IMPACT 2005/2006 Rapport d’activité - urbanwind.net · l'éolienne pourrait produire au niveau de ce site. Les collines, les crêtes montagneuses et les vallées peuvent bloquer

IMPACT 2005/2006– Rapport d’activité

IMPACT 2005/2006 Rapport d’activité

Etude de faisabilité d’une implantation d’éolienne en milieu urbain à Roubaix et Templemars dans le cadre du projet européen WINEUR

Alexis DEBLED Julie DEBLOCK

Partenaire AXENNE

12 rue Paul Cézanne 69 330 MEYZIEU

Tuteur

Monsieur Lafhaj

DEBLED Alexis – DEBLOCK Julie Page 1 sur 61


Introduction Le projet WINEUR, qui a débuté en janvier 2005, fait partie du programme « Energie Intelligente » piloté par la commission européenne DG TREN (Direction Générale Transport et Energie). Le but de ce projet est d’aider les pays membres de l’UE à atteindre les objectifs qu’ils se sont fixés en matière d’énergies renouvelables, c’est-à-dire que celles-ci constituent d’ici à 2010 12% de l’énergie consommée, en développant l’éolien en milieu urbain. Pour ce faire, quatre objectifs majeurs sont poursuivis : 1. Identifier les conditions qui doivent être établies pour pouvoir intégrer une micro-

éolienne dans un milieu urbain.

2. Promouvoir cette énergie en tant que véritable alternative dans les villes européennes.

3. Sensibiliser les collectivités locales et 4. les décideurs sur le potentiel qu’offre cette source d’énergie en ville.

5. Evaluer et améliorer ses chances d’intégration sociale, esthétique, architecturale et urbanistique.

Pour y parvenir, plusieurs études ont ou vont être menées : sur l’état de l’art en matière d’énergie éolienne en milieu urbain, sur les aspects technico-économiques des machines existantes et les contraintes de raccordement au réseau d’électricité, sur les contraintes légales et administratives pour installer une éolienne en milieu urbain, sur ses chances d’intégration socio-économique-, et enfin sur l’identification de sites potentiels et la faisabilité d’une opération. C’est sur ce dernier point que nous sommes intervenus, en coordination avec Jean-Paul Mottier et Amélie Cailleretz de l’Agence de Développement et d’Urbanisme de Lille Métropole. Notre partenaire, AXENNE, est un bureau d’études spécialisé en énergie, environnement et développement durable, et est le coordinateur français du projet WINEUR. En France, l’étude est conduite sur les métropoles lyonnaise et lilloise. Sur cette dernière, deux villes se sont dites intéressées par une telle étude : Roubaix et Templemars. Nous avons donc travaillé avec celles-ci, pour lesquelles nous avons identifié un site d’implantation, et recherché l’éolienne la plus adaptée. Ce rapport rend compte de ce travail, et fait également un point sur l’énergie éolienne et les procédures d’installation, ce qui pourra être utile pour ces collectivités.



Sommaire :

I. Rappels sur les éoliennes

1. Energie disponible dans le vent

2. Machine à axe vertical, machine à axe horizontal 2.1. Machine à axe vertical 2.2. Machine à axe horizontal

3. Composition d’une éolienne 3.1. Le rotor 3.2. La nacelle 3.3. La tour

4. Générateur 4.1. Générateur synchrone 4.2. Générateur asynchrone 4.3. Générateur à vitesse variable

II. Les sites d’implantation identifiés

1. Roubaix 1.1. Présentation du site 1.2. Contraintes urbanistiques 1.3. Contraintes techniques 1.4. Intégration au site

2. Templemars 2.1. Présentation du site 2.2. Contraintes urbanistiques 2.3. Contraintes techniques 2.4. Intégration au site

III. Les éoliennes envisagées

1. Principes techniques 1.1. Critères de choix 1.2. Production annuelle

2. Description des éoliennes 2.1. Fortis Montana 2.2. Ropatec WRE 0.60 2.3. OY Windside Production WS-4B & 4C 2.4. Eoltec sirocco 6kW 2.5. Travere Industries TI/6/2.1 2.6. Gaia Wind A/S 2.7. Wind Energy Solutions (WES)

3. Comparaison des éoliennes 3.1. Récapitulatif 3.2. Choix du type d’éolienne



IV. Les procédures à suivre

1. Permis de construire

2. Raccordement au réseau électrique 2.1. Déclaration d’exploitation 2.2. Contrat de raccordement, d’accès et d’exploitation 2.3. Contrat d’obligation d’achat

Conclusion Bibliographie



I. Rappels sur les éoliennes

L’énergie cinétique du vent peut être exploitée principalement de deux manières : soit directement pour entraîner par exemple une pompe de relevage d’eau, soit pour entraîner une génératrice électrique.

On s’intéresse ici aux éoliennes qui convertissent l'énergie cinétique du vent en électricité, aussi appelées aérogénérateurs. On peut distinguer deux types de configuration :

• Stockage de l’énergie dans des accumulateurs en vue de son utilisation ultérieure • Utilisation directe de l’énergie pour sa consommation ou pour l’injection sur un réseau de

distribution.

1. Energie disponible dans le vent

La quantité d'énergie disponible dans le vent est proportionnelle au cube de la vitesse du vent. Généralement, la vitesse du vent doit être supérieure à 3 m/s pour qu'un système d'énergie éolienne puisse commencer à produire de l'électricité; celle-ci est appelée vitesse de démarrage. La vitesse d'arrêt, d'habitude de près de 20 m/s, est la vitesse à laquelle l'éolienne cesse de fonctionner afin de se protéger contre les dommages.

Le taux maximum d'énergie qu'un système d'énergie éolienne idéal peut extraire est approximativement de 59 %, ce pourcentage étant appelé la limite de Betz.

Pour déterminer la quantité d'électricité qui peut être produite par une turbine à partir du vent, on doit connaître la vitesse du vent dans le temps et la quantité d'électricité qu'une turbine peut produire à différentes vitesses du vent. La vitesse du vent est souvent exprimée sous forme de courbe de distribution de la vitesse du vent, qui décrit le nombre d'heures par an pendant lesquelles le vent souffle à différentes vitesses.

Une distribution mathématique, la « distribution de Weibull » donne une bonne approximation de la distribution du vent au niveau d'un site donné. Chaque modèle d'aérogénérateur est testé par le constructeur ou par les services d'une tierce partie pour mesurer l'énergie électrique fournie à différentes vitesses, ce qui représente la « courbe de puissance » de l'éolienne. La combinaison de la courbe de distribution du vent d'un site et la courbe de puissance d'une turbine particulière donne l'énergie électrique estimée que l'éolienne pourrait produire au niveau de ce site.

Les collines, les crêtes montagneuses et les vallées peuvent bloquer le vent ou créer une turbulence indésirable pour un système d'énergie éolienne, de sorte que l'installation d'un système d'énergie éolienne sur une colline et sur une tour peut augmenter la quantité d'énergie disponible. En raison des frottements au sol, la vitesse du vent augmente à mesure que l'on s'élève. Dans les espaces plus ouverts, la vitesse du vent augmente de 12 % à chaque fois que la hauteur double. Une petite augmentation de la vitesse du vent conduit à une grande augmentation de la puissance d'énergie disponible, car l'énergie disponible dans le vent est proportionnelle au cube de la vitesse du vent.



2. Machines à axe vertical, machines à axe horizontal

2.1. Machines à axe vertical

Le principal avantage des machines à axe vertical est qu’elles ne nécessitent pas nécessairement l’édification d’une tour. Par ailleurs, une éolienne à axe vertical fonctionne quelle que soit la direction d’où souffle le vent, permettant donc de s’affranchir d’un dispositif d’orientation de la machine. Deux principes différents sont utilisés pour ce type de machines, à savoir la traînée différentielle ou la variation cyclique d’incidence.

Traînée différentielle : Le principe de mise en mouvement de ce type de machine est identique à celui d’un anémomètre : les efforts exercés par le vent sur chacune des faces d’un corps creux sont d’intensités différentes. Il en résulte donc un couple moteur, que l’on peut utiliser pour entraîner un générateur électrique.

Effet du vent sur un corps creux

L’illustration la plus courante de ce type d’éolienne est le rotor de Savonius. Le fonctionnement est ici amélioré par rapport à l’anémomètre par la circulation de l’air rendue possible entre les deux demi cylindres, ce qui augmente le couple moteur. On peut aisément imaginer que, lors du démarrage de ce type de machine (phase d’établissement du vent), les cylindres soient orientés par rapport au vent de telle manière que le couple résultant soit nul. L’éolienne ne pourra donc pas démarrer spontanément. La superposition de plusieurs rotors identiques, mais décalés d’un certain angle l’un par rapport à l’autre, permet de remédier à ce problème, rendant ainsi la machine totalement autonome.

Rotor de Savonius



Variation cyclique d’incidence : Le fonctionnement est ici basé sur le fait qu’un profil placé dans un écoulement d’air selon différents angles est soumis à des forces d’intensités et de directions variables. La combinaison de ces forces génère alors un couple moteur (rotor de Darrieus). Le fonctionnement intrinsèque faisant appel à la rotation des pales, cela signifie que l’éolienne ne peut pas démarrer toute seule. Un système de lancement s’avère donc nécessaire (montage d’une autre éolienne de type Savonius par exemple sur l’axe vertical, utilisation de la génératrice électrique en moteur...)

Principe de l’incidence variable

2.2. Machines à axe horizontal

Ces machines présentent généralement un nombre de pales compris entre 1 et 3 et peuvent développer des puissances élevées (plusieurs mégawatts). Deux types de configuration peuvent être rencontrés : les éoliennes « amont », sur lesquelles les pales sont situées du côté de la tour exposé au vent, et les éoliennes « aval ». Chaque configuration possède avantages et inconvénients. La majeure partie des éoliennes de grande puissance adopte la configuration « amont ».

Configurations à axe horizontal



Le rotor d’une éolienne fonctionne suivant le même principe que toute autre hélice. Les modes de fonctionnement d’une hélice peuvent être représentés de la façon suivante:

Comportement d’une pale dans un flux

Un élément de pale, situé à un rayon r, est soumis à un flux local de vitesse relative . Celui-ci engendre un moment M et une force résultante . Cette force peut se décomposer en une force de traction , suivant l’axe de l’hélice, et une force dans le plan rotor , responsable d’un couple C = Fr .

Le domaine A correspond à celui d’une hélice tractrice où l’énergie est fournie au fluide par l’élément de pale (avion). Lorsque la résultante se situe dans le domaine C, c’est le fluide qui fournit de l’énergie à la pale : on se trouve alors dans le cas d’un fonctionnement aéromoteur caractéristique des éoliennes.

3. Composition d’une éolienne

3.1. Le rotor

C’est le capteur d’énergie qui transforme l’énergie du vent en énergie mécanique. Le rotor est un ensemble constitué des pales et de l’arbre primaire, la liaison entre ces éléments étant assurée par le moyeu. Le diamètre du cercle formé par les pales du rotor détermine la quantité d'énergie pouvant être extraite du vent et par conséquent la puissance générée par le système.



3.2. La nacelle

Son rôle est d’abriter l’installation de génération de l’énergie électrique ainsi que ses périphériques. Elle contient plusieurs éléments :

Eléments d’une nacelle

L’arbre secondaire, qui comporte généralement un frein mécanique qui permet d’immobiliser le rotor au cours des opérations de maintenance et d’éviter l’emballement de la machine.

Le contrôleur électronique, chargé de surveiller le fonctionnement de l’éolienne.

Le dispositif d’orientation de la nacelle, qui permet la rotation de la nacelle à l’extrémité supérieure de la tour, autour de l’axe vertical.

