Conseils Thermiques

l'éolien domestique, le petit éolien

présentation

Les coups de fils publicitaires et démarchages aux portes à portes sont de plus en plus fréquents et parmi les sociétés qui veulent nous vendre quelques choses par téléphone, on trouve des entreprises d'énergie renouvelable et en particulier d'éolien. Le but de cet article est donc de voir les différentes technologies actuelles, la rentabilité des systèmes et les pièges à éviter.

eole! quoi?! fait tourner!

Le vent est une conséquence de l'énergie solaire. Les masses d'air sont plus ou moins chauffées par le soleil, elles ont donc des températures différentes ce qui provoque des mouvements d'air, le vent. Les aérogénérateurs, autre nom des éoliennes, captent l'énergie du vent grâce aux pâles et la transforme en électricité.

le petit éolien

A l'heure actuelle, les plus grandes éoliennes font plus de 10MW avec des hauteurs de mât atteignant 175m (la moitié de la Tour Eiffel). Le petit éolien est lui limité à 36kW (en Europe) ou une surface de pâles inférieure à 200m² alors que l'éolien domestique est souvent limité à 5kW. Les mâts ne dépassent généralement pas les 30m. Niveau réglementation, seules les éoliennes de plus de 12m nécessitent un permis de construire. En dessous de cette hauteur, il n'y a pas de formalité administrative, sauf dans le cas des zones protégées où le dépôt d'une déclaration de travaux est obligatoire. A noter que si le mât dépasse 50m il faut réaliser une étude d'impact (notamment pour la protection des oiseaux).

du vent? oui, mais où?

Une étude du vent, pour quoi faire?

Lors d’une étude pour l’installation d’une éolienne, il est primordiale de connaître le gisement de vent disponible pour déterminer le potentiel d’énergie productible par l’installation. En effet, le vent n’est pas uniformément répartie (loin de là) et des différences peuvent être importantes même à quelques centaines de mètres d’éloignement (altitudes, obstacles naturels, etc...). Une étude individuelle doit donc être réalisée pour connaître la vitesse moyenne du vent à un endroit précis.

Le mât de mesure

La pose d’un mât de mesure est la solution utilisée pour le grand éolien. Le capteurs installés sur le mât vont relever les vitesses de vent à différentes altitudes, généralement pendant 1 an. Les valeurs obtenues vont ensuite être corrélées (coefficientées) grâce aux données sur dix ans des stations météo les plus proches. Cette étude est assez précise (5 à 10% erreur tout de même) mais est assez coûteuse (installation du mât, exploitation des mesures, etc...).

Le modèle de calcul

Grâce à des modèles (mathématiques) de calculs, il est possible de déterminer mathématiquement la vitesse du vent à un endroit donné. En effet, chaque élément (obstacle naturel, altitude, …) possède un coefficient qui, couplé avec les vitesses de vent relevées par les stations météo, permet au modèle de déterminer le potentiel à un endroit donné, pour une hauteur de mât donnée. Cette étude, moins précise (incertitude pouvant aller jusqu’à 30%), permet d’avoir des résultats rapides et est surtout beaucoup moins coûteuse.

Une méthode à bannir, les cartes de vent

carte des vitesses moyennes de vent en FranceLes cartes de vent donnent certes une idée de la vitesse moyenne du vent, mais cela à l’échelle d’une région (voir d’un département pour les plus précises). Se baser sur ces vitesses pour faire une étude d’implantation d’une éolienne serait tout sauf une bonne idée. Si un installateur utilise ces cartes comme référence, on ne peut que trop vous conseiller de passer votre chemin...

verticales ou horizontales?

Pour chercher à avoir de meilleurs rendements, de nombreuses formes d'éoliennes existent, on trouve logiquement deux grands types, les éoliennes verticales ou horizontales.

