Quel est le (vrai) bilan carbone d'une éolienne ?

Le petit résumé !

• Quelles sont les étapes comprises dans le bilan carbone d'une éolienne ?
  La méthode Bilan Carbone de l'ADEME prend en compte la phase de fabrication, d'installation et d'usage et de maintenance de l'éolienne. On prend aussi en compte la gestion de fin de vie et notamment la recyclabilité dans l'analyse de l'impact carbone global.
• Quel est le bilan carbone d'une éolienne en France ?
  Pour l’éolien onshore, l'ADEME estime que le taux d’émission d'une éolienne est de 14,1 g CO2e par kWh. Pour l’éolien offshore, ce taux atteint 15,6 g de CO2e par kWh.
• Qu'est-ce qui alourdit le plus le note carbone d'une éolienne ?
  La grande majorité du bilan carbone d’une éolienne est liée aux étapes d’extraction et de fabrication des composants. Cette phase représente plus de 65% de l’empreinte carbone totale.

Avant de rentrer dans le vif du sujet, voici une petite devinette facile pour commencer 🤔 :

🤚 On différencie aussi les éoliennes à axe horizontal des éoliennes à axe vertical : les premières sont utilisées pour la production d’électricité à grande échelle tandis que les deuxièmes sont moins répandues à cause de leur rendement plus faible.

Connaissez-vous le principe de fonctionnement d’une éolienne ? En fait, le vent fait tourner les pâles de l’éolienne actionnant ainsi un multiplicateur puis un générateur qui transforment l’énergie cinétique du vent en énergie électrique. L’électricité est ensuite injectée dans le réseau électrique par des câbles souterrains.

Comment estimer le bilan carbone d’une éolienne ?

👉 Les données fournies par l’ADEME représentent environ 87% du parc effectif français. Pour éviter toute confusion, il faut savoir que les données qui sont énoncées ici sont celles du parc éolien français. A l’échelle internationale, ces données ne sont pas les mêmes dans la mesure où le mix énergétique est différent dans chaque pays. Ainsi, une éolienne aura un taux d’émissions de CO2e plus ou moins élevé selon qu’elle soit fabriquée en Chine ou en Allemagne par exemple. Il est donc possible qu’à l’échelle internationale ces données soient bien plus élevées.

On peut estimer les émissions de gaz à effet de serre (GES) d’une éolienne à travers le calcul du bilan carbone : cela comprend les émissions de GES liées à la fabrication des composants, au transport de ces composants et à leur installation, à l’exploitation et à la maintenance.

Pour mesurer le bilan carbone, on prend évidemment en compte le CO2 (en kilogramme ou en tonnes) mais aussi l’ensemble des GES comme le méthane par exemple, qui a un pouvoir de réchauffement bien supérieur au CO2. Mais par souci d’harmonisation, on exprime tous les autres GES en dioxyde de carbone équivalent (CO2e), i.e. que l’on convertit par exemple les émissions de méthane en émissions de CO2e.

1ère phase : la fabrication d’une éolienne

Cette phase comprend la fabrication du rotor qui comprend les pales, de la nacelle, du mât et de la fondation.

La grande majorité du bilan carbone d’une éolienne est liée aux étapes d’extraction et de fabrication des composants. Cette phase représente plus de 65% de l’empreinte carbone totale.

Les principales sources d’impact liées à la fabrication sont la composition des pales qui sont en fibres de verre ou de carbone et en résines plastiques. La grande part d’acier présente dans une éolienne alourdit aussi la note carbone. 

Ces matériaux émettent du CO2e principalement à cause de l’énergie qu’ils consomment pour être produits et extraits. On estime par exemple qu’une tonne d’acier produit émet jusqu’à deux tonnes CO2e.

2ème phase : l’installation d’une éolienne

Cette phase comprend le transport routier, l’assemblage, la transformation des sols, la route d’accès et le raccordement réseau.

