Depuis le XX^e siècle, le développement des activités humaines (industrie, transports, habitats etc.) et de leurs consommations énergétiques ont entraîné une augmentation des gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère.[1]

Source image : www.conventioncitoyennepourleclimat.fr

Les gaz à effet de serre servent à maintenir la vie sur Terre mais leur augmentation est responsable du réchauffement climatique.

La combustion des ressources fossiles comme le pétrole, le charbon et le gaz, est fortement émettrice de CO₂.

Le CO₂ est le principal gaz à effet de serre provoquant le réchauffement climatique.

Une fois ces sources consommées, elles ne peuvent être regénérées.

Elles répondent actuellement à 80 % de la demande énergétique mondiale et sont source d’environ 2/3 des émissions mondiales de CO₂.[2]

Afin de réduire ces émissions et limiter le réchauffement climatique, il est nécessaire de modifier nos usages énergétiques, cela correspond à la transition énergétique.

Pour atteindre les objectifs internationaux liés au réchauffement, celle-ci doit être accélérée notamment avec le déploiement des énergies renouvelables.[3]

[1] Occitanie.developpement-durable.gouv.fr, Fiche action de la Convention-Cadre de l’Education à l’Environnement Pour un Développement Durable en Languedoc-Roussillon, https://www.occitanie.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/fiche_action_8_energie_cle736171.pdf

[2] ONU, Le rôle des combustibles fossiles dans un système énergétique,  https://www.un.org/fr/chronicle/article/le-role-des-combustibles-fossiles-dans-un-systeme-energetique

[3] ONU, Le rôle des combustibles fossiles dans un système énergétique, https://www.un.org/fr/chronicle/article/le-role-des-combustibles-fossiles-dans-un-systeme-energetique

On appelle les énergies renouvelables, les énergies issues de sources non fossiles et inépuisables de la planète.

Les énergies fossiles sont les énergies produites par la transformation de matières organiques enfouies dans le sol depuis des millions d’années.

L’énergie fissile dépend d’un combustible fissile comme l’uranium dont le minerai se trouve dans le sol.

Ces énergies sont en quantité limitée sur Terre.

Les énergies renouvelables ont un impact positif sur l’environnement car leur exploitation ne donne pas lieu à des émissions de gaz à effet de serre. Elles permettent donc de contribuer à la lutte contre le réchauffement climatique.

Toutefois, ces énergies présentent des potentiels variables selon la localisation géographique, les facteurs climatiques, etc.

Par exemple, une éolienne fonctionne seulement dans une zone venteuse.

Aujourd’hui, elles sont de plus en plus compétitives grâce aux progrès technologiques. Certaines technologies sont encore nouvelles et le coût de production d’électricité associé est alors plus élevé.

Leur développement nécessite parfois un soutien public, soit sous forme d’une tarification adaptée, soit en investissant dans des infrastructures.[1]

[1] ADEME, Energies De quoi parle-t-on ?, De quoi parle-t-on ? – Énergies renouvelables : production, réseaux et stockage – Ademe

Le mix énergétique est la répartition des différentes sources d’énergies primaires, fossiles, fissiles et renouvelables, utilisées pour répondre à nos besoins.

Ces différentes sources énergies sont utilisées dans le but de produire de l’électricité, de la chaleur, des carburants pour les transports, etc.

Elles sont utilisées afin de répondre aux besoins énergétiques d’un pays.

Lors du bilan énergétique de la France en 2020, le mix énergétique français dépendait encore à plus de 60 % des énergies fossiles.[1]

Source image : www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr

Il ne faut pas confondre avec le mix électrique, qui lui, représente la répartition des différentes sources d’énergies utiles à la production d’électricité pour répondre aux besoins électriques d’un pays.

Ces énergies sont le nucléaire, l’hydraulique, l’éolien, le solaire, le thermique renouvelable (biogaz et biomasse), déchets (incinération de la fraction renouvelable des déchets) et le thermique fossile (charbon, gaz, pétrole).

Lors du bilan électrique de la France en 2021, le nucléaire représentait à lui seul 69 % de la production totale.[2]

Source image : RTE

[1] Ministère de la transition écologique et de la Cohésion des territoires, Ministère de la Transition énergétique, La transition énergétique en France, La transition énergétique en France | Ministère de la Transition écologique (ecologie.gouv.fr)

[2] RTE, RTE Bilan électrique 2021, Production – Production totale : RTE Bilan électrique 2021 (rte-france.com)

Les énergies renouvelables sont utilisées pour plusieurs types de production.