La génératrice ou l’alternateur : Cet élément produit de l'électricité à partir de la rotation du rotor de la turbine éolienne. Une génératrice produit du courant continu (C.C.) ou un alternateur produit du courant alternatif (CA), en fonction de l'utilisation de la turbine.

Boîte de vitesse (ou multiplicateur) : La plupart des turbines éoliennes dont la puissance dépasse 10 kW utilisent une boîte de vitesse pour adapter la vitesse du rotor à celle de la génératrice. Il sert à élever la vitesse de rotation entre l’arbre primaire et l’arbre secondaire qui entraîne la génératrice électrique. En effet, la faible vitesse de rotation de l’éolienne ne permettrait pas de générer du courant électrique dans de bonnes conditions avec les générateurs de courant classiques

3.3. La tour

Son rôle est d’une part de supporter l’ensemble rotor + nacelle pour éviter que les pales ne touchent le sol, mais aussi de placer le rotor à une hauteur suffisante, de manière à sortir autant que possible le rotor du gradient de vent qui existe à proximité du sol, améliorant ainsi la captation de l’énergie.



Trois grands types de tour peuvent se rencontrer :

Mât haubané : il est simple de construction mais s’adresse essentiellement aux machines de faible puissance. Une intervention au niveau de la nacelle nécessite en général de coucher le mât. Il présente toutefois l’avantage de pouvoir soustraire l’éolienne à des conditions météorologiques extrêmes (forte tempête, cyclone). L’emprise au sol du haubanage peut devenir un obstacle à son utilisation.

Tour en treillis : son avantage essentiel est sa simplicité de construction. Pour des machines de grande taille, son aspect inesthétique devient un handicap certain ;

Tour tubulaire : bien que de construction plus complexe, elle a la faveur des constructeurs car elle permet d’abriter certains dispositifs de régulation ou de commande et apporte une protection évidente aux personnels chargés de la maintenance qui doivent grimper jusqu’à la nacelle (installation aisée d’une échelle voire d’un ascenseur intérieur). Son aspect esthétique est de plus un atout pour l’intégration visuelle harmonieuse de l’éolienne.

4. Générateur

5.1. Générateur synchrone

Le principe de fonctionnement est basé sur la création d’une variation de flux magnétique par la rotation d’un aimant (nommé rotor) passant devant les faces de trois bobines fixes (appelées stator) alimentées par le réseau. Cette variation provoque l’apparition d’une force électromotrice d’induction dans chacune des bobines, créant ainsi un courant triphasé. Dans ce type de générateur, la rotation de l’aimant, entraîné par le rotor de l’éolienne, doit être synchrone avec l’excitation des bobines, d’où son appellation. Les générateurs synchrones à aimant permanent sont assez peu utilisés dans les éoliennes. Les constructeurs préfèrent donc employer des générateurs synchrones à électroaimants, qui sont alimentés en courant continu obtenu après redressement du courant alternatif du réseau et transmis au rotor par l’intermédiaire d’un système de collecteur tournant.



Principe du générateur synchrone

5.2. Générateur asynchrone

Pour ce type de générateur, l’aimant tournant du rotor est remplacé par une structure métallique, dans laquelle le champ tournant dans les bobines extérieures crée des courants de Foucault (phénomène d’induction), le rotor développant ainsi son propre champ magnétique. Lorsque ce générateur est connecté au réseau, il se met à tourner à une vitesse légèrement inférieure à la vitesse de rotation du champ magnétique dans le stator (fonctionnement de type « moteur »). La différence (adimensionnée) entre la vitesse de rotation du rotor et la vitesse de rotation du champ magnétique est appelée glissement, sa valeur ne dépassant pas en pratique quelques pour-cent. Pour une augmentation limitée de la vitesse de rotation de l’éolienne, le couple et donc la puissance fournie sont proportionnels au glissement. Il faut souligner l’intérêt de ce type de fonctionnement du générateur asynchrone car il permet à l’éolienne de subir de faibles variations ponctuelles de la vitesse du vent (rafales) sans solliciter exagérément la transmission (multiplicateur notamment).

5.3. Générateur à vitesse variable

L’intérêt de l’utilisation d’un générateur à vitesse de rotation variable est d’augmenter la production de puissance électrique, du fait de la possibilité pour le générateur de fonctionner correctement pour une large gamme de vitesses de vent.

Une première solution est d’équiper l’éolienne de deux générateurs, un petit pour les faibles vitesses de vent, et un plus conséquent pour des vitesses plus élevées. Cela complique néanmoins la construction de la machine, augmente la masse embarquée dans la nacelle et les bénéfices économiques éventuels doivent être précisément analysés.

Une autre solution est également disponible sous la forme de générateurs dont le câblage du stator peut être changé de manière à faire varier le nombre de pôles.



Dans le cas du générateur asynchrone, on a vu que le glissement permet une certaine variation de la vitesse de rotation de l’éolienne. Le glissement dépend en fait de la résistance interne du rotor. Si cette résistance interne augmente, le glissement autorisé augmente également. Il existe donc des générateurs dont le rotor est muni de résistances électriques qui sont connectables lorsque l’éolienne fonctionne, permettant ainsi d’ajuster les conditions de glissement aux conditions de vent, dans une certaine plage évidemment.

Principe du raccordement indirect



II. Les sites d’implantation envisagés

1. Roubaix

1.1. Présentation du site

Le site choisi par la mairie de Roubaix est le bâtiment de la Condition Publique, 14 place du Général Faidherbe. Il se trouve en zone urbaine relativement dense composée principalement de petit collectif. Le bâtiment est accolé à d’anciens locaux industriels. La Condition Publique est une ancienne manufacture destinée au conditionnement de la laine et des soies, inscrite à l’inventaire supplémentaire des monuments historiques. En 2003, elle a été réhabilitée par l’architecte Patrick Bouchain, et c’est aujourd’hui un bâtiment dédié à l’art et à la culture. Nos différents contacts à la Condition Publique sont Madame Debrock, directrice, Monsieur Blanc, directeur technique, et Monsieur Coupez, régisseur.

La Condition Publique L’objectif est d’installer une éolienne sur le toit de la Condition Publique. Celui-ci est accessible et se visite pour sa végétation particulière. L’implantation d’une micro éolienne sur ce toit peut contribuer à l’image de ce site, mais aussi être une véritable vitrine pour l’éolien en milieu urbain, vitrine qui pourrait être à la fois artistique et pédagogique. Pour profiter au maximum du vent, il est nécessaire de se placer sur la partie surélevée, qui domine les bâtiments alentours (cf. photos page suivante).



Toit surélevé lors de l’agrandissement de la

salle de spectacle

Toit terrasse végétalisé accessible au public

Toit terrasse végétalisé non accessible au

public

Vue aérienne du bâtiment

Vue du toit direction Est – Sud Est

Vue du toit direction Ouest

Vue du toit direction Sud

DEBLED Alexis – DEBLOCK Julie Pa

Ancien jardin du directeur

- Ouest

ge 14 sur 61


1.2. Contraintes urbanistiques Ce site est soumis à trois contraintes urbanistiques différentes. En effet, il est concerné par le Plan Local d’Urbanisme de la métropole lilloise, il est inscrit à l’inventaire supplémentaire des monuments historiques, et enfin il se trouve en ZPPAUP (Zone de Protection du Patrimoine Architectural, Urbain et Paysager). Le PLU de Lille Métropole :

Condition Publique en zone UB (urbaine mixte

de densité élevée à dominante d’habitat)

N

Il est indiqué dans les dispositions générales du règlement du PLU que les éoliennes sont interdites en zone U, et donc en particulier en zone UB. Ainsi, il est interdit à l’heure actuelle d’installer une éolienne, même petite, sur la Condition Publique. Pour pouvoir le faire, une révision du PLU sera nécessaire, permettant de distinguer grandes ou moyennes éoliennes classiques et micro éoliennes, mieux adaptée au milieu urbain. Notons au passage qu’il n’existe à l’heure actuelle aucune définition juridique d’une éolienne urbaine. Une révision du PLU pourra par exemple être obtenue en faisant valoir qu’il existe une incompatibilité entre celui-ci, qui empêche d’utiliser le potentiel éolien du milieu urbain, et le schéma directeur de développement et d’urbanisme de Lille Métropole, qui indique que l’énergie éolienne doit être développée et promue, sachant que le schéma directeur prévaut sur le PLU.



L’inventaire supplémentaire des monuments historiques : La Condition Publique est un ancien bâtiment de conditionnement de la laine et de la soie, qui fut construit en 1900 par l’architecte Albert Bouvy, et qui fut utilisé jusqu’en 1972. Depuis le 8 Décembre 1998, ce bâtiment est inscrit à l’inventaire supplémentaire des monuments historiques, notamment pour sa verrière. A ce titre, et d’après la loi du 31 Décembre 1913, il ne peut être modifié sans que le ministère chargé de la culture (DRAC) en soit informé quatre mois auparavant. Le DRAC ne pourra s’opposer à ces travaux qu’en engageant une procédure de classement. L’accord de l’Architecte des Bâtiments de France sera par ailleurs nécessaire puisque l’éolienne sera en co-visibilité de la Condition Publique. La ZPPAUP : Bien que Roubaix se trouve en ZPPAUP, le règlement de cette dernière ne concerne pas la Condition Publique. Il est en effet spécifié dans ce règlement que ses dispositions n’affectent pas les immeubles classés ou inscrits à l’inventaire supplémentaire des monuments historiques, qui continuent d’être régis par la loi les concernant.

1.3. Contraintes techniques Sont ici développées les principales contraintes techniques du site qui vont influer sur le choix de l’éolienne à installer : vent disponible, production nécessaire, et structure du toit sur lequel sera fixée la machine. Potentiel éolien : Dans la région de Lille, le vent dominant vient du Sud Ouest, à une vitesse moyenne de 5 m/s. Une étude plus précise des conditions de vent (vitesse, direction) sur le site peut cependant être utile pour affiner les calculs de production et choisir une éolienne bien adaptée. Il n’existe en effet à l’heure actuelle aucune modélisation opérationnelle du vent en milieu urbain, les travaux en étant encore au stade de la recherche en mécanique des fluides. Pour réaliser ces mesures, un mât supportant une girouette et un anémomètre a été installé sur le toit début février 2006. Un acquisiteur de données permet d’enregistrer la vitesse du vent et sa direction sur deux puces, qui doivent être remplacées régulièrement. Les premiers résultats de ces mesures n’ont pas encore été analysés, mais de par sa situation en milieu urbain, on sait d’ores et déjà que l’éolienne à installer devra être adaptée à de faibles vitesses de vent et notamment pouvoir démarrer avec de faibles vitesses (environ 3m/s), et supporter des vents turbulents. A ce titre, une éolienne à axe vertical semble la plus indiquée.



L’anémomètre L’acquisiteur de données

Consommation électrique du bâ Les factures d’électricité une dépense de 414 MWh pou216 kW. On constate donc quenécessaire avec une micro éolieune maison individuelle (quelquoptimisation des dépenses électl’éolienne, pour que celle-ci précouvrir des consommations élec

DEBLED Alexis – DEBLOCK

Le mât de mesure, fixé sur une cheminée d’aération

timent :

qui nous ont été fournies par la Condition Publique indiquent r l’année précédente. Par ailleurs, la puissance souscrite est de l’on ne pourra fournir qu’une très faible partie de l’électricité nne, dont la production se rapproche plus de celle nécessaire à es MWh/an). Il serait donc d’autant plus souhaitable qu’une

riques du bâtiment soit réalisée en parallèle de l’installation de sente véritablement un intérêt, et ne serve pas simplement à triques qui auraient pu être évitées.

