lignes directrices suggrent quelimpact doit tre valu au cas pas cas, et disent que les impacts

potentiels doivent tre identifis tout au long des phases de

dveloppement dun parc olien. Ainsi, le rapport de la CEconseille une tude de limpact sur lenvironnement, non seulementde la construction des arognrateurs en eux-mmes, mais aussi dela construction de routes pendant les travaux, ou pour accder ausite pour les phases ultrieures de maintenance technique, de laconstruction de composants, des fondations, du rseau lectriquedploy,

Consquences prvisibles : Pour linstant, la CommissionEuropenne a seulement publi des lignes directrices sur ltude delimpact environnemental de parcs oliens, avec desrecommandations sur les informations que devraient contenir lestudes dimpacts environnementaux.


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Toutes ces considrations de laCommission Europennes

pourraient aboutir desrglementations nationalesaugmentant les contraintes

pour linstallation desoliennes.

Nanmoins, ces recommandations risquent dinfluencerdirectement les rglementations nationales des Etats membres quiconcernent les contrles effectuer avant toute construction de

parc olien.

Dans un second temps cest peut tre la Commission elle-mme quipourrait dicter une directive imposant des normes sur les tudesdimpact.

C. Veille Rglementaire Rglementation sur lolien offshoreRcemment, lUnioneuropenne a inclut lolienoffshore dans ces programmede financement.Un projet de parc olienoffshore en Mer du Nord vatre cofinanc par lEuropemais la France ne semble

pas concerne par ce soutienfinancier de lUE.

LUnion Europenne a vot un rglement CE n663/2009 en datedu 13 juillet 2009, qui tablit un programme daide la relanceconomique, et dans lequel est inclue une assistance financirecommunautaire des projets dans le domaine de lnergie.

Ce programme contient un volet consacr au financement de projetsdans le domaine de lnergie olienne en mer.Par ce plan de soutien lnergie olienne offshore la CommissionEuropenne propose principalement le versement de subventions.Dans le texte de ce rglement, une liste des projets ligibles estdores et dj fournie et lon constate que la France ne figure quedans un seul de ces projets : celui du Rseau Mer du Nord.

A noter que dans cette proposition de soutien financier audveloppement de la filire olienne offshore, la Commission

prvoyait un budget total de 565 millions deuros.


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D. Veille Technologique

lchelle mondiale

Les critres de recherche

Un code CIB cibl : F03.

Le choix de se focaliser sur les brevets ayant une influence pour la stratgie linternational des acteurs.

Diffrents chemins peuventtre emprunts pour protgerune invention lchelleinternationale

1) La procdurenationale multipliedans les diffrents

pays viss.

2) La procdureeuropenne couple une demande auJapon et aux Etats-Unis permetdobtenir un brevettriadique.

3) La procdure PCT.

Utilisation de la Base de Donnes Qpat.

Nous avons centr notre tude technologique surles brevets dposs sous le code CIB F03D quicorrespond aux Mcanismes moteurs vents , autrement dit

les arognrateurs. Afin dobtenir une quantit de rsultats exploitable

statistiquement par la base de donnes Qpat, nous avons oprdes restrictions lors de notre recherche.

Lobjet de notre veille technologique est dtudier ltat dudomaine des arognrateurs lchelle mondiale. Aussi, nous

pensons que les inventions susceptibles dinfluencer la stratgiedexpansion linternational des acteurs du secteur, doivent

faire lobjet dune demande dextension du brevet lchelleinternationale. Or il existe plusieurs mthodes pour protgerson invention linternational :

Il est possible de faire une demande nationale dans un pays,puis dans un dlai de 12 mois, de demander lobtention dun brevet de faon simultane dans diffrents pays. Ici chaqueoffice des brevets des pays dsigns procdera une recherchedocumentaire et un examen dantriorit avant de dlivrer, ounon, le brevet.

Il existe aussi une procdure dite europenne. Dans ce cas ilfaut faire une demande de brevet dans un pays europen, puisdans un dlai de 12 mois, faire une demande auprs de lOfficeEuropen des Brevets, qui pourra tendre la protection du

brevet tous les pays europens dsigns. Il est possible defaire en parallle de la demande auprs de lOEB, une demandedextension dans des pays non europens comme le Japon oules Etats-Unis. Avec cette mthode, seul lOEB procde unerecherche documentaire et un examen dantriorit. Lesoffices des pays dsigns ne font que valider la dlivrance dansleur Etat.

Enfin, le dposant peut recourir la mthode dite PCT qui

fait rfrence au Trait de Coopration en matire de Brevets,sign par 125 Etats lors de la Convention de Paris. Cetteprocdure est gre par lOrganisation Mondiale de la PropritIntellectuelle (OMPI), et permet de faire une unique demande

pour aboutir la protection simultane de son invention dansplusieurs pays. La procdure se passe en 5 phases : 1) le dptde la demande PCT auprs de lOMPI. 2) la Rechercheinternationale est une recherche documentaire effectue par unseul des grands organismes de brevet du monde. 3) la

publication internationale, ne peut avoir lieu que 18 mois aprsla date de dpt la plus ancienne. 4) lexamen prliminaire

international se produit la demande du dposant par lun desgrands organismes de brevets mondiaux propos dune version


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. Or se concentrer sur les brevets PCT permetdapprhender 92% des brevets

protgs de faoninternationale, tout ensimplifiant linterprtation desrsultats

do une restriction de larecherche aux brevets PCT.