Cette étape représente une petite partie de la note carbone.

L’impact est lié à la quantité de carburant utilisée dans les machines de construction et le transport des composants de l’éolienne.

3ème phase : l’usage et la maintenance d’une éolienne

On retrouve dans cette phase le changement de la nacelle et d’une pale de rotor ainsi que le transport (véhicules ou bateaux) des agents de maintenance.

La part de cette étape dans la note carbone représente moins de 10%. 

L’impact est lié au transport des agents de maintenance à cause du CO2e émis directement par les véhicules ou les bateaux des techniciens. 

Pour l’éolien onshore, l’ADEME estime que le taux d’émission du parc français est de 14,1 g CO2e par kWh. Pour l’éolien offshore, ce taux atteint 15,6 g de CO2e par kWh. 

Bilan carbone et environnemental global : le vrai du faux

Certains pays ont centré leur économie sur les énergies fossiles tandis que d’autres tentent de trouver des alternatives moins carbonées. La France entend faire évoluer son mix énergétique en misant sur le nucléaire et les énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien. Pour rappel, en 2020, l’éolien était la troisième source d’électricité en France. Et, la production d’électricité française est aujourd'hui essentiellement décarbonée.

Pourtant, l’éolien pose toujours beaucoup de questions. Mis à part son empreinte carbone, qu’en est-il de son impact sur la biodiversité et de la gestion de la fin de vie ? Quid de son bilan carbone comparé ?

Quid de la recyclabilité et de la biodiversité ?

Pour estimer plus largement l’impact d’une éolienne sur l’environnement, on utilise l’Analyse du Cycle de Vie (ACV).

L’ACV prend en compte l’ensemble des impacts potentiels des différentes phases par lesquelles passe un produit depuis le processus de développement jusqu’à la gestion de sa fin de vie.

Tout savoir sur la recyclabilité d’une éolienne

On s'intéresse surtout ici à la phase de fin de vie des éoliennes, puisque l'ADEME ne l'intègre pas dans sa méthode Bilan Carbone, et à la phase d’usage des éoliennes. Tout d’abord, il faut se poser la question suivante : qu’est-ce qui est recyclable dans une éolienne ?

• L’aluminium
• La fonte
• L’acier
• Le cuivre
• Le béton armé

Une éolienne est aujourd’hui recyclable à 90%, ce qui fait baisser son empreinte carbone. En effet, le recyclage a un impact positif dans la mesure où il permet d’éviter l’énergie utilisée pour produire ces matériaux vierges. Sinon, on incinère ou enfouit les 10% restants.

Il est prévu d’ici 2024 que 95% de la masse totale d’une éolienne en France soit recyclable, notamment grâce au développement de pales faites de matériaux recyclables. D’ailleurs les premières pâles 100% recyclables pour l’éolien en mer, commercialisées par le groupe Siemens Gamesa, sont aujourd’hui dans le parc éolien offshore de Kaskazi en Allemagne.

La prise en compte de la biodiversité

La loi française (arrêté du 22 juin 2020) affirme que le démantèlement d’une éolienne concerne l’entièreté de l’éolienne. De même pour les câbles dans un rayon de 10m autour de celle-ci. Cet arrêté prévoit aussi l’excavation totale des fondations, à l’exception d’éventuels pieux, et la remise en état des terrains de manière comparable aux terres en place à proximité de l’installation. Et cela dans le but de perturber le moins possible la biodiversité locale.

Comme toute activité humaine, le secteur éolien entraîne une modification de l’environnement avec des conséquences sur la biodiversité. Cependant, les réglementations qui structurent ce secteur sont établies de manière à laisser le moins d’impact possible. C’est d’ailleurs une des raisons pour lesquelles les projets de construction et les phases de travaux sont assez longs. En effet, la mise en exploitation d’un projet éolien prend entre 5 et 10 ans. On évalue les impacts potentiels sur la biodiversité des projets depuis l’analyse de pré-faisabilité jusqu’à la phase d’autorisation administrative.

