Pourquoi cette éolienne ne tourne pas alors qu’il y a du vent ?

En résumé : En moyenne, les éoliennes ne sont arrêtées que 15 à 20 % du temps : elles produisent donc de l’électricité plus de 80 % de l’année. Lorsqu’elles sont à l’arrêt, les explications peuvent être multiples. Le vent peut être trop faible, perturbé, ou rarement, trop fort s’il y a une tempête. Dans d’autres cas, des maintenances ont lieu : ces dernières sont prioritairement programmées pendant les périodes de faible vent. Certains arrêts s’expliquent aussi pour des questions de biodiversité : les éoliennes sont parfois mises à l’arrêt pendant des périodes de migration d’oiseaux, ou les nuits d’été pendant les périodes d’activité des chauves-souris. Enfin, des phénomènes très rares, comme le gel des pales ou des défaillances du réseaux, peuvent être à l’origine d’un arrêt de l’éolienne.

Les éoliennes tournent et produisent de l’électricité plus de 80 % du temps, en moyenne sur l’année. (Voir facteur de charge de l’éolien). Cela correspond aux périodes où le vent est suffisant pour permettre une production d’électricité comprise entre le minimum et la puissance maximum de l’éolienne. Toutefois, d’autres facteurs peuvent expliquer l’arrêt des éoliennes que l’on peut regrouper en plusieurs catégories.

Un schéma simplifié permet de représenter les situations classiquement rencontrées :

Les éoliennes tournent et produisent de l’électricité plus de 80 % du temps, en moyenne sur l’année. (Voir facteur de charge de l’éolien). Cela correspond aux périodes où le vent est suffisant pour permettre une production d’électricité comprise entre le minimum et la puissance maximum de l’éolienne. Toutefois, d’autres facteurs peuvent expliquer l’arrêt des éoliennes que l’on peut regrouper en plusieurs catégories.

Un schéma simplifié permet de représenter les situations classiquement rencontrées :

Vent trop faible ou tempête

Quand il n’y a pas de vent ou un vent trop faible, l’éolienne est à l’arrêt, ce qui se produit environ 10 % du temps dans l’année. A l’inverse quand le vent est trop important, dans de très rares cas de tempête, l’éolienne est automatiquement mise en sécurité et à l’arrêt. Cette situation arrive moins de 0,1 % du temps dans l’année. (Voir facteur de charge de l’éolien).

Perturbation locale du vent

L’effet de dévente interne d’un parc éolien est à prendre en compte dès qu’une éolienne n’est pas isolée. Chaque éolienne récupère une partie de l’énergie cinétique du vent de sorte que dans son sillage, le vent est moins énergétique et plus perturbé qu’en amont du rotor. Ce phénomène très local n’empêche pas le vent de se reconstituer rapidement, mais il exerce une influence sur les éoliennes d’un même parc éolien. Pour des conditions de vent faible, une éolienne dans le cône de dévente (l’ombre en quelque sorte) d’une ou plusieurs autres éoliennes peut ne pas tourner.

La localisation moins favorable d’une éolienne influe sur le vent qu’elle reçoit. Au sein d’un même parc éolien, toutes les éoliennes ne disposent pas du même gisement indépendamment de l’effet de dévente. Pour une vitesse de vent faible, une éolienne située plus bas ou derrière un obstacle peut recevoir moins de vent que d’autres mieux situées et pas assez pour tourner alors que le reste du parc est en production. En fonction de l’orientation du vent, des éoliennes différentes peuvent se trouver dans cette situation moins favorable.

Maintenance et arrêts automatiques

La maintenance curative et préventive des éoliennes nécessite des arrêts qui sont soit automatiques soit programmés, permettant aux techniciens d’intervenir sur l’éolienne. Les contrats de maintenance des installateurs et des entreprises spécialisées prévoient un maximum d’arrêt, généralement 3 % du temps en moyenne annuelle.

La maintenance préventive comprend toutes les opérations d’entretien et de contrôles réguliers nécessaires pour assurer le bon fonctionnement et la sécurité des installations. Elle inclut des changements de consommables ou de pièces. Elle comprend également des améliorations mineures logicielles ou techniques. Les interventions étant programmées, les périodes de vents faibles sont privilégiées afin de ne pas pénaliser la production.

