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gies éoliennes. Rappelons cependant qu'en
raison de l'étendue et de la nature de ses
côtes, la France possède aussi le deuxième
gisement hydrolien marin (estimé à 3GW) et
que, grâce à son agriculture, ses déchets organiques, ses friches et ses forêts, la France
possède le premier potentiel énergétique
européen pour les énergies issues de la biomasse.

Figure III-4 : Ferraillage autour de la cage d'encrage d'une éolienne [Mic 16]

Parmi les contraintes engendrées par la réalisation d'éoliennes (voir paragraphe II),
examinons les trois points suivants, les deux
derniers étant résolus par les innovations
récentes en mécanique : le contexte industriel, le choix des matériaux et les nuisances
sonores.
- Contexte industriel
Notons qu'il faut environ 200 éoliennes pour
remplacer un réacteur nucléaire de 1300 MW
ce qui signifie que la transition énergétique
nécessitera des fermes éoliennes importantes. Les plus importantes se trouvent en
Chine, au parc éolien de Guazhou (cf. figure
III-5) qui comporte 200 éoliennes, et aux
USA, au parc éolien de Palm Springs au col
de San Giorno en Californie, qui comporte
environ 3300 éoliennes de différentes tailles
qui fournissent une puissance de 615 MW
(2008). Compenser l'énergie éolienne par
des fermes éoliennes pose donc deux problèmes de taille, l'un lié aux nuisances environnementales dues à la surface occupée,
l'autre à l'intermittence de la production
conditionnée par le vent, le problème de
stockage d'électricité n'étant pas entièrement résolu actuellement.

Le parc éolien français a produit 24,0 TWh
en 2017 et sa part dans la production d'électricité nationale, 4,5%, constitue 27% de
l'électricité renouvelable. La production éolienne annuelle (24 TWh) classait la France
au 4e rang en Europe en 2017, loin derrière
l'Allemagne (105 TWh), l'Espagne (49 TWh)
et le Royaume-Uni (45,5 TWh). En 2015 la
France se classait au 9ième rang mondial avec
2,4% de la production éolienne mondiale
[Eol 18-b].
Les Danois et les Allemands ont capté environ 62% du marché éolien français. Les fabricants français d'éoliennes sont soit inclus
dans des grands groupes (AREVA Wind, DDIS,
Vergnet, Alizeo, Alstom Power, Naval groupsoit sont des PME présentes surtout sur les
éoliennes de petite taille. Les emplois directs de la filière éolienne sont estimés à
16 000 équivalents temps plein en 2016.
La situation de la France est différente de
celle de ses voisins européens ; en effet, en
raison de son industrie nucléaire [Nuc 18]
avec une puissance de 63GW, de ses barrages
hydro-électriques (26 GW) et de son faible
recours aux énergies fossiles, elle produit
l'électricité la moins chère d'Europe. Elle
a donc moins besoin de recourir aux éner-

Figure III-5 : Parc éolien de Guazhou en Chine au coucher du soleil [Eol 18-a]

- Matériaux
Les éoliennes tournent lentement, de 10 à
15 tours/minute, soit des vitesses linéaires
de 50 à 100m/s (180 à 350 km/h) en extrémité de pale et fournissent une puissance de
l'ordre de 3MW pour les éoliennes terrestres
et de 4MW pour les éoliennes off-shore. Le
profil et la taille des pales permettent d'augmenter la puissance mais la réalisation est
limitée par la résistance mécanique des matériaux. La solution adoptée actuellement
est la réalisation de pales en matériaux
composites.
Les matériaux composites industriels sont
un mélange de plusieurs milieux : un milieu
fournissant les performances mécaniques
appelé « fibre ou renfort » et un liant appelé
« matrice ». Les renforts sont en général des
fibres de verre (bon rapport qualité-prix),
des fibres de carbone (excellente rigidité
mais onéreuses) ou des fibres aramides dite
« Kevlar » (bonne résistance à la rupture).
Les matrices sont en général des polymères :
des résines polyester thermoplastiques,
des résines époxy thermodurcissables, des
résines phénoliques à bonne résistance au
feu. La masse volumique de ces matériaux
composites varie entre 1400 et 2300 kg/
m3 ce qui leur confère des propriétés mécaniques spécifiques élevées par rapport aux
métaux traditionnels (rigidité, résistance
à la fatigue ou à la rupture rapportée à la
masse volumique, cf. annexe II). La nature
des matrices organiques offre de plus une
bonne résistance à la corrosion et au vieillissement [Dav 12].
Considérons par exemple les pales d'éolienne à axe horizontal. Le mât est conçu
en fonction de la taille et du poids des pales
(entre 20 et 60m, 6 tonnes environ pour des
pales composites). Un mât qui est long de
20m pour les petites éoliennes (2MW) peut
être extrapolé jusqu'à 100 m pour les plus
grandes (6MW) et doit être d'une hauteur
suffisante pour permettre de gagner un
peu de vitesse (rappelons que la puissance

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