Les éoliennes horizontales

eolienne à axe horizontalCe sont incontestablement les plus courantes et celles utilisées pour les grandes puissances. Elles ont souvent trois pâles mais certains petits modèles en ont 4 voire 5. Les éoliennes verticales doivent pouvoir tourner pour capter le vent au maximum selon d'où il vient. Dans le petit éolien, c'est souvent la "dérive" arrière du système qui lui permet de tourner avec le vent (à la différence du grand éolien où cela se fait via des régulateurs). Le système étant le plus ancien et le plus utilisé, il est donc beaucoup plus sûr quant aux performances.





Les éoliennes verticales

eolienne à axe verticalIl existe plusieurs dizaines de configurations différentes pour les éoliennes à axe vertical. Elles sont le plus souvent destinées à des usages urbains puisqu'elles peuvent capter le vent instantanément, peu importe sa provenance et peut donc travailler même avec des courants d'air. Cependant, la très grande variété porte à croire qu'aucune ne se démarquent des autres et quelles sont toutes plus ou moins équivalentes. En regardant de plus près, seules quelques modèles sont effectivement commercialisés (à grande échelle) les autres étant encore à l'état d'étude ou avec des performances décevantes.

les pièges à éviter

Outre les problèmes de construction avec un entrepreneur peu sérieux ou scrupuleux, d'autres pièges sont à éviter.

Le bruit

Les éoliennes sont souvent critiquées pour leur bruit. Les grandes éoliennes font en réalité assez peu de bruit ("wooof" au passage des pâles devant le mât). Je vous conseille d'ailleurs d'aller voir un champ d'éoliennes, vous pourrez ainsi juger par vous-même. De plus, elles sont situées dans des zones très peu peuplées voir inhabitées. Le bruit est donc une fausse problématique, pour le grand éolien. Pour le petit éolien en revanche, comme il peut être installé partout, et donc près des habitations, le bruit peut poser problème. Pour ne pas avoir d'ennuis avec votre voisinage et pour votre confort personnel, il est préférable d'aller visiter une installation déjà existante pour que vous vous rendiez compte par vous-même du bruit que le modèle fait.

La puissance maximum, la limite de Betz

C'est la partie un peu plus technique de cet article, mais sans aucun doute la plus importante. Je vais donc rester le plus accessible possible et un fichier excel est disponible ici pour vous permettre de ne pas avoir à faire de calcul. Le but est de déterminer la puissance maximale théorique que peut produire une éolienne en fonction de la vitesse du vent. On va ensuite la comparer à la puissance que nous donne le constructeur. Cela permet d'éliminer d'office les constructeurs qui affichent des valeurs impossibles à atteindre, ou avec des rendements de plus de 90%.

Un petit mot sur la limite de Betz avant de rentrer dans le vif du sujet. A partir des équations de mécaniques des fluides et notamment de celle de Bernoulli, on peut déterminer la puissance maximale (théorique) qui peut être extraite de vent.

Paré à l'abordage? smiley pirate Alors commençons dès à présent. Voyons d'abord la formule du calcul de la puissance du vent et nous l'expliquerons ensuite.

Pvent = 0,5 x ρ x S x V3 Pvent : Puissance du vent (W)
ρ : Masse volumique du fluide pour les éoliennes c'est donc l'air. On prend généralement la valeur à 20°C qui est de 1,2kg/m3
S : Surface de rotation des pâles
V : Vitesse du vent (en entrée) en m/s (et non en km/h)

Comme on l'a déjà dit, cette formule provient d'équations de mécaniques des fluides et est donc difficile à démontrer. La seule chose qu'il faut retenir, c'est que la vitesse du vent (et c'est plutôt logique) est le facteur le plus important puisqu'il est au cube.

Plim Betz = 16⁄27 x Pvent

Pas grand-chose à dire sur cette formule si ce n'est que 16⁄27 est environ égal à 59%.

Si vous n'avez pas encore jeté un coup d'oeil sur le tableur excel, c'est le moment.