Pour la production d’électricité, on retrouve l’énergie éolienne (énergie générée par la force du vent, éolien terrestre et en mer), l’énergie solaire photovoltaïque (énergie générée par la captation des rayons solaires), l’énergie hydraulique (énergie générée par le mouvement de l’eau), la biomasse (énergie générée à partir de matière organique végétale et animale) et la géothermie (énergie générée par la chaleur du sol).

Pour la production de chaleur, on retrouve l’énergie solaire thermique (énergie générée par la captation des rayons solaires), la biomasse (l’ensemble de la matière organique végétale ou animale) et la géothermie (énergie générée par la chaleur du sol).

Pour la production de biogaz, on retrouve la méthanisation (énergie générée à partir de matière organique végétale et animale).

Enfin, pour la production de biocarburants, on retrouve la biomasse (énergie générée à partir de matière organique végétale et animale).[1]

[1] Ministère de la transition écologique et de la Cohésion des territoires, Ministère de la Transition énergétique, Les énergies renouvelables, Les énergies renouvelables | Ministère de la Transition écologique (ecologie.gouv.fr)

Le rendement énergétique est le rapport entre l’efficacité réelle d’une machine ou appareil et l’efficacité théorique maximale que l’on peut attendre d’elle.[1]

Plus le rendement d’une installation est élevé, plus elle produira de l’énergie.

La valeur du rendement est comprise entre 0 et 100 %.

Pour les énergies fossiles, le rendement d’une centrale à charbon classique est d’environ 30 % mais il est possible d’atteindre jusqu’à 45 % avec les meilleures technologies possibles, réduisant les émissions de CO₂ par kWh.[2]

Le gaz, le pétrole et le nucléaire ont quant à eux un rendement énergétique avoisinant les 30 %.

Pour les énergies renouvelables, le rendement moyen d’une éolienne est d’environ 20-25 %.[3]

Le photovoltaïque possède un rendement d’environ 20 %.

A titre d’exemple, pour calculer le rendement du photovoltaïque, il suffit de diviser la quantité d’électricité produite par les panneaux par la quantité d’énergie solaire reçue.

La puissance électrique nominale d’un panneau d’un mètre carré est de 200 W (quantité d’électricité produite) et est éclairé par une puissance de 1000 W/m² (quantité d’énergie solaire reçue en été, à midi, sans nuage).[4]

Ainsi, on obtient : (200/1000) = 20 %.

Le rendement n’est pas un indicateur suffisant pour juger une technologie. Des indicateurs économiques et environnementaux sont nécessaires pour évaluer de la pertinence d’une solution de production d’énergie.

A titre d’exemple, le gaz a un rendement de 30 % alors que le photovoltaïque a un rendement de 20 %. On pourrait penser que le gaz est plus performant. Pourtant, 1 kWh électrique produit à partir de gaz va coûter 0,1023 € et va émettre 490 gCO₂ alors qu’un kWh produit à partir de photovoltaïque va couter 0,12 € et va émettre 55 gCO₂.

On observe ainsi que ce qui va nous permettre de faire un choix entre technologie n’est pas le rendement mais plutôt le prix et le facteur d’émission.

D’autres avantages et inconvénients existent pour chaque moyen de production d’énergie notamment sur le plan environnemental, il est important d’avoir une vision d’ensemble du cycle de vie et des différents impacts (économiques, sociaux et environnementaux) pour faire des choix pertinents.

Tableau représentant les différents rendements énergétiques

[1] Wikipédia, Rendement énergétique, https://fr.wikipedia.org/wiki/Rendement_%C3%A9nerg%C3%A9tique

[2] Actu environnement.com, Le charbon dope son rendement, https://www.actu-environnement.com/ae/dossiers/energie-fossile-charbon/rendement-charbon.php4#:~:text=Alors%20que%20le%20rendement%20des,de%20CO2%20par%20kWh.

[3] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

[4] CNRS, Le solaire photovoltaïque en France : réalité, potentiel et défis, https://www.inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/tout-ce-que-vous-devriez-savoir-sur-le-photovoltaique

Aujourd’hui, l’électricité produite par les énergies renouvelables complète la production d’électricité des centrales nucléaires et celle issue de combustibles fossiles.

Pour faire face à la demande croissante en électricité, il est donc nécessaire d’augmenter la part des énergies renouvelables étant donné que les énergies fossiles sont en quantité limitée et émettent des gaz à effet de serre.[1]

C’est le cas du pétrole qui sera épuisé si notre consommation ne baisse pas.