Julie Page 17 sur 61


Structure du toit : La majeure partie du toit surélevé sur lequel l’éolienne sera installée n’est pas tout à fait horizontale. D’autre part, il faudra veiller à placer l’éolienne dans la direction du vent dominant, et limiter au maximum les effets de masque dus au bâtiment lui-même, ce qui impose de la placer au bord du toit (on peut constater à cet égard que le mât de mesure n’est pas idéalement placé puisqu’au centre de la toiture). Pour bien faire, l’éolienne devrait donc être placée en bordure de toit, face au sud-ouest, où l’on pourrait la fixer sur la structure béton (cf. photos suivantes). Le problème est que la façade sud-ouest est du côté de la rue, ce qui pourrait gêner du point de vue de la sécurité.

Emplacement « idéal » face Sud Ouest

D

Toiture terrasse visitable

Toit surélevé, face Nord Ouest

Structure en béton où pourrait être fixée l’éolienne

Aperçu de la partie plane du toit, côté Sud - Ouest

EBL

Détail de la partie plane dutoit, côté Nord - Est

ED Alexis – DEBLOCK Julie Page 18 sur 61


1.4. Intégration au site Une attention particulière devra être portée à l’intégration au site de l’éolienne, tant au niveau esthétique que sonore. En effet, il est important de ne pas « abîmer » le bâtiment ni de gêner les habitants alentours avec une machine trop imposante, peu esthétique ou encore de taille disproportionnée avec l’édifice. La Condition Publique étant un emblème de l’art, elle se doit d’accueillir une éolienne au design adapté. De même, le niveau sonore de l’éolienne et les vibrations qu’elle engendrera devront être suffisamment faibles pour ne pas se faire remarquer, ce sujet constituant une crainte majeure, bien qu’en partie infondée, du grand public. Enfin, rappelons qu’une intégration réussie d’une éolienne sur le toit de la Condition Publique serait un symbole fort et permettrait de répondre à un des objectifs du projet WINEUR : faire changer les mentalités sur l’éolien en milieu urbain. Au contraire, une intégration imparfaite pourrait avoir un effet désastreux à ce sujet. Pour répondre à ces objectifs, l’implantation d’une éolienne à axe vertical semble une fois encore la plus appropriée, puisque sa hauteur peut rester relativement faible, l’utilisation d’un mât n’étant pas obligatoire, parce que ce type de machine est complètement silencieux et ne produit pas de vibrations, et enfin parce que le fonctionnement en axe vertical permet une certaine liberté et donc originalité dans la conception des pâles.

2. Templemars

2.1. Présentation du site Le site choisi pour l’installation de l’éolienne est le complexe sportif Colette Besson. Il est situé en zone urbaine peu dense, en périphérie du centre-ville. Le choix exact du lieu d’implantation n’a pas encore été fait, deux solutions étant possibles : soit adosser une éolienne placée sur un mât autoportant au mur pignon du gymnase de ce complexe sportif, situé à 200 mètres environ des premières habitations, soit intégrer l’éolienne à une construction future, un dojo, qui viendra agrandir le gymnase. L’éolienne serait dans ce cas intégrée dès la phase conception, ce qui constituerait une étude intéressante sur le sujet, l’inconvénient étant le délai qu’un tel choix impliquerait pour l’exploitation de l’éolienne. Enfin, rappelons que l’éolienne ne pourra être installée sur le toit du gymnase existant de par sa structure, métallique. Nos contacts à la mairie de Templemars sont Messieurs Bedu et Pirone, respectivement secrétaire général et directeur des services techniques. Notons au passage que la municipalité de Templemars est sensible au développement durable et très intéressée par l’utilisation d’une énergie renouvelable comme l’éolien.



Emplacement du futur Dojo

Complexe sportif Colette Besson

Gymnase

N 250 m

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Mur pignon potentiel

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Vue aérienne du sit

Vue aérienne du gym

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Il conviendra de faire attention au périmètre de sécurité nécessaire autour de l’éolienne, qui sera peut-être un frein à son installation sur le mur pignon. Enfin, on peut constater sur les photos suivantes que ce site est très dégagé et que les turbulences dues aux constructions alentours seront très réduites.

Gymnase

Vue du gymnase direction Nord - Ouest

Vue du gymnase direction Sud - Ouest

Vue du gymnase direction Nord - Est



2.2. Contraintes urbanistiques Ce site est soumis à deux contraintes urbanistiques : Le Plan Local d’Urbanisme de Lille Métropole et la servitude aérienne de l’aéroport de Lesquin. Le PLU de Lille Métropole :

Zone AUC (Naturelle à urbaniser

constructible)

Complexe sportif en zone UB (Urbaine mixte de densité élevée

à dominante d’habitat)

Il est indiqué dans les dispositions générales du règlement du PLU que les éoliennes sont interdites en zone U, et donc en particulier en zone UB. Ainsi, il est interdit à l’heure actuelle d’installer une éolienne, même petite, sur le complexe sportif Colette Besson. Comme pour Roubaix, une révision du PLU sera nécessaire pour permettre cette installation, révision qui permettra de distinguer grandes ou moyennes éoliennes classiques et micro éoliennes, mieux adaptée au milieu urbain. Enfin, on peut constater sur cet extrait du PLU que le terrain au Nord – Est du complexe sportif est classée zone naturelle à urbaniser constructible, et pourra donc à l’avenir accueillir des constructions susceptibles de diminuer le potentiel éolien disponible à l’heure actuelle sur le site du complexe sportif.



Servitude aérienne :

Templemars

Extrait du PLU – circulation aérienne, zone de dégagement Ce document indique donc qu’un dégagement de 93m doit être assuré au dessus de Templemars. Cette servitude n’aura donc aucune influence pour l’implantation d’une micro éolienne, dont la hauteur est beaucoup plus réduite.

2.3. Contraintes techniques Sont ici développées les principales contraintes techniques du site qui vont influer sur le choix de l’éolienne à installer : vent disponible, production nécessaire, et possibilités de fixation de la machine. Potentiel éolien : Nous avons vu que dans la région de Lille, le vent dominant vient du Sud Ouest, à une vitesse moyenne de 5 m/s. Nous aurions pu comme à Roubaix mettre en place une campagne de mesure du potentiel éolien pour avoir des informations plus précises. Cependant le matériel nécessaire a un coût, et le budget du projet WINEUR ne prévoit qu’un seul site de mesure sur la métropole lilloise. De plus, la mesure doit durer un



certain temps (idéalement un an) pour donner des résultats exploitables. Sachant par ailleurs que le site de Templemars est relativement dégagé par rapport à celui de Roubaix, le parti a été pris de ne pas mettre en place de mât de mesure, mais d’utiliser la rose des vents de la station météorologique de Lesquin qui est assez proche. Il faut quand même noter que cette rose des vents n’est pas exploitable telle quelle, le vent pouvant varier de façon significative entre deux sites, même très proches. Elle permet cependant clairement de confirmer la direction supposée du vent :

Rose des vents de la station de Lesquin

Consommation électrique du gymnase (salle Colette Besson) : Les factures d’électricité qui nous ont été fournies par M. Pirone indiquent une dépense de 47 MWh pour l’année précédente. Par ailleurs, l’abonnement EDF souscrit pour la salle et l’éclairage du terrain de sports (qui fonctionne une à deux fois par an pendant 2 heurs) correspond au tarif jaune, soit une puissance nécessaire comprise entre 36 et 250 kW. On peut donc imaginer que l’on pourra fournir environ 10% de l’électricité nécessaire avec une micro éolienne, dont la production se rapproche plus de celle nécessaire à une maison individuelle (quelques MWh/an). Par ailleurs, une optimisation des dépenses électriques du bâtiment serait souhaitable, de façon à entrer dans une véritable démarche développement durable.



Possibilités de fixation de l’éolienne : Dans le cas où l’éolienne serait intégrée dès le départ lors de la conception du dojo, la question du mode de fixation se posera à ce moment là. Mais pour l’hypothèse d’une machine adossée au mur pignon du gymnase, il convient de s’interroger sur la façon dont elle sera fixée. Une possibilité pourrait être d’utiliser un mât autoporteur, qui peut être vendu avec l’éolienne ou que l’on peut se procurer indépendamment, par exemple chez le fabricant Petit Jean. L’avantage d’un mât autoporteur est sa faible emprise au sol. Par contre il nécessite des fondations conséquentes et une conception assez poussée, et donc un coût relativement important. Il existe un second type de fixation : l’haubanage. L’inconvénient de ce mode de fixation est son importante emprise au sol par les câbles d’ancrage. Son avantage est son coût, plus faible que pour un mât autoporteur, et sa facilité de mise en œuvre.

2.4. Intégration au site Comme dans tout projet d’installation d’éolienne, la question de l’intégration au site est fondamentale. De la même façon qu’à Roubaix, une intégration ratée alimenterait les détracteurs des éoliennes et constituerait une très mauvaise publicité pour cette source d’énergie. Une intégration réussie contribuerait au contraire à convaincre les indécis et à promouvoir cette solution alternative. Il conviendra donc de choisir une éolienne à la fois adaptée au vent disponible sur le site et s’intégrant bien dans celui-ci. On peut noter que l’éolienne sera visible à l’entrée de la ville et sera donc un signal fort pour celle-ci. Son design devra donc être d’autant plus soigné. Par contre, les deux emplacements actuellement retenus sont éloignés de quelques centaines de mètres des premières habitations. Le bruit engendré par le fonctionnement de l’éolienne ne sera donc pas comme à Roubaix un point aussi critique même si l’on peut s’attendre à une possible levée de boucliers de ces habitations. De même, toujours de part l’éloignement des habitations alentours, on pourra se permettre d’utiliser une éolienne de taille plus importante qu’à Roubaix, qui pourra s’élever de quelques dizaines de mètres, tout en restant dans des limites acceptables par rapport aux plus grandes constructions de la ville (le clocher par exemple). Il sera donc possible sur ce site d’installer une éolienne à axe horizontal, qui permettra d’obtenir un meilleur rendement que ce que permet une éolienne à axe vertical.



III. Les éoliennes envisagées Nous allons étudier différents types d’éoliennes pour déterminer pour chaque site quelle éolienne répond le plus fidèlement au cahier des charges. Notre étude se décompose en plusieurs parties : tout d’abord nous présentons les différents critères qui interviennent dans notre étude ; ensuite nous faisons un bref descriptif des différentes éoliennes envisagées ; enfin l’étude se termine par une comparaison des éoliennes selon les caractéristiques de chaque site.

1. Principes techniques 1.1. Critères de choix Parmi la multitude d’éoliennes sur le marché, il a fallu nous concentrer sur des critères simples pour nous permettre d’en retenir qu’une petite dizaine suffisamment représentative. Les sites retenus ont beaucoup de caractéristiques communes : - Le vent est relativement peu puissant : la Condition Publique est un site en milieu

complètement urbanisé et Templemars est en zone rurale (le vent y est plus fort), cependant toutes les éoliennes dont la puissance nominale est atteinte pour des vents supérieurs à 10m/s semblent peu intéressantes. Effectivement il est difficile de justifier l’installation d’une éolienne de ce type (même si la production est importante), si la puissance nominale n’est atteinte qu’une heure pendant une année. Par ailleurs, le prix est aussi lié à cette puissance nominale, et donc cette solution reviendrait à acheter une Ferrari et à ne pas pouvoir dépasser le 50 km/h.

- L’encombrement joue un rôle important : dans chaque cas la surface au sol disponible

pour l’installation est relativement faible. Ce critère jouera en faveur des mâts autoportants par rapport aux mâts haubanés qui nécessitent une surface importante. L’installation sur un toit nécessite aussi de prendre en compte le poids pour éviter les efforts trop importants sur la structure du bâtiment.