Première étape, récupérer les données

Ce n'est souvent pas la partie la plus facile puisque les constructeurs sont souvent frileux à donner justement les données qui nous intéressent et usent d'unités qui ne sont pas forcément appropriées. Mais comme vous avez pu le voir, la conversion des unités est disponible. Le principal est simplement d'avoir la puissance en kW et la vitesse du vent en m/s.

Respect ou non de la limite

Il suffit simplement de voir si Plim Betz est bien supérieure à Pvent. Si ce n'est pas le cas, ne serait-ce que pour une seule valeur (le plus souvent pour une petite vitesse de vent, pas la peine d'aller plus loin). Les valeurs constructeurs sont complètement fausses et veuillez donc ne pas vous engager avec ces installateurs.

Vérification du rendement

Même si les puissances constructeurs respectent la limite de Betz, vérifier également les rendements. Il est clair qu'un constructeur annonçant 90%, voir plus, a gonflé ses chiffres.

Les ondes

Les tondeuses anciennes par exemple généraient un champ magnétique important qui brouillaient les ondes, notamment TV. Au même titre que le bruit, pour votre confort et celui de vos voisins, demandez à aller voir 2 ou 3 installations pour savoir si de telles perturbations existent.

l'investissement et la rentabilité

L'investissement

L'investissement est très variable. Il dépend évidemment de la puissance installée mais aussi des études préliminaires, etc... Il faut compter environ 10.000€ pour une éolienne de 2kW.

Les crédits d'impôt

Depuis le 1er janvier 2012 (toujours en vigueur en 2013), le crédit d'impôt est de 38%.

Le tarif de rachat

Le tarif de rachat est de 8,2ct€/kWh. Cependant, il est possible de raccordé l'éolienne directement au réseau de sa maison. La production sera donc directement utilisée et évitera d'utiliser de l'électricité qu'ErDF facture 11ct€/kWh en moyenne. Cela pose seulement le problème de l'intermittence. Dans ce dernier cas, il faut en effet, toujours utiliser de l'électricité (ce qui est souvent le cas avec le frigo, le chauffe-eau, etc...) sinon l'électricité produite est perdue.

Le temps de retour sur investissement

Vous pouvez calculer le temps de retour sur investissement grâce à notre feuille de calcul (2ème onglet).

conclusion

L'absence de tarif de rachat avantageux rend l'installation d'une éolienne domestique peu rentable. De plus, certains constructeurs annoncent des performances qui ne sont pas atteignables même théoriquement et cela nuit gravement à la crédibilité de ce secteur.

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commentaires et questions

clementj le 05.09.13

Page intéressante sur les petites éoliennes, merci. Pour plus d'infos un site informatif entièrement consacré aux petites éoliennes, sans pub :
http://www.alizes.jimdo.com

Benjamin (Admin) le 27.08.13

Bonjour THPH67,
Je vous conseille de contacter votre espace info-energie qui pourra certainement vous en dire plus sur cette société.
Pour trouver votre eie : http://conseil-thermique.servhome.org/contenu/espace_info_energie.php

TOPH67 le 23.08.13

Bonjour à vous,
J'habite vers Nîmes et je viens d'être contacté par une société d'installation d'éolienne A+SOLAIRE basée dans le Gard.
Cette société me propose un concept éolien qui consiste à m'installer un système éolien+photovoltaïque dans le but de diminuer ma facture EDF par 2. La part gagnée me permet de financer l'installation.
La proposition me semble interessante, mais connaissez-vous cette société ?