L’arrêt automatique peut intervenir, à la suite de la détection d’une anomalie par le logiciel de contrôle de l’éolienne. Il existe de nombreux processus de sécurité grâce à des capteurs redondants dont les données sont interprétées en continu par le système de contrôle. Dès qu’une anomalie ou une défaillance est détectée, l’éolienne est automatiquement mise à l’arrêt par sécurité. Le centre de maintenance qui pilote les éoliennes à distance peut décider, après analyse de la situation, de redémarrer l’éolienne après correction ou de faire intervenir une équipe de maintenance sur site.

La maintenance curative comprend les interventions sur une éolienne après un arrêt automatique ou une panne à réparer. Ces arrêts sont dommageables pour la production de l’éolienne qui peut être arrêtée plusieurs heures voire plusieurs jours. C’est donc la maintenance préventive qui permet de limiter autant que possible les défauts sur les éoliennes.

Lors de l’intervention d’une équipe de techniciens de maintenance, l’éolienne est mise à l’arrêt dès que les techniciens entrent dans le mât et la nacelle pour des raisons de sécurité. Cette situation est identifiable par la présence d’une camionnette de maintenance à la base du mât. Les éoliennes plus anciennes nécessitent davantage de maintenance et sont donc plus régulièrement arrêtées pour cette raison.

Bridage avec arrêt complet

Dans certaines conditions d’exploitation, une éolienne peut être arrêtée volontairement selon un programme d’arrêt dont les conditions sont définies.

Pour certains sites sensibles, la mise en place d’un programme d’arrêt chiroptère (chauves-souris) peut s’avérer nécessaire. C’est-à-dire que l’éolienne est arrêtée volontairement pour la protection des chauves-souris. Les conditions d’activité des chauves-souris sont connues, il s’agit par exemple des premières heures après le coucher du soleil en été au-dessus d’une certaine température. Certains systèmes permettent également de détecter en continu l’activité environnante des chiroptères pour arrêter l’éolienne quand c’est nécessaire.

Un plan de bridage acoustique est parfois mis en place afin que les émissions acoustiques du parc soient abaissées et respectent à tout instant les normes en vigueur. Une éolienne bridée fonctionne dans un régime qui produit volontairement moins d’énergie que ce qui pourrait être possible. Cela permet de réduire la puissance de la génératrice et/ou la vitesse de rotation pour baisser le niveau d’émission sonore de l’éolienne. Il est possible qu’un plan de bridage prévoit l’arrêt d’une éolienne dans certaines conditions.

Un programme d’arrêt ornithologique peut être mis en place pour des sites sensibles pour certaines espèces d’oiseaux. En fonction des espèces, les arrêts peuvent être programmés pour des passages migratoires, des périodes de reproduction ou de sortie de juvéniles. Les conditions d’arrêts peuvent dépendre d’une période identifiée, d’observations sur site par des ornithologues professionnels ou amateurs ou d’un système de détection dédié.

L’application d’un plan d’arrêt spécifique voire d’un cumul implique des périodes d’arrêts qui peuvent représenter quelques dizaines voire centaines d’heures dans l’année. Toutes les éoliennes d’un parc ne sont pas obligatoirement soumises au même plan d’arrêt.

Conditions exceptionnelles

Certaines conditions exceptionnelles peuvent impliquer l’arrêt d’une éolienne. Par exemple en cas de gel détecté sur les pales des éoliennes, ce qui est automatiquement identifié par le système de contrôle. Dans ce cas, l’éolienne est mise à l’arrêt en attendant le dégel sur les pales. Les situations de gel d’une éolienne sont plutôt rares en France, de sorte que les systèmes dédiés aux pays très froids, comme le chauffage des pales, y sont très peu déployés. Le temps d’arrêt pour gel dépend fortement des conditions climatiques et donc de la localisation de l’éolienne.

Les très rares situations de défaillance du réseau électrique empêchent l’évacuation de l’électricité produite. Dans ce cas, l’éolienne est mise à l’arrêt à défaut de pouvoir évacuer sa production sur le réseau national. Le réseau électrique français est particulièrement fiable grâce à l’expertise des entreprises de transport (RTE) et de distribution de l’électricité (Enedis et ELD). Cette situation est donc très rare et se présente moins de 0,01 % du temps.

Enfin, lorsque la production électrique est supérieure à la demande au niveau européen il peut arriver ponctuellement que le prix de l’électricité soit négatif. Dans ce cas, il est nécessaire d’arrêter les moyens de production qui le peuvent, ce qui est le cas de l’éolien. Dans cette situation rare, les éoliennes peuvent être arrêtées pour ne pas produire d’électricité alors que des moyens comme le nucléaire ne peuvent être arrêtés sur des périodes courtes.