- Le bruit doit être évité : les habitations sont très proches des sites choisis. L’éolienne

devra donc être au maximum silencieuse pour ne pas gêner les habitants. - Le design : ces éoliennes seront visibles par un grand nombre de personnes. Il est même

possible d’envisager de les mettre en avant comme projet artistique ou pédagogique à la Condition Publique.

1.2. Production annuelle Pour nous permettre de nous donner une idée précise de la production qui peut être atteinte par les différentes machines, nous avons choisi de nous placer sous un vent de 5 m/s annuel qui correspond aux données de la station météo de Lesquin. Sachant que la production d’une éolienne n’est pas proportionnelle à la vitesse du vent, nous avons choisi de



modéliser la distribution des vitesses du vent par la distribution de Weibull à deux paramètres de forme :

kAVk eAV

AkVP )/(1)(*)( −−=

avec A : paramètre d’échelle (m/s) k : paramètre de forme (sans unité) Le paramètre de forme utilisé par tous les constructeurs est de 2. En connaissant la vitesse moyenne on détermine le paramètre d’échelle et on obtient donc en nombre d’heures sur une année :

Distribution de Weibull

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

vitesse du vent (m/s)

heur

e

Distribution de Weibull (A=5.64 ; k=2 ; vmoy=5m/s ; vmédiane=4.7m/s)

Il est possible de comparer la modélisation obtenue avec les données de la station de Lesquin pour valider ce modèle. Malheureusement ces données ne comportent que trois points significatifs :

- V < 1.5 m/s : 11.7 % - 1.5 m/s < V < 4.5m/s : 47.8 % - 4.5 m/s < V < 8 m/s : 33.8 % - V > 8 m/s : 6.7 %

Données de la station de Lesquin



Comparaison distribution rose des vents de Lesquin et modélisation de Weibull

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10

vitesse des vents (m/s)

Dis

trib

utio

n de

s ve

nts

(%) données lesquin

modélisation de Weibull

On obtient ainsi une modélisation correcte de la distribution de vitesse des vents. Elle va nous servir à calculer la production que peut atteindre une éolienne en une année et nous donner ainsi un critère de comparaison. Pour cela on va utiliser la courbe de puissance (Puissance = f(vitesse du vent)) qui peut-être récupérée auprès des constructeurs. On obtiendra ainsi la production de chaque éolienne en fonction de la vitesse du vent. En sommant chacune des valeurs obtenues, on obtient la production annuelle. On peut obtenir par ailleurs le nombre d’heures où l’éolienne est en fonctionnement : cette valeur dépend essentiellement de la vitesse de démarrage de l’éolienne. On détermine aussi le nombre d’heures équivalentes de production qui représente sur une année le nombre d’heure de fonctionnement à puissance nominale On peut enfin calculer le coefficient de puissance de la machine en fonction de la vitesse du vent. La puissance maximale récupérable est :

dtdE

P maxmax =

dtvSdV

dVvdE

**

**21 2

max

=

= ρ avec dV = le volume traversant l’éolienne pendant le temps dt.

SvP **

21 3

max ρ=

On obtient donc un coefficient de puissance cp=P/Pmax. Volume de vent

qui traverse l’éolienne pendant dt



2. Descriptif des éoliennes Nous avons choisi de nous intéresser à des constructeurs différents que nous avons tous contactés. Fortis et Ropatec nous ont été conseillés par M Clément, pour les autres soit nous les avons trouvés dans le catalogue du projet Wineur, soit ils nous ont été conseillés par le directeur du bureau d’étude Espace Eolien Développement M Bruyère. 2.1. Fortis Montana C’est une éolienne à axe horizontal développée par l’entreprise Fortis basée aux Pays-Bas : Contact : Johan Kuikman Adresse : Botanicuslaan 14, 9751 AC Haren Téléphone : +31 – 50 5340104

Puissance nominale (17m/s) 5800 Watt Diamètre du Rotor 5 m Hauteur du mât 18 m Hauteur du mât sur un toit 8-10m Poids du rotor 170 kg Aire balayée par le rotor 19.63 m² Sortie électrique 230 V Vitesse du vent pour le démarrage du rotor 2.5 m/s

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

55,5

6

0 5 10 15 20 25 30

Vitesse du vent (m/s)

Puis

sanc

e (k

W)

Puissance de sortie en fonction du vent



Production énergétique annuelle [kWh/an]

0

10 0

2 0 0

3 0 0

4 0 0

50 0

6 0 0

70 0

8 0 0

9 0 0

10 0 0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19

Vitesse du vent [m/s]

Par sommation de toutes ces tranches on obtient une énergie pour un an de 6334 kWh/an pour 7192 heures de fonctionnement.

coefficient de puissance]

0 ,0 00 ,0 50 ,100 ,15

0 ,2 00 ,2 50 ,3 00 ,3 50 ,4 00 ,4 50 ,50

0 5 10 15 2 0 2 5 3 0

vitesse du vent [m/s]



2.2. Ropatec WRE.060 C’est une éolienne à axe vertical développée par l’entreprise Ropatec basée en Italie : Contact : Hannes Riegler Adresse : Via Siemens 19 Téléphone : +39 0471 568 180

Puissance nominale (15m/s) 6000 Watt Diamètre du Rotor 3.3 m Hauteur du rotor 4.4 m Hauteur du mât ? Poids du rotor 750 kg Aire balayée par le rotor 14.52 m² Sortie électrique 220 V Vitesse du vent pour le démarrage du rotor

2m/s

Puissance [kW]

0 ,0 0

1,0 0

2 ,0 0

3 ,0 0

4 ,0 0

5,0 0

6 ,0 0

7,0 0

0 5 10 15 2 0 2 5 3 0






0

10 0

2 0 0

3 0 0

4 0 0

50 0

6 0 0

70 0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19




0 ,0 0

0 ,0 5

0 ,10

0 ,15

0 ,2 0

0 ,2 5

0 ,3 0

0 5 10 15 2 0 2 5 3 0




2.3. OY Windside Production WS-4B & 4C

C’est une éolienne à axe vertical développée par l’entreprise OY Windside Production basée en Finlande : Contact : Risto Joutsiniemi Adresse : Niemenharjuntie 85, 44800 Pihtipudas Téléphone : +358 208 350 700

Puissance nominale (18 m/s) 1000 Watt Diamètre du Rotor 1 m Hauteur du rotor 4 m Hauteur du mât sur un toit 8-10m Poids du rotor 700 kg Aire balayée par le rotor 4 m² Sortie électrique 0-200 V Vitesse du vent pour le démarrage du rotor 2 m/s

Puissance[kW]

0 ,0 0

0 ,2 0

0 ,4 0

0 ,6 0

0 ,8 0

1,0 0

1,2 0

1,4 0

0 5 10 15 2 0 2 5 3 0






0

2 0

4 0

6 0

8 0

10 0

12 0

14 0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 1 2 3 2 5




0 ,0 0

0 ,0 5

0 ,10

0 ,15

0 ,2 0

0 ,2 5

0 ,3 0

0 ,3 5

0 ,4 0

0 ,4 5

0 ,50

0 5 10 15 2 0 2 5 3 0




2.4. Eoltec Sirocco 6kW C’est une éolienne à axe horizontal développée par l’entreprise Eoltec basée en France Contact : Thoma Schulthess Adresse : 455, promenade des anglais, 06299 Nice Téléphone : +33 6 85 30 35 05

Puissance nominale (12m/s) 6000 Watt Diamètre du Rotor 5.6 m Hauteur du mât sur un toit ? Poids du rotor 202 kg Aire balayée par le rotor 24.7 m² Sortie électrique 230 V Vitesse du vent pour le démarrage du rotor 4 m/s

Puissance[kW]

0 ,0 0

1,0 0

2 ,0 0

3 ,0 0

4 ,0 0

5,0 0

6 ,0 0

7,0 0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2 0






0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

10 0 0

12 0 0

14 0 0

16 0 0

18 0 0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19




0 ,0 0

0 ,0 5

0 ,10

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0 ,2 0

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0 ,3 0

0 ,3 5

0 ,4 0

0 ,4 5

0 ,50

0 5 10 15 2 0




2.5. Travere Industries TI/6/2.1 C’est une éolienne à axe horizontal développée par l’entreprise Travere Industrie basée en France : Contact : Adrien Orieux Adresse : 27 bis imp. Pichon, 83140 Six Fours Téléphone : ++33 4 94 10 10 29

Puissance nominale (18 m/s) 2100 Watt Diamètre du Rotor 6 m Poids du rotor 60 kg Aire balayée par le rotor 28.27 m² Sortie électrique 220-380 V Vitesse du vent pour le démarrage du rotor 2.5 m/s

Puissance[kW]

- 0 ,50

0 ,0 0

0 ,50

1,0 0

1,50

2 ,0 0

2 ,50

0 5 10 15 2 0 2 5






0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

10 0 0

12 0 0

14 0 0

16 0 0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19




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0 ,4 5

0 ,50

0 5 10 15 2 0




2.6. Gaia-Wind A/S C’est une éolienne à axe horizontal développée par l’entreprise Gaia-Wind basée au Danemark : Adresse : Håndværkervej 1 DK-8840 Rødkærsbro Téléphone : +45 87 76 22 00

Puissance nominale (10 m/s) 11000 Watt Diamètre du Rotor 13 m Hauteur du mât 15-18 m Poids du rotor 208-248 kg Aire balayée par le rotor 132 m² Sortie électrique 380-400 V Vitesse du vent pour le démarrage du rotor 3 m/s

Puissance[kW]

0 ,0 0

2 ,0 0

4 ,0 0

6 ,0 0

8 ,0 0

10 ,0 0

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14 ,0 0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2 0






0

10 0 0

2 0 0 0

3 0 0 0

4 0 0 0

50 0 0

6 0 0 0

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1 3 5 7 9 11 13 15 17 19




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0 ,3 0

0 ,3 5

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0 ,4 5

0 ,50

0 5 10 15


2 0



2.7. Wind Energy Solutions (WES) C’est une éolienne à axe horizontal développée par l’entreprise WES basée aux Pays-Bas : Contact : Marcel Kloesmeijer Adresse : De Weel, 1736 KB Zijdewind Téléphone : +31 226 425150

Puissance nominale (8.5 m/s) 2500 Watt Diamètre du Rotor 5 m Hauteur du mât 6-12 m Poids du rotor 200 kg Aire balayée par le rotor 19.6 m² Sortie électrique 400 V Vitesse du vent pour le démarrage du rotor 3 m/s

Puissance[kW]

0 ,0 0

0 ,50

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0 ,0 0

0 ,0 5

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0 ,4 0

0 ,4 5

0 ,50

0 5 10 15


2 0



3. Comparaison des éoliennes

3.1. Récapitulatif Essayons de résumer rapidement ces caractéristiques sous un tableau :

Eolienne Type Pnom (kW) Vnom (m/s)

Production (kWh/an)

Avantages

Montana 5.8 17 6334

Eoltec 6 12 9432

Travere 2.1 18 7277 Poids faible

Gaia 11 10 31192 Puissance et production très

importante WES

Axe

Hor

izon

tal

2.5 8.5 6942 Vitesse nominale faible et design

important Ropatec 6 15 4119 Puissance importante

pour une éolienne à axe vertical

OY windside A

xe V

ertic

al

1 18 934 Design très poussé

Trois éoliennes ont attiré notre attention tout particulièrement : la Wind Energy Solution qui est une éolienne spécialement conçue pour le milieu urbain et qui atteint sa puissance nominale pour une vitesse de vent faible (8.5 m/s) ; la Gaia qui est une éolienne puissante (11kW) et qui permet d’atteindre des productions électriques annuelles très intéressantes ; et enfin la OY Windside qui, malgré une puissance faible et une production encore plus faible, a un design très surprenant qui permet de complètement oublier qu’il s’agit d’une éolienne.