sisoldo le 11.07.13

Réponse pour Cathypom à propos de la société SOLER à Marseille.
Une installation réalisée par cette société est visible, sur demande près de Narbonne. Visible mais aussi "audible", malheureusement.
D'où le souci qui se profile, car c'est insupportable pour l'occupante ! En fait ce n'est pas l'éolienne qui fait du bruit, mais l'installation de stockage (sur site isolé, donc onduleur, chargeur, batteries). Ca l'est d'autant plus que la cliente avait expressément demandé à ce que cette installation soit logée dans un local annexe. Le commercial avait dit "oui, oui" à toutes ces demandes préalables, mais quand les "techniciens" sont venus, ils en ont fait qu'à leur tête, prétextant des risques de "perte de charge" dus à l'éloignement (moins de 10m pourtant !)
Or là, c'est tellement bruyant, que la cliente envisage d'arrêter le système la nuit, pour dormir ! Donc aucun rendement, là où il serait utile d'en avoir, en complément des capteurs solaires ! Totalement débile, quoi ! La société a l'air d'aller mal (quelle surprise !) et lui réclame un supplément financier pour, maintenant que le mal est fait, déplacer l'installation dans le locale annexe ! Ca sent donc le traitement du problème devant les tribunaux, si rien ne peut se faire à l'amiable. Donc un joli surcoût, pour ce défaut de conseil et surtout, d'écoute de la demande du client ! A moins que ce ne soit pour abus de faiblesse...
Le marché est suffisamment jeune et malmené pour qu'on y laisse pas la place à des sociétés peu scrupuleuses, qui s'empressent de toucher leur chèque, de faire n'importe quoi et pour finir laissent les clients dans la panade !
Bien sur, si la situation se dénoue positivement,j'en tiendrai aussi longuement informé las lecteurs de cette liste !
Solairement vôtre !
SISOLDOstudio

Benjamin (Admin) le 02.06.13

Bonjour,
Vous pouvez installer ou faire installer un module de comptage d'énergie.
Exemple :
http://www.leroymerlin.fr/v3/p/produits/compteur-de-consommation-mci-32a-1-module-e70673

renatobello le 01.06.13

j'ai fait installer une éolienne de 600 watts, mais depuis je n'ai pas observé d'économie comme annoncé par le vendeur. comment pis-je contrôler le bon fonctionnement de mon installation?
PS: elle est branchée directement sur le tableau du logement. Merci

petitjean le 28.05.13

Je me suis intéressé depuis plus de cinquante ans à l'éolien.
Aux sites peu, à l'influence des sites, oui .
Partant du principe qu'une machine bien conçue pour bien exploiter le vent, sera la plus apte partout à fournir le meilleur service possible.
Quand j'écrit possible, c'est que je sais comme tous que le vent n'a pas le même potentiel partout.
J'ai donc travaillé en intégrant tous les paramètres connus dans une réalisation fiable.
Et, çà fonctionne depuis trente ans.

s.t.i.2.d le 30.04.13

bonjour . c est juste pour vous dire que ce site il esr vraiment excelent .
il repond a 80% de mes questions.
mais j ai quelle que question a vous posé sans vouloir vous deranger : existe t il des mini eoliene a - de 50w et pour recharger une petit baterie 2 ou 3 fois par jour c et une batterie de 7 am/h a 12volts avec une mini eolienne a 90w .
merci d avance .

Benjamin (Admin) le 16.04.13

Bonjour,
Tout dépend ce que vous appelez bilan énergétique?
Chauffage inclus?
Je ne vois pas réellement le rapport entre les besoins et la puissance de votre éolienne, à moins que vous ne vouliez être en autonomie complète?

marcartur le 12.04.13

Article simple de lecture et compréhensif.Je voudrais savoir comment calculer les besoins énergétique d'un foyer pour déterminer la puissance à choisir.Merci

Benjamin (Admin) le 12.04.13

Effectivement, l'effet stroboscopique est une donnée à prendre en compte qui détermine le futur placement de l'éolienne voire des systèmes la stoppant en cas de gène. A noter que l'effet stroboscopique intervient lorsque les pâles sont "devant" le soleil et créées donc des ombres intermittentes pouvant être gênantes suivant la portée des ombres.

aspic le 11.04.13

Bonjour, il n'y pas que le bruit à prendre en compte ! Il y a aussi l'effet stroboscopique des pales qui peut générer des troubles anormaux de voisinage. Il y a de nombreux conflits à cause de cela et la Cour d'Appel de Douai a même obligé un particulier à démonter son éolienne pour ces troubles. Alors avant de vous lancer tenez aussi compte de ce critère.