3438 brevets correspondent auxcritres.

modifie de la demande originale. 5) la phase nationale quiconsiste pour le demandeur sadresser aux offices de brevetsdes pays o il dsire protger son invention afin den obtenir ladlivrance dans chacun dentre eux.

Ainsi, il existe plusieurs procdures pour protger son

invention grce un brevet dans plusieurs pays. Les plussouvent utilises sont celles des brevets dit triadiques(procdure europenne couple une demande aux Etats-Unis,et une autre au Japon) et la procdure PCT.

Lorsque lon souhaite apprhender les brevets concernant lesarognrateurs et stendant linternational il faudraiteffectuer une recherche sur la base de donne Qpat portant lafois sur les brevets ayant connu une procdure europenne,ainsi quau Japon et aux Etats-Unis (pour capter les brevetstriadiques) et ceux qui ont suivi le PCT. Aussi, une rechercheavec les critres (EP ET JP ET US) OU WO dans le champ

pays publication et F03D dans le champ CIB, nousdonne 3 747 rsultats.

La mme recherche effectue cette fois avec seulement larestriction WO+ dans le numro de publication nous permetdobtenir une liste de 3438 brevets qui concernent des mcanismes moteurs vent et qui ont fait lobjet dune

procdure PCT. Ainsi on constate quen restreignant notre tude aux brevets

PCT nous apprhendons prs de 92% des brevets dposs lchelle internationale, tout en rendant les rsultats plusfacilement interprtables.

Cest la raison pour laquelle nous avons choisi de restreindre

notre tude aux brevets ayant fait lobjet dune procdure PCT.Cela nous permet dapprhender une large part des brevets

jugs suffisamment stratgiques par leur dposant pour quilfasse le choix de les protger lchelle internationale.

Notons par ailleurs que les rsultats obtenus sur la base dedonnes Qpat sont par dfaut regroups par famille de brevets.En consquence, il ne devrait pas y avoir de redondance dans laliste des brevets qui a rsult de notre recherche.


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lchelle mondiale

Evolution du nombre de brevets en fonction de la date de priorit

58 familles brevets en 1998

669 dix ans plus tard : unetechnologie trs rcente maisen pleine croissance

2008 : lanne la plusdynamique en termes dedpts de brevetsinternationaux sur lesarognrateurs

Les inventions concernant les arognrateurs napparaissent de

faon significative qu laube des annes 2000. Pour la priode1978 1989 peine 11 familles brevets classes F03D ont faitlobjet dun dpt linternational en moyenne chaque anne. Dansles annes 1990 la technologie commence faire lobjet de brevetsinternationaux, mais cest partir des annes 2005, 2006 quelle sedveloppe considrablement. Le nombre de familles brevetsdampleur internationale connait une recrudescence en 2008 avec669 familles de brevets PCT cette anne l.

A noter que la procdure de dlivrance dun dpt de brevet dureen moyenne 18 mois si bien qu lheure actuelle tous les brevets

qui ont fait lobjet dune demande de publication rcemmentnapparaissent pas encore dans les donnes de 2009. Aussi rien ne

permet de penser lheure actuelle que la technologie est en trainde spuiser, et ce mme si le nombre de brevets dclar pourlanne 2009 est beaucoup plus faible par rapport aux annes

prcdentes.

Nombre de brevets en fonction de leur date de prioritUnit : nombre de familles brevets

Source : Qpat

0

100

200

300

400

500

600

700

1978-1989

1

990

1991

1

992

1

993

1

994

1

995

1

996

1

997

1

998

1

999

2

000

2001

2

002

2

003

2

004

2

005

2

006

2

007

2

008

2

009

10,6 21 16 2032 32 26 37 43

58112

133195

197228

220222

355

517

669

178

Anne de priorit


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lchelle mondiale

Nombre de brevets en fonction du pays dorigine

Les brevets amricains etallemands trs souvent protgs linternational.

La France narrive quen 10me position pour le nombre defamilles brevets F03D ayantfait lobjet dune procdurePCT.

Presque 7 fois plus de brevetsamricains que franais sonttendus linternational.

Les entreprises franaises protgent autant leursinventions sur la scneinternationale que la Chine.

La majorit des familles de brevets classes F03D ayant fait lobjet

dun dpt linternational avaient pour pays de priorit les Etats-Unis. Le deuxime pays le plus souvent choisi comme zone depriorit, avant dentamer la procdure dextension linternational,est lAllemagne avec 615 familles brevets concernes.La France quant elle narrive quen 10me position de ceclassement, derrire la Chine et dautres pays europens comme leDanemark, lEspagne et le Royaume-Uni. On peut donc supposerque les inventions franaises dans ce domaine sont moins souventde premier plan et ne justifient donc que rarement une extension linternational. De faon plus gnrale, cette moindre part dedpts dont la priorit est franaise tmoigne de la confiance des

dposants trangers de pouvoir y implanter sans difficult, et avecun faible risque de concurrence, leurs produits. On peut donctrouver dans ce constat un signal du retard de la France dans ledomaine des arognrateurs.

Classement des pays de priorit avec au moins 10 brevetsclasss F03D avec une procdure PCTUnit : nombre de familles brevets

Source : Qpat

295638

615316

189187133

12097959493

64555450

363026262221

1312

121010

0 100 200 300 400 500 600 700

MONDEEtats-UnisAllemagneDanemark

Royaume UnisJaponEspagne

EUROPEChineCore

FRANCESude

NorvgePays-BasAust

industrie éolienne dans le monde extraits

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