3.2. Choix du type d’éolienne Roubaix : Le site de la Condition Publique est en milieu urbain dense entouré de quelques gros bâtiments et de beaucoup d’habitations. Le vent y est donc très perturbé et soumis à beaucoup de turbulences. Une éolienne à axe vertical semble beaucoup plus adaptée pour répondre au cahier des charges. Elle n’est pas sensible aux vents tourbillonnants et est beaucoup plus silencieuse. Le design peut paraître aussi plus novateur et moins choquant pour le public. Nous avons donc choisi de retenir l’éolienne OY Windside pour ce site. C’est une éolienne de faible puissance et dont la production sur une année est relativement faible. Nous avons choisi de prendre en considération d’autres aspects pour ce site. La Condition Publique est un lieu culturel important et ses toits donnent lieu à de nombreuses visites du public. Il nous a semblé intéressant de mettre en avant le côté artistique et pédagogique de ce projet. Aspect pédagogique : Les toits de la Condition Publique sont accessibles une fois par mois au public et sont devenus l’objet d’études scientifiques en botanique. Il est possible d’imaginer combiner à cette visite une explication pédagogique de l’éolien en milieu urbain par des brochures et/ou des panneaux. Il est effectivement très intéressant de profiter de la célébrité de ce site pour promouvoir l’éolien et mettre à mal certains préjugés (comme le bruit et la destruction du paysage). Ce projet peut permettre aussi de créer de l’émulation autour de la Condition Publique et donc servir aussi indirectement les différentes expositions et spectacles qui y prennent place (et pourquoi ne pas imaginer à l’inauguration de l’éolienne des expositions sur l’art éolien ou sur le thème du vent… les possibilités de développement sont nombreuses). Aspect artistique : Cet aspect est prépondérant au sein de la Condition Publique. Le site est inscrit à l’inventaire des monuments historiques et est complètement dédié à l’art et à la culture. Une éolienne à axe horizontal ou mal intégrée ne pourrait y trouver sa place, à juste titre. Pour espérer faire aboutir un projet de ce type, il faut y implanter une éolienne en adéquation avec l’esprit du bâtiment. Une éolienne à axe vertical au design novateur et original peut donc tout à fait convenir. Le projet a donc pour objectif de faire découvrir le micro-éolien au grand public mais peut aussi apporter une contribution artistique et originale à l’atmosphère générale de la Condition Publique.



Informations supplémentaires sur l’OY Windside : C’est une éolienne à axe vertical, silencieuse et non perturbée par les rafales et les turbulences dues aux bâtiments proches. Elle tourne à la vitesse du vent donc relativement lentement ce qui est un gage de sûreté. Plus sa taille est importante, plus tôt démarre la production. Par ailleurs elle est particulièrement robuste et a une durée de vie très longue (>30ans).Elle est très intéressante par son design et sa capacité à s’intégrer dans le paysage. La forme du mât est complètement libre et permet d’optimiser cette intégration et de comparer cette éolienne à un objet d’art.

L’implantation : L’éolienne doit être installé sur le toit de la condition publique. Seule une bande d’une dizaine de mètres de long et de deux mètres de large peut servir à l’implantation. Le reste du toit est en pente douce et inutilisable. On peut imaginer utiliser les acrotères pour servir d’implantation de l’éolienne. Pour installer l’éolienne, la connaissance de la structure du toitsera indispensable pour évaluer les efforts sur le bâtiment. Par ailleurs pour récupérer le maximum d’énergie, l’éolienne doit être placée au maximum en hauteur tout en respectant l’intégration au bâtiment et à l’environnement (cependant de très nombreuses antennes télés et cheminées occupent déjà le paysage).



Vue de la partie plane de la Condition Publique Mise en place d’une OY Windside Le budget :

OY Windside Eolienne connectée au réseau

Windside 1,2kW coffret de commande 26 400,00 €

Nacelle Pâles Mât installation et démarrage 3 240,00 € Génie Civil et Montage 4 000,00 € Coût du raccordement au réseau EDF 3 000,00 € TOTAL 36 640,00 € Production annuelle 934 kWh/an Heures équivalentes 780 h Revenu annuel grâce à la production 78,27 € Location annuelle du matériel EDF 45,00 € Revenu annuel 33,27 € Rentabilité 1101.32 annéesPrix du kWh/an 8,38 cts €



Cette éolienne coûte très cher et ne sera jamais rentabilisée financièrement. Par ailleurs sa production est certainement surévaluée car la moyenne de vitesse des vents pour effectuer ce calcul est de 5m/s et on peut estimer qu’elle sera sans doute inférieure. Cependant ce projet peut apporter une nouvelle notoriété à l’éolien en milieu urbain et peut permettre par la suite de porter des projets beaucoup plus intéressants financièrement. Il devient alors évident que la mairie de Roubaix ne peut être intéressée par un tel projet que s’il la commune est soutenue financièrement par différents organismes. Templemars : Le potentiel éolien de Templemars est beaucoup plus important et intéressant que celui de Roubaix. Le site d’implantation est le complexe sportif Colette Besson à 200 mètres des premières habitations. Le design et le bruit sont donc aussi des critères très importants à prendre en considération pour la réussite du projet. Cependant il est envisageable de réfléchir à une éolienne de puissance plus importante pour assurer une production électrique intéressante. Nous nous sommes intéressés à deux éoliennes : la Gaia Wind de 11kW car sa production annuelle est très importante et la WES de 2.5 kW qui est une éolienne dont la puissance nominale est atteinte pour des vents relativement faibles (8.5 m/s). Peu de bâtiments entourent le site choisi, et il suffit de placer le rotor à une altitude supérieure à celle du toit du complexe sportif pour éviter au maximum les turbulences. La structure du toit empêche de placer directement l’éolienne dessus ; il reste deux possibilités : profiter du projet de dojo à côté de la salle de sport pour intégrer l’éolienne sur son toit ou la placer sur un mât ancré au sol.



Informations supplémentaires sur la Gaia : La Gaia est une éolienne bipâle qui commence à produire de l’électricité à de très faibles vitesses de vents. Cela permet d’atteindre une production annuelle très importante (autour de 30000 kWh). Cela peut s’expliquer par la taille de ses pâles et de sa nacelle qui en fait une éolienne imposante. Il faut par contre envisager d’éviter le mat treillis que le constructeur propose pour cette éolienne. Cela pour plusieurs raisons : - d’un point de vue sécuritaire : un tel mât impose une zone interdite d’accès qui l’entoure

pour empêcher les personnes de s’y agripper ou même d’y grimper, le complexe sportif attirant beaucoup d’enfants. La zone nécessaire alors pour installer l’éolienne devient alors plus grande que pour un mât autoportant.

- d’un point de vue esthétique : un mat autoportant peut sembler plus judicieux car il peut rappeler tous les mâts qui supportent les éclairages du stade de football tout proche.

- Cette éolienne est relativement bruyante : à 60 mètres le son est de 45dB soit moins que le bruit d’une rue résidentielle ce qui reste tout à fait acceptable.



Le budget : GAIA WIND 11kW

Eolienne connectée au réseau

Gaia wind

Système de contrôle ,00 €

Nacelle Pâles WPMS panneau de contrôle 50,00 € production de statistiques 160,00 € status list 60,00 € status conde summation 110,00 € Mât 18 m 6 900,00 € Génie Civil 4 000,00 € Coût du raccordement au réseau EDF 3 000,00 €

TOTAL 29 755,00 €

Production annuelle 31192 kWh/an Heures productives 2835 h Revenu annuel grâce à la production 2 613,89 € Location annuelle du matériel EDF 45,00 € Revenu annuel 2 568,89 € Rentabilité 15,68 annéesPrix du kWh/an 8,38 cts € Cet aspect est le principal atout de cette éolienne : le temps de retour sur investissement est très intéressant, mais il faut bien sûr tenir compte du fait que ce sont des estimations et que plusieurs coûts n’ont pas été considérés comme la mise en place de l’éolienne et sa mise en route. Par ailleurs l’entretien n’a pas non plus été pris en compte et pour cette éolienne il est estimé à près de 1000 euros par an. On obtient ainsi un retour sur investissement plus long : près de 25 ans. Elle est de loin la plus rentable et cela sans compter les différentes aides qui peuvent venir subventionner le projet.



Informations supplémentaires sur la Wind Energy Solutions : La WES5 Tulipo est une éolienne spécialement conçue pour le milieu urbain, plus particulièrement pour les zones industrielles et urbaines. Elle a donc été particulièrement travaillée sur les aspects de la sécurité, du bruit et du design. La vitesse de rotation a été limitée à 140 tours par minute (200 traditionnellement pour des micro éoliennes) pour diminuer les gênes acoustiques par exemple. La Tulipo est une éolienne à 3 pâles, conçue pour être connectée au réseau. Elle n’a pas de gouvernail comme les grandes éoliennes mais a un système d’orientation actif. Sa particularité est d’avoir une nacelle très petite et un design agréable.

Cette machine est peu bruyante : à vitesse maximale (140trs/min), le bruit atteint 35dB à 20 mètres (données constructeur) ce qui est moins qu’une rue résidentielle dans l’échelle de bruit, et 72 dB au niveau de la nacelle ce qui correspond au bruit d’une rue de transit dans cette même échelle. Niveau de bruit de la machine

0

5

10

15

20

25

30

35

Distance par rapport à l'éolienne [m]



Les fondations : Il s’agit d’un bloc préfabriqué qui prévoit l’emplacement du bloc de commande, de l’éolienne et de tous les câbles électriques (de l’éolienne au bloc de commande et du bloc de commande au réseau). Cependant s’il l’on installe l’éolienne près du local électrique, cette installation ne devient plus nécessaire et il reste seul le bloc de béton qui reste très discret.



Le budget :

WES 5 tulipo Eolienne connectée au réseau

Wes tulipo coffret de commande Connection au réseau 15 475,00 €

IGBT inverseur PLC contrôle Batteries Nacelle Pâles Mât 12m D=273mm installation et démarrage support technique 1 750,00 €

supervisée par un ingénieur WES

voyage aller-retour de l'ingénieur

Génie Civil et Montage 4 000,00 € Coût du raccordement au réseau EDF 3 000,00 € TOTAL 24 225,00 € Production annuelle 6942 kWh/an Heures productives 2835 h Revenu annuel grâce à la production 581,74 € Location annuelle du matériel EDF 45,00 € Revenu annuel 536,74 € Rentabilité 45,13 années Prix du kWh/an 8,38 cts €

Dans ce devis la plupart des coûts ont été considérés (il manque le logement de l’ingénieur et son déplacement sur le site), les coûts de raccordement et de génie civil ne sont qu’une estimation des différentes informations que l’on a pu regrouper. On remarque que dans ce cas, le temps de retour sur investissement est supérieur à la durée de vie du matériel. Cependant on ne considère pas les différentes aides possibles qui peuvent venir soulager le projet et on peut aussi espérer dans le futur une réévaluation du prix de rachat du micro-éolien qui viendrait réduire le temps de retour sur investissement.



IV. Les procédures à suivre Pour pouvoir installer une éolienne, diverses procédures doivent être suivies : La demande de permis de construire si besoin est, et les procédures de raccordement au réseau électrique. Par ailleurs, pour pouvoir éventuellement bénéficier d’une subvention de l’ADEME et de la région, une demande de subvention doit être faite.