Benjamin (Admin) le 04.04.13

Bonjour,
Pour question du bruit, il n'y a qu'une seule façon de se faire sa propre idée : aller au pied (un jour de vent...). Le modèle dont il est question est très répandu et je pense que vous pouvez légitimement demander à "visiter" le produit posé afin de vous rendre compte par vous même.

dago joel le 04.04.13

pouvez vous me dire si une eolienne type skystream lans 3.7 a 2.4kw est bien pour un montant de 16000euros avec windeo green futur.On m a dit que ce type d eolienne faisait du bruit le conseiller me dit que non qui croire MERCI DE ME DONNER VOS AVIS

Benjamin (Admin) le 08.12.12

Bonjour,
Merci de votre remarque. Les modifications ont été faites à savoir :
+ de 12m : Permis de construire
- de 12m : Déclaration de travaux uniquement dans les zones protégées.

fanchbr le 07.12.12

Bonjour.
Sauf erreur de ma part, en dessous de 12m il faut une demande de travaux, au dessus un permis de construire.

Benjamin (Admin) le 22.08.12

Bonjour,
Par définition, on est en droit de se poser des questions sur une entreprise qui ne transmet pas la documentation.
Vous pourrez cependant trouver normalement la documentation sur le site du constructeur de l'éolienne en question, si ce n'est pas le cas, pas la peine d'aller plus loin.
Une étude de vent a t-elle été effectuée? Car si ce n'est pas le cas, il est tout à fait impossible de savoir combien l'éolienne produira (et donc rapportera), surtout sur une éolienne de toit où les perturbations dues à l'environnement (pente du toit, cheminée, arbres, ...) peuvent faire varier énormément les vitesses de vent.
Vous ont-ils annoncé combien l'éolienne produira et ce que cela vous rapportera?
Pour finir, il y a plusieurs produits qui se nomme 'energybox', quel est la fonction du produit dont vous parlez? (même si cela n'a pas de rapport avec les éoliennes je suppose).

cathypom le 22.08.12

Puis-je faire confiance à la société Soler à Marseille (appartenant au groupe CD) pour la pose d'une éolienne domestique, sur toiture ? L'offre est intéressante mais certains points me chagrinent, notamment l'absence d'une documentation sur l'éolienne que je suis sensée acheter même si certaines caractéristiques techniques m'ont été précisées oralement( démarchage à domicile après un tirage au sort, énergy box offerte.

Admin le 20.03.12

Bonjour,
Le paragraphe sur l'étude des vents est effectivement passé à la trappe mais devrait revoir le jour sous peu.
Edit : le paragraphe sur l'étude des vents est arrivé.

slaunay le 20.03.12

Bonjour,
Article très pertinent et intéressant, notamment de part le traitement de la limite de Betz.
En revanche je suis étonné de constater qu'il n'est fait place nul part à l'étude de vent. En effet c'est une étape essentielle lors de l'élaboration d'un projet éolien qui permet justement de valider son projet et de constater les performances annoncées comme étant atteignables ou non.
Plusieurs options sont d'ailleurs envisageables pour cela soit la pose d'un mât de mesure soit l'étude de vent par redescente d'échelle à partir des modèles météorologiques numériques. (ref : ici par exemple)
Ainsi je me permet de vous suggérer d'ajouter des informations et de sensibiliser votre lectorat à son importance. Auquel cas je me ferai un plaisir de diffuser le lien vers cette article.
Enfin je tiens à préciser pour transparence que je travaille au sein du bureau d'étude nommé précédemment.
Cordialement,
Sébastien
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