La France prend d'autres mesures pour réduire les éventuels effets négatifs sur la biodiversité lors de la phase d’exploitation des éoliennes comme des systèmes de détection des animaux environnants ou d’effarouchement.

Le bilan carbone du secteur éolien comparé au nucléaire et au solaire

Pour avoir une vue d’ensemble sur le bilan carbone du secteur éolien en France, nous pouvons comparer les chiffres obtenus plus haut aux autres secteurs comme le nucléaire et le solaire - les deux autres principales sources d’énergie en France -.

Nucléaire et éolien

Beaucoup de questions demeurent autour du nucléaire en France aujourd’hui … Faut-il s’en passer à cause de ses effets négatifs sur l’environnement ? Faut-il au contraire le développer dans la mesure où c’est un secteur peu carboné ? Carbo peut vous donner quelques éléments de réponse pour alimenter vos réflexions.

L’ADEME estime que le taux d’émission d’une centrale nucléaire en France est d’environ 6 g de CO2e par kWh. Cette donnée ne tient pas en compte la phase de fin de vie de l’ouvrage, comme pour l’éolien.

Le nucléaire est donc une source d’énergie qui émet très peu de carbone. 

Cependant, le nucléaire a deux impacts négatifs principaux sur l’environnement et la santé. On parle des rejets radioactifs et les déchets qu’il faut stocker. 

Ce qui est certain : les énergies renouvelables, comme l’éolien, doivent faire partie intégrante de notre futur mix énergétique puisqu’il s’agit de celles ayant l’impact sur l’environnement et la santé le plus minimisé. Le développement des énergies renouvelables peut-il être un moyen de faire baisser la part du nucléaire de manière progressive et coordonnée ?

Solaire et éolien

Pour le secteur solaire, (encore et toujours) l’ADEME estime que l’empreinte carbone du photovoltaïque atteint 25,2 g de CO2e par kWh pour un mix électrique de fabrication français. Pour un panneau photovoltaïque fabriqué en Europe, ce taux d’émission est de 32,3 g de CO2e par kWh. Enfin, s’il est fabriqué en Chine - ce qui est le cas de la plupart des panneaux solaires installés en France - on retient la valeur de 43,9 g de CO2e par kWh.

🤚 Consultez notre article sur le bilan carbone du photovoltaïque pour plus de détails !

Le secteur solaire émet donc plus de gaz à effet de serre que l’éolien.

Prospective sur le développement de l’éolien en France

Le parc éolien français, soit l’ensemble des sites regroupant toutes les éoliennes en France, a fourni environ 7,8% de la production d’électricité en France en 2021 selon France Energie Eolienne (FEE).

Afin de répondre au défi énergétique de la France, le président de la République annonçait début 2022 la nouvelle stratégie française de l’énergie. Celle-ci repose notamment sur le développement de l’éolien en mer et terrestre.

🤚 Vous voulez tout savoir sur les énergies renouvelables ? Consultez notre article qui décrypte toutes les sources d'énergies renouvelables !

Pour l’éolien offshore, il s’agira pour la France de construire une cinquantaine de parcs éoliens en mer ayant pour objectif de produire 40 GW (GigaWatt) d’électricité.

Pour l’éolien onshore, la France poursuivra progressivement le développement des parcs éoliens terrestres. Le but : doubler la quantité d’électricité produite actuellement (18,2 GW produits par an aujourd'hui) d’ici 2050.

Pour conclure, l’électricité provenant du secteur éolien est l’une des plus décarbonées. Nous avons vu que les émissions de gaz à effet de serre dues à la production d’électricité d’une éolienne en France se situent entre 14 et 16 g de CO2e par kWh, selon qu’elle soit onshore ou offshore. Avec l‘hydraulique et le nucléaire, il s’agit de l’énergie qui émet le moins de CO2e sur l’ensemble de son cycle de vie en France.