Notons qu’une enquête publique, définie par la loi n° 83-630 du 12 juillet 1983 relative à la démocratisation des enquêtes publiques et à la protection de l'environnement, dite Loi Bouchardeau, ne sera pas nécessaire dans notre cas, la hauteur du mât étant inférieure à 100m (d’après le sous-amendement 445 à l’amendement 123 à la loi d’orientation sur l’énergie n° 1669).

1. Permis de construire

Selon l’article L 421-1-1 du Code de l’urbanisme, il est obligatoire d’obtenir un permis de construire pour les éoliennes dont la hauteur est égale ou dépasse 12 mètres. L’article 98 de la loi Urbanisme et Habitat n° 2003-590 du 2 Juillet 2003 précise que les éoliennes de moins de 12m ne sont pas non plus soumises à déclaration de travaux.

Article L421-1-1

L'implantation d'une installation produisant de l'électricité à partir de l'énergie mécanique du vent d'une hauteur supérieure ou égale à 12 mètres est subordonnée à l'obtention d'un permis de construire.

La hauteur de l'installation est définie comme celle du mât et de la nacelle de l'ouvrage, à l'exclusion de l'encombrement des pales.

Il faudra cependant être vigilant à ce sujet pendant les mois qui viennent. En effet, une réforme du permis de construire est en route, avec l’Ordonnance n° 2005-1527 du 8 décembre 2005, dont les décrets d’application ne sont pas encore parus. Il semblerait ne devoir subsister après cette réforme que la déclaration préalable et les permis de construire, d’aménager, de démolir. La liste des travaux, installations et constructions qui doivent faire l'objet d'un permis de construire, d'aménager ou de démolir ou d'une déclaration préalable ainsi que de ceux qui sont dispensés de toute formalité préalable sera fixée par décret en Conseil d'Etat, mais il semblerait déjà établi que les éoliennes dans leur globalité seront soumises à permis de construire (de même d’ailleurs que les travaux sur immeubles inscrits à l’inventaire supplémentaire des monuments historiques, qui en étaient jusqu’à présent exemptés). Par ailleurs, comme il s’agit d’une installation productrice d’énergie, le permis de construire est délivré ou refusé par le Préfet (art L 421-2-1b du Code de l’Urbanisme), sauf si l'énergie produite est majoritairement destinée à l'autoconsommation, ce qui sera le cas pour Roubaix et Templemars. Alors, si la commune dispose de la compétence urbanisme, le permis de construire sera délivré par le Maire au nom de la commune. Si tel n’est pas le cas, il sera délivré par le maire au nom de l’Etat. Notons cependant que l’article L. 422-2 de



l’ordonnance du 8 décembre 2005, dont les décrets d’application ne sont pas encore parus, indique la chose suivante : « […] l'autorité administrative de l'Etat est compétente pour se prononcer sur un projet portant sur […] les ouvrages de production, de transport, de distribution et de stockage d'énergie, ainsi que ceux utilisant des matières radioactives ; un décret en Conseil d'Etat détermine la nature et l'importance de ces ouvrages » Les éoliennes dont l’énergie produite est majoritairement destinée à l’autoconsommation seront donc peut-être concernées par cet article. Enfin, il convient de préciser que d’après l’article R122-9 du code de l’environnement, l'élaboration d'une notice d’impact - indiquant les incidences éventuelles de l’éolienne sur l'environnement et les conditions dans lesquelles l'opération projetée satisfait aux préoccupations d'environnement - devra être incluse dans la demande de permis, l’éolienne à implanter ayant une puissance maximum inférieure à 2,5 MW.

2. Raccordement au réseau électrique

Le processus de raccordement d’une éolienne, même de faible puissance, au réseau public de distribution d’électricité est long. Il faut compter de 5 à 6 mois pour y parvenir. Il faut de plus s’attendre à avoir de nombreux interlocuteurs. Le schéma ci-dessous illustre de manière synthétique la procédure générale, plusieurs démarches pouvant être entreprises en même temps.



Mise en service du raccordement

- Contrat de raccordement - Accord de rattachement au périmètre du RE - Permis de Construire - Attestation de conformité de l’éolienne - Attestation d’assurance responsabilité civile

Procédure de raccordement au réseau BT des éoliennes de puissance inférieure à 36 kW

Déclaration d’exploitation

(DIDEME)

Certificat d’obligation

d’achat (DRIRE)

PTF

Contrat de raccordement,

d’accès et d’exploitation (ARD)

- PTF signée - Récépissé de déclaration d’exploiter - Accord de rattachement au périmètre du RE

Contrat d’obligation d’achat (AOA)

- Récepissé de déclaration d’exploiter - Certificat d’obligation d’achat - Permis de construire -Notification de mise en service

Demande de raccordement

(ARD) Fiches de collecte

Les paragraphes suivants expliquent comment mener ces différentes démarches. On trouvera par ailleurs en annexe un document intitulé « Procédure de traitement des demandes de raccordement des installations de production d’électricité aux réseaux publics de distribution dont la puissance est inférieure ou égale à 36kVA », fourni par l’Accès au Réseau de Distribution (ARD), qui pourra venir compléter ces explications. On trouvera également en annexe la liste des contacts mentionnés et leurs coordonnées.

2.1. Déclaration d’exploitation La loi du 10 février 2000 sur le service public de l'électricité a prévu que les nouvelles installations de production d'électricité devaient bénéficier d'une autorisation d'exploiter ou faire l'objet d'une déclaration. Le décret n°200-877 du 7 septembre 2000, relatif à l’autorisation d’exploiter les installations de production d’électricité, impose qu’une éolienne d’une puissance installée inférieure ou égale à 4,5 MW soit soumise à un régime de déclaration. Cette déclaration doit comporter les indications et les pièces suivantes :

1) La dénomination ou raison sociale du pétitionnaire, sa forme juridique, l'adresse de son siège social, ainsi que la qualité du signataire de la demande

2) Une note précisant les capacités techniques, économiques et financières du pétitionnaire 3) Les caractéristiques principales de l'installation de production, précisant au moins la

capacité de production, les énergies primaires et les techniques de production utilisées, les rendements énergétiques, ainsi que les durées de fonctionnement

4) La localisation de l'installation de production



5) Une note relative à l'incidence du projet sur la sécurité et la sûreté des réseaux publics d'électricité, et des installations et équipements qui leur sont associés

6) Une note exposant l'influence, sur l'environnement, du parti de production retenu 7) La destination prévue de l'électricité produite (utilisation pour les besoins propres du

producteur, vente à Electricité de France ou à un distributeur non nationalisé, dans le cadre de l'obligation d'achat)

Cette déclaration doit être envoyée à la Direction de la Demande et des Marchés Energétiques (DIDEME). Le ministre chargé de l’énergie délivrera un récépissé dès réception d'une déclaration complète. Une complication doit être signalée : du fait que la puissance de l'installation est définie comme la somme des puissances unitaires des machines électrogènes susceptibles de fonctionner simultanément dans un même établissement, le dossier doit identifier l'établissement en question par son numéro SIRET, dont ne dispose évidemment pas une collectivité locale !

2.2. Contrat de raccordement, d’accès et d’exploitation Demande de raccordement : La demande de raccordement au réseau basse tension (production inférieure à 36kW) doit se faire par écrit auprès du gestionnaire de réseau de distribution (ARD grand centre). Cette demande de raccordement doit être accompagnée de « fiches de collecte » (que l’on trouvera en annexe ou sur www.edfdistribution.fr). Ces fiches remplies permettent au gestionnaire d’avoir des données précises sur l’éolienne à raccorder, et ainsi de faire une étude de raccordement. Proposition Technique et Financière (PTF) : Cette étude de raccordement permet alors au gestionnaire de fournir au demandeur une Proposition Technique et Financière pour le raccordement, comprenant notamment le coût de celui-ci. Ce chiffrage est donné pour les deux options de raccordement possible : vente totale de la production ou uniquement vente de l’excédent de production. Le coût de raccordement, globalement compris entre 100 et 1000 euros, sera plus élevé dans le cas de la revente totale. Pour une installation de moins de 5kW, la PTF est établie en un mois et demi. Pour une installation de puissance supérieure, le délai est de trois mois. Le chiffrage établi est ensuite valable trois mois. Contrat de raccordement, d’accès et d’exploitation : Une fois la PTF reçue (et acceptée par le demandeur), on va pouvoir obtenir le contrat de raccordement. Pour ce faire, il faut transmettre à l’agence Accès au Réseau de distribution (ARD) de Tours la PTF signée, le récépissé de déclaration d’exploiter et un accord de rattachement au périmètre d’un responsable d’équilibre.



Ce contrat de raccordement, aussi appelé contrat de raccordement, d’accès et d’exploitation, intègre en un seul document une convention de raccordement, une convention d’exploitation et un contrat d’accès au réseau. Ce contrat est établi en un mois, et reste valable trois mois. Mise en service du raccordement : Pour que l’installation soit mise en service, les travaux à la charge du demandeur doivent être terminés, les travaux de raccordement doivent être payés, et un certain nombre de documents fournis à l’ARD. Les documents en question sont le contrat de raccordement, d’accès et d’exploitation signé, l’accord de rattachement au périmètre d’un RE signé des deux parties, un récépissé de une attestation de conformité de l’éolienne (fournie par le constructeur), et une attestation d’assurance responsabilité civile. Remarques sur les modalités de raccordement : Un dispositif de sectionnement (disjoncteur) accessible depuis le domaine public doit être installé afin de pouvoir le cas échéant séparer l’éolienne, source de tension, du réseau public. De plus, une protection de découplage doit équiper l’éolienne pour pouvoir, en cas de défaillance du réseau, la séparer de ce dernier. D’après M. Ruger de l’ARD, il semblerait que lorsque l’éolienne dispose de sa propre protection de découplage, EDF n’impose pas de rajouter la sienne. Ayant entendu le contraire de la part du bureau d’études qui a travaillé sur l’éolienne installée à Equihen-Plage, le mystère reste entier !

2.3. Contrat d’obligation d’achat Certificat ouvrant droit à l’obligation d’achat : L'article 10 de la loi n° 2000-108 du 10 février 2000 relative à la modernisation et au développement du service public de l'électricité prévoit que les éoliennes d’une puissance inférieure à 12 MW peuvent bénéficier de l'obligation d’achat de l'électricité qu’elles produisent, par EDF ou les distributeurs non nationalisés. Afin de garantir les investissements et assurer la rentabilité des projets industriels, un tarif de rachat attractif de l’électricité produite a été mis en place. Ce tarif est fixé pour 15 ans, et est composé de deux phases distinctes. La première phase, d'une durée de 5 années, fixe un prix d'achat au kWh. La deuxième phase est un prix variable en fonction de la qualité du vent sur le site (nombre d'heures de fonctionnement annuel à équivalent pleine puissance). D’après la Commission de Régulation de l’Energie (CRE), le tarif applicable est de 8,38 ct euros/kWh. Pour bénéficier de cette obligation d’achat, il faut d’abord obtenir un certificat ouvrant droit à l'obligation d'achat. Pour cela, il faut adresser au Préfet (Direction Régionale de



l’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement (DRIRE)) un dossier comportant les pièces mentionnées à l’article 1 du décret n°2001-410 du 10 mai 2001 : 1) la dénomination ou raison sociale, forme juridique, adresse du siège social, numéro SIRET, ainsi que la qualité du signataire du dossier. 2) La localisation de l'installation de production d'électricité concernée. 3) La ou les énergies primaires et la technique de production utilisées. 4) La puissance installée, la capacité de production de l'installation de production d'électricité et le nombre prévisionnel d'heures de production annuelle. Dans un délai de deux mois à compter de la réception du dossier, le préfet délivre, s'il y a lieu, un certificat ouvrant droit à l'obligation d'achat d'électricité. La durée de validité du certificat correspond à la durée du contrat d'achat. Contrat d’achat : Une fois ce certificat obtenu, il faut faire la demande du contrat d’achat à l’agence de Administration des Obligations d’Achat d’EDF (AOA) Nord-Est. Cette demande de contrat d’achat peut être faite jusqu’à 12 mois avant la mise en service de l’éolienne. Les copies des documents suivants doivent être fournies : - le certificat ouvrant droit à l’obligation d’achat - le permis de construire - le récépissé de la déclaration d’exploiter Puis, lorsque la mise en service de l’éolienne est réalisée, une notification de mise en service doit être envoyée à l’administration des obligations d’achat, notification qui déclenche l’émission du contrat d’achat.

3. Demande de subvention A l’heure actuelle, l’ADEME et la région n’ont pas de programme de soutien spécifique du micro éolien auprès des collectivités. Ainsi, l’attribution de subvention n’est absolument pas automatique, et les demandes de subvention sont étudiées au cas par cas, selon le degré d’innovation du projet. Pour faire une demande de subvention, un dossier est à déposer auprès de l’ADEME et du Conseil Régional. Ce dossier doit donner des précisions sur les points suivants :

• la machine (matériel utilisé, fournisseur, coût, caractéristiques techniques) • la production envisagée • la rentabilité de l’opération • les différentes études menées pour le projet (potentiel éolien, …) • le caractère innovant, ou pédagogique, du projet



Pour plus de renseignements à ce sujet, il peut être utile de contacter Jean-Marie Mettier, de l’ADEME Nord Pas-de-Calais. On peut noter cependant qu’Axenne a l’idée suivante : faire en sorte que les différentes villes européennes partenaires du projet WINEUR se regroupent et aillent demander des subventions auprès de l’Union Européenne, afin de faire aboutir les projets amorcés.



Conclusion

L’objectif de cette étude n’est pas de décourager les collectivités qui seraient intéressées par l’installation de micro éoliennes. Bien au contraire nous avons essayé d’expliquer toutes les démarches à réaliser pour atteindre cet objectif. Et c’est possible : l’exemple de l’éolienne d’Equihen en est le meilleur exemple. Il faut s’armer de patience, trouver quelques financements et tout devient réalisable. Nous n’avons pas voulu remplacer non plus le travail d’un bureau d’étude spécialisé dans l’éolien. Nous n’en n’avions ni les compétences ni le temps nécessaire pour monter un projet de ce type : début novembre nous faisions à peine la différence entre une éolienne à axe vertical et horizontal et nous ne connaissions aucune législation particulière sur l’éolien. Nous étions tout simplement curieux vis-à-vis de cette énergie renouvelable et sensibles à la protection de l’environnement.

Nous espérons plus simplement avoir convaincu les communes de Roubaix et Templemars à se lancer dans cette aventure. Ce projet va être repris par le bureau d’étude Espace Eolien Développement et c’est une vrai satisfaction pour nous de voir un aboutissement plus concret à Wineur. Cependant il reste encore beaucoup de travail pour faire évoluer les mentalités à tous les niveaux : l’Etat, la région et l’Ademe pour qu’ils soutiennent vraiment ce genre de projet et qu’ils apportent une véritable distinction entre le micro-éolien et le grand éolien ; EDF qui est un partenaire obligatoire et qui impose de nombreuses démarches fastidieuses ; enfin les populations pour vaincre tous les a priori négatifs sur l’éolien.

D’un point de vue personnel, cet impact a été très riche par sa diversité. Il y a eu

beaucoup de communication par le nombre important d’interlocuteurs : les mairies, les sites, les constructeurs, notre partenaire Axenne et surtout l’Agence d’Urbanisme et de Développement à travers Amélie Cailleretz et Jean-Paul Mottier qui ont été nos interlocuteurs privilégiés. Nous avons bien sûr développé aussi des compétences techniques spécifiques propres au milieu éolien mais nous avons surtout découvert un monde plus inconnu pour nous, celui du droit public. Nous avons rencontré quelques difficultés pour nous y acclimater mais nous avons réussi à en sortir les principales réglementations.

Pour conclure nous nous sommes tous les deux épanouis à travers cet impact qui était

très concret et qui se rapprochait du métier d’ingénieur vers lequel on se dirige.



Bibliographie

Voici quelques sites parmi les nombreux que nous avons pus parcourir, qui ont particulièrement retenu notre attention : Sites de constructeurs : http://www.windenergysolutions.nl/ http://www.gual-industrie.com/ http://cap-enr.com/ http://www.windside.com/ http://www.eoltec.com/ http://www.marlec.co.uk/ http://www.ropatec.com/ http://www.travere-industries.com/ Sites sur l’énergie éolienne : http ://www.windpower.org/ http ://www.windwandler.de/ http ://www.energies-renouvelables.org/ http ://www.urban-wind.org/ http ://www.espace-eolien.fr/ Sites sur la législation : http://www.lillemetropole.fr/ (plan local d’urbanisme…) http://www.carrefourlocal.org/vie_locale/cas_pratiques/environnement/eolienne.html http://www.legifrance.gouv.fr/ Autres sites : http://www.weibull.com/LifeDataWeb/the_weibull_distribution.htm http://www.laconditionpublique.com/ http://www.techniques-ingenieur.fr/ http://www.edf.fr/


ANNEXES

SOMMAIRE

Annexes 1 : Cartes de potentiel éolien .................................................................................... 3

Carte d’Europe ....................................................................................................................... 3

Carte de France....................................................................................................................... 4 Annexes 2 : Constructeurs...................................................................................................... 5

MONTANA ........................................................................................................................... 5 Devis pour l’installation d’une éolienne ............................................................................ 5 Nuisances sonores .............................................................................................................. 7 Schéma électrique .............................................................................................................. 8

ROPATEC.............................................................................................................................. 9

Devis de l’installation d’une éolienne................................................................................ 9 Dessin technique .............................................................................................................. 10

WES ..................................................................................................................................... 11

Certification de l’éolienne................................................................................................ 11 Devis de l’installation de l’éolienne................................................................................. 13 Evaluation des contraintes................................................................................................ 17 Plan de cablage................................................................................................................. 18

Annexe 3 : Coordonnées des contacts................................................................................... 20 Annexe 4 : Fiche de renseignement EDF ............................................................................. 22 Annexe 5 : Procédure EDF .................................................................................................... 34

• • 2

Annexes 1 : Cartes de potentiel éolien

CARTE D’EUROPE

Source : université d’oxford

• • 3

CARTE DE FRANCE

Source : Météo France

• • 4

Annexes 2 : Constructeurs

MONTANA

Devis pour l’installation d’une éolienne

FORTIS MONTANA (5000) – 200/400V WINDTURBINE

1. 1 Fortis MONTANA (5000) – 200/400 Volt wind turbines, rotor diameter 5,0 m, output 4000 Watt at 12 m/s. wind speed, max. output 5000 Watt, min. effective Wind speed 2.5 m/s € 5.405,-

B. 1 Voltage control type MP 15 A - 400V.

rectifier, power controller, dumpload € 1.710,- C. 2 Sine wave inverters for grid connection, type “Sun Profi” SP 2500 input voltage 195 - 450 VDC, output 230VAC/50Hz € 3.850,- D. 1 Steel guyed mast of 15 - 18 m high, size 5" (139.7 x 5.0 mm)

hot zinc dipped, fully equipped with turnbuckles, guy wires clamps and tiltable base plate € 2.660,-

F 40m Set electric cable 3 x 4 mm² (from wind turbine to controller) € 375, - ______________________________________________________________________ Total price F.C.A. Haren. € 14.000,- G. Transport cost and Insurance on request H Installation cost, excluding travelling and staying costs € 1000,- Optional: ginpole + winch of 1600 kg € 1.170,- earth screw anchors € 495,- Extra Charge for free standing tube mast of 15 m € 1.415,-

• • 5

Not included in the delivery are: * Foundation according drawing * Approval from government, building permission, proof of static’s, etc * Local proof of static's for tower and foundation * monitoring equipment * site * earthing * crane rental for erection or ginpole and winch DELIVERY CONDITIONS - Prices are in Euro’s ,

delivery F.C.A.Groningen including packing for container/air freight & sea freight excluding taxes (VAT) and duties - Delivery time: 2 - 12 weeks ( subject to supplier's stock) - All orders are subject to our General Conditions of Sale, copy on request - Warrantee: 5 year from date of installation (see also our General Conditions of Sale) - Prices are subject to change - Order and Payment:50 % at order 50% of contract price on advice of goods being ready for despatch; All Bank Charges for the account of buyer Terms of payment are stated on our order confirmation and invoice. N.B. We are obliged to charge all residents of EC countries 19 % VAT, over and above the catalogue price, on all goods sold. Customers who can demonstrate a legally registered and controlled VAT code will not be charged VAT. We hope we made a suitable offer and look forward to receiving your order in the near future. Yours sincerely, Johan Kuikman

• • 6

Nuisances sonores

NOISE MEASUREMENTS Noise measurements carried out using Precision Integrating Sound Level Meter Type 2230, manufactured by Brüel & Kjaer. Fortis MONTANA (5000) Measurement distance to base of tower: 20 meters I = up wind II and III = beside wind turbine left and right IV = down wind Surrounding noise at wind speed V = 7-8 m/sec measured at a height of 2 m I II III IV 42 dB(A) 45 dB(A) 47 dB(A) 65 dB(A) at wind speed of V> 15 m/sec Noise wind turbine I II III IV 50 dB(A) 47 dB(A) 49 dB(A) 66 dB(A) at wind speed of V >15 m/sec

• • 7

Schéma électrique

cable 3 x 4mm2

Plug and socket at the basement of the tower

cable 2 x 2,5 mm2

PWM

MP 15A-400V Rectifier with voltage controller

DC

AC

DC

AC

kWh meter

Disconnect Switch

Fuse 16A

2 Inverters Sunprovi 2500

Electric schema wind turbine Fortis Montana to 3-phase network.

Each wind turbine to be connected to phase and neutral 3 phase

generatorMontana

Dumpload 6 kW

• •
UVWN 8

ROPATEC

Devis de l’installation d’une éolienne

• • 9

Dessin technique

• • 10

WES

Certification de l’éolienne

• • 11

• • 12

Devis de l’installation de l’éolienne

• • 13

• • 14

• • 15

• • 16

Evaluation des contraintes

• • 17

Plan de cablage

• • 18

• • 19

Annexe 3 : Coordonnées des contacts Nom Qualité Adresse Tel Fax E-mail Site internet

Mairie de roubaix M. Christian Musial Responsable agenda 21 17 grand place 03 20 66 47 72 [email protected] 59066 Roubaix

Mairie de Templemars M. Alain Bedu Secrétaire général 101, rue Jules-Guesde 03 20 58 99 99 03 20 58 99 90 [email protected]

M. André Pirone Directeur des services techniques 59 175 Templemars 03 20 58 99 99 03 20 58 99 90 [email protected]

Condition Publique Mme. Pascale Debrock Directrice 14 Place Faidherbe 03 28 33 57 57 03.20.45.16.59 [email protected] www.laconditionpublique.com

M. Marc Blanc Directeur des services techniques BP 90211 03 28 33 57 57 03.20.45.16.60 [email protected]

M. Marc Coupez Régisseur 59054 ROUBAIX cedex 1 03.28.33.48.26 03.20.45.16.61 [email protected]

Mme. Jacqueline Goudjil Assistante de direction 03 28 33 57 57 03.20.45.16.62 [email protected]

M. Patrick Bouchain Architecte 01 42 74 74 69 [email protected]

Agence de Développement M. Jean-Paul Mottier Responsable de l’équipe « Environnement » 299 Boulevard de Leeds 03 20 63 33 66 03 20 74 88 85 [email protected]

et d'Urbanisme de Lille Métropole Mme. Amélie Cailleretz Chargée d'études environnement 59777 Euralille 03.20.63.01.20 03 20 63 73 99 [email protected]

Axenne M. Patrick Clément Directeur 12 rue Paul Cézanne 04 37 44 15 80 04 37 44 15 89 [email protected]

(coordonateur français de WINEUR) M. Sébastien Zarza Ingénieur stagiaire 69 330 MEYZIEU 04 37 44 15 84 [email protected]

ARD grand centre M. Ruger 8 rue de boutteville BP 442 02 47 80 25 57 [email protected]

M. Daniel Glock 37204 tours cedex 03 02 47 80 25 67 [email protected]

DIDEME M. Pascal Dupuis Chargé de la sous-direction "demande et maîtrise de l'energie" 61 Bd Vincent Auriol 01 44 97 25 52 01 44 97 09 29 [email protected]

75703 Paris Cedex 13

DRIRE Nord Pas-de-Calais 323 avenue du Président

Hoover 03 20 15 84 00 03 20 54 26 90 [email protected] www.nord-pas-de-calais.drire.gouv.fr

BP 479 - 59021 LILLE CEDEX

CRE Nord-Est 03 87 53 35 35 www.cre.fr

• • 20

Coordonnées des contacts suite

Nom Qualité Adresse Tel Fax E-mail Site internet

ADEME Nord Pas-de-Calais M. Mettier Chargé de mission 20, rue du prieuré 03 27 95 89 76 03.27.95.89.71 [email protected] www.ademe.fr

59500 DOUAI

Conseil régional Nord Pas-de-Calais Hôtel de Région Centre Rihour 03.28.82.82.82 03.28.82.82.83 www.cr-npdc.fr

F 59555 LILLE cedex

Agence Administration Obligation

d'Achat M. Pierre Pagie BP 647 03 87 53 35 35 03 87 53 35 36

Nord Est 57146 Woippy cedex

Distribution France OY windside/Cap

Enr Mme. Sandrine Audras 123 avenue Daumesnil 01 49 28 06 19 [email protected] www.cap-enr.com

75012 Paris 06 62 98 05 43

Wind Energy Solutions M. Marcel Kloesmeijer International Sales Manager De Weel 20 31.226.425150 31.226.423433 [email protected] www.windenergysolutions.nl

1736 KB Zijdewind

The Netherlands

Gaia Wind Søren Bech Sales Manager Håndværkervej 1 4 587 762 200 [email protected] www.gaia-wind.com

DK-8840 Rødkærsbro 4 540 104 166

Denmark

Fortis Windenergy M. Johan Kuikman Botanicuslaan 14 31 50 5340104 31 84 8370719 [email protected] www.fortiswindenergy.com

9751 AC Haren 31 6 20492138

Netherlands

Ropatec Srl M. Hannes Riegler Marketing & Distribution Via Copernico 13A 39 04 71052010 39 04 71052012 [email protected] www.ropatec.com

I-39100 Bolzano

Italy

• • 21

Annexe 4 : Fiche de renseignement EDF

Fiches de collecte de renseignements pour une étude détaillée dans le

cadre du raccordement d'une installation non photovoltaïque de puissance inférieure ou égale à 36 kVA au Réseau Public de Distribution

BT géré par le Distributeur EDF

Quelles fiches remplir ? Site de production avec onduleur (s) Fiches A1, A2, C5 Site de production avec machine (s) asynchrone (s)

Fiches A1, A2, C3 et C4

Site de production avec machine (s) synchrone (s) sans onduleur

Fiches A1, A2, C2

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Fiche A1 : DONNEES GENERALES DU PROJET DEMANDEUR : Nom du demandeur (société ou particulier)

SIREN (pour les entreprises)

Nom de l’agence

Adresse

Code Postal – Ville-Pays

Interlocuteur (Nom, Prénom)

Téléphone Fax e-mail

Le demandeur agit :

Pour son propre compte En tant que mandataire du propriétaire de l’installation désigné ci-

après (joindre la copie du mandat signé des 2 parties) CERTIFICATION DES DONNEES

Date Nom – Prénom du Demandeur :

Signature

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Fiche A1 (suite): DONNEES GENERALES DU PROJET

PROPRIETAIRE DE L’INSTALLATION (si différent du demandeur): Nom du propriétaire (société ou particulier)

Adresse

Code Postal – Ville-Pays

Interlocuteur (Nom, Prénom)

Téléphone Fax e-mail

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Fiche A1 (suite): DONNEES GENERALES DU PROJET

SITE DE PRODUCTION : Nom1

SIRET (facultatif)

Adresse

Code Postal – Ville

Référence du contrat de fourniture ou du contrat unique pour l’accès en soutirage2

N° de contrat : Puissance souscrite : kVA

Date prévisible de mise en service

1 Nom du site ou à défaut, Nom du demandeur 2 A défaut de référence contractuelle, il s'agit de la référence client indiquée sur vos factures d'électricité

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Fiche A2 : CARACTERISTIQUES DU SITE

CARACTERISTIQUES DU SITE :

Type de production

Biogaz Biomasse Cogénération Eolien Hauteur du mât m Hydraulique Autre – à préciser :

Puissance de production maximale nette livrée au réseau public correspond à la puissance de raccordement en injection3 kVA4

Type de raccordement au réseau Monophasé Triphasé

Schéma de l’installation intérieure

Joindre un schéma unifilaire. Indiquer sur le schéma l’ensemble des unités de

production, l’organe de couplage de chaque unité de production, l’organe de découplage du site et les

connexions éventuelles aux installations de consommation.

Référence du document5 :

3 Cette puissance est calculée par le demandeur à partir de la puissance nominale de fonctionnement des ouvrages de production installés déduction faite de la consommation minimale des auxiliaires et des autres consommations minimales uniquement si ces dernières soutirent conjointement lors des périodes de production. 4 kVA=kW en considérant une injection à cos (phi)=1 5 Préciser le nom du document qui sera fourni avec le dossier

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Fiche A2 (suite) : CARACTERISTIQUES DU SITE

UNITES DE PRODUCTION :

Machine Marque et référence

Type (synchrone, asynchrone, onduleur)

Puissance apparente

nominale Sn Nombre

N° 1 kVA N° 2 kVA N° 3 kVA N° 4 kVA COMPENSATION GENERALE DU SITE : NB : ne pas inclure dans cette compensation générale la compensation propre à chaque machine Le site est-il équipé de batteries de condensateurs de compensation générale ?

Oui Non

Puissance totale des condensateurs kvar

Nombre de gradins et puissance unitaire (en kvar)

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Fiche C2 : MACHINE SYNCHRONE

RAPPEL :

Marque et référence de la machine de production

CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES Puissance apparente nominale électrique

kVA

Tension de sortie assignée

kV

Cos Phi nominal

Réactance directe subtransitoire (non saturée) X’’ d

%

Réactance inverse X i6

%

Moment d'inertie

kg.m²

Vitesse de rotation de référence

tr/min

Fournir les caractéristiques constructeur de la machine synchrone Référence du document :

6 Ou bien donner le moment d’inertie de l’ensemble des masses tournantes, ou bien donner les moments d’inertie élément par élément : machine, réducteur et système d’entraînement (turbine …) avec les vitesses de rotation associées.

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Fiche C3 : MACHINE ASYNCHRONE

RAPPEL :


CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES : Note importante : Si la machine est utilisée à la fois en couplage triangle et étoile, les 2 colonnes sont à renseigner

Couplage Etoile Triangle

Puissance apparente nominale électrique (de la machine seule, sans tenir compte de la compensation par condensateurs ou électronique) kVA kVA

Tension de sortie assignée kV kV

Cos Phi nominal (sans tenir compte de la compensation par condensateurs ou électronique)

Courant nominal (I nominal7) A A

I démarrage / I nominal8 (rotor bloqué)

Glissement nominal en fonctionnement moteur % %

Fournir les caractéristiques constructeur de la machine asynchrone Référence du document :

7 I nominal de la machine seule, sans tenir compte de la compensation par condensateurs ou électronique8 I nominal = identique à la note précédente

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Fiche C3 (Suite) : MACHINE ASYNCHRONE

MODELE EQUIVALENT : Couplage pour les valeurs suivantes des impédances

Etoile Triangle

R1

Ω

X1

Ω

R’2

Ω

X’2

Ω

Rm (schéma parallèle)

Ω

Xm (schéma parallèle)

Ω

SCHEMA DU MODELE EQUIVALENT :

R1 X1 X'2

R'2 / gXm RmVn

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Fiche C4 : BATTERIES DE CONDENSATEURS DE COMPENSATION PROPRES A LA MACHINE

RAPPEL :


CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES :

Cette machine comporte-t-elle des condensateurs propres ? Oui Non

Puissance totale des condensateurs kvar

Nombre de gradins et puissance unitaire

Présence de selfs anti-harmoniques Oui

Description : Non

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Fiche C5 : ONDULEURS ASSURANT LE TRANSIT TOTAL DE PUISSANCE

DESCRIPTION DES ONDULEURS :

Type 1 Type 2 Type 3 Type 4

Marque :

Type :

Puissance nominale: W

Monophasé Triphasé

Nombre :

Marque :

Type :



Nombre :

Marque :

Type :



Nombre :

Marque :

Type :



Nombre :

Harmoniques : Joindre une fiche fournie par le constructeur précisant le respect des émissions harmoniques en courant, rang par rang, jusqu'au rang 40 et la preuve de la conformité à la CEI considérée 9:

CEI 61000-3-2 pour les appareils de moins de 16A par phase CEI 61000-3-4 pour les appareils de plus de 16A par phase CEI 61000-3-12 pour les appareils de moins de 75 A par phase

Référence du document5 : Référence du document5 : Référence du document5 : Référence du document5 :

9 La preuve de conformité devra être fournie à l’approbation préalable du Distributeur au moyen de la Déclaration de conformité du fournisseur concernant chacun des appareils mis en œuvre, rédigée suivant la trame au format de la norme NF EN ISO/CEI 17050-1

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Fiche C5 (suite): ONDULEURS ASSURANT LE TRANSIT TOTAL DE PUISSANCE

Protection de découplage :La protection de découplage est obligatoire en application de l’article 12 de l’arrêté du 17 mars 2003. Elle peut être intégrée à l’onduleur si celui ci est conforme à la norme DIN VDE 0126 pour une puissance inférieure ou égale à 4,6 kVA avec un raccordement monophasé ou indépendante dans le cas contraire. Dans ce cas elle sera de type B.1.

Type 1 Type 2 Type 3 Type 4

Oui Joindre la preuve de conformité DIN VDE 012610

Référence du document5 : Non 11


Référence du document5 : Non11



Non11



Non11

Existence d’un stockage d’énergie

Si oui, l’installation est-elle équipée d’un dispositif de stockage de l‘énergie par batteries

Oui Non

Nombre de batteries : Capacité totale de stockage : kWh

10 La preuve de conformité devra être fournie à l’approbation préalable du Distributeur au moyen de la Déclaration de conformité du fournisseur concernant chacun des appareils mis en œuvre, rédigée suivant la trame au format de la norme NF EN ISO/CEI 17050-1 11 Vous devez alors équiper l’installation d’une protection de découplage de type B.1

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Annexe 5 : Procédure EDF

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Documents

IMPACT 2005/2006 Rapport d’activité - urbanwind.net · l'éolienne pourrait produire au niveau de ce site. Les collines, les crêtes montagneuses et les vallées peuvent bloquer