Cependant, l’intermittence des énergies renouvelables peut poser problème, c’est-à-dire qu’elles ne peuvent pas assurer une production constante d’électricité.

C’est le cas notamment de l’éolien et du photovoltaïque qui ne fonctionnent que quand il y a du vent ou de la luminosité.

Néanmoins, certains pays comme l’Islande arrivent à s’alimenter totalement en énergie renouvelable.

De part de sa situation géographique et son contexte géologique, l’Islande dispose de nombreuses sources d’énergies renouvelables.

En effet, près de 100 % de son électricité est issue des énergies renouvelables (principalement en énergie géothermique).

L’Islande peut être une source d’inspiration pour les pays qui cherchent à augmenter leur part d’énergie renouvelable.[2]

RTE a réalisé une étude sur le mix électrique en 2050, celle-ci montre que des scénarios 100% énergie renouvelable sont faisables en France.

Leur faisabilité passe par une électrification des usages et donc une augmentation significative de la production et de la consommation d’électricité.

Pour assurer en permanence l’équilibre offre-demande (production-consommation) et pallier l’intermittence de certains moyens de production d’énergie renouvelable, il sera nécessaire de mobiliser fortement et de mutualiser les moyens de modulation (augmentation ou diminution) de la production ou de la consommation, c’est ce qu’on appelle les flexibilités énergétiques.

Dans son rapport, RTE mise notamment sur le déploiement des batteries de stockage, de la production d’hydrogène vert, des interconnexions, de la flexibilité intentionnelle de la demande (sobriété, décalage de consommations sur certaines plages horaires de forte consommation) mais aussi sur la technologie Vehicle-to-Grid (des véhicules électriques capables de restituer l’électricité stockée dans leur batterie au réseau électrique en cas de pic de consommation).

Le choix entre une solution 100% énergie renouvelable et un mix nucléaire et énergie renouvelable est politique.

[1] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[2] ONU, L’énergie durable en Islande – Un modèle pour le monde ?, https://www.un.org/fr/chronicle/article/lenergie-durable-en-islande-un-modele-pour-le-monde

Un vecteur énergétique est ce qui permet de véhiculer de l’énergie.

L’électricité tout comme l’hydrogène sont des vecteurs énergétiques.

On peut utiliser de l’électricité (produite par les panneaux photovoltaïques ou les éoliennes) pour produire de l’hydrogène à partir d’eau. On pourra ensuite récupérer son énergie en l’utilisant dans une pile à combustible (voir question 3 Domaine Hydrogène pour plus d’informations).

L’hydrogène nous apporte la possibilité d’être stocké, transporté et utilisé après être produit.

Il s’agit donc d’un vecteur énergétique[1]

Schéma représentant l’intérêt d’un vecteur énergétique

[1] Ministère de la transition écologique et de la Cohésion des territoires, Ministère de la Transition énergétique, L’hydrogène et ses avantages, L’hydrogène et ses avantages | Ministère de la Transition écologique (ecologie.gouv.fr)

L’autoconsommation correspond à la consommation de notre propre production d’énergie.

L’autoconsommation individuelle consiste à consommer en partie ou en intégralité une énergie produite sur place.

Initialement limitée aux installations en site isolé, il est désormais possible pour les installations raccordées au réseau de consommer une partie de leur production d’électricité et de vendre le surplus à un tarif d’achat fixé par l’État.[1]

Par exemple, c’est le cas d’une maison individuelle sur laquelle sont installés des panneaux photovoltaïques qui l’alimentent en direct.

L’autoconsommation collective est une opération qui permet à un ou plusieurs producteurs de fournir de l’énergie à un ou plusieurs consommateurs situés dans le même bâtiment.

Une variante est l’autoconsommation collective étendue lorsque l’opération a lieu dans un périmètre de 2 kilomètres.

Les parties prenantes (consommateurs et producteurs) sont liées entre elles au sein d’une personne morale organisatrice (association ou un particulier par exemple).

Cela peut être des écoquartiers, des copropriétés, des lotissements, etc.[2]

Avec la baisse des coûts de production des énergies renouvelables, c’est une pratique qui est amenée à se développer fortement car elle va permettre aux consommateurs d’avoir une électricité à un prix intéressant.[3]

[1] Photovoltaïque.info, Autoconsommation individuelle, Photovoltaique.info – Autoconsommation individuelle

[2] Ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires, ministère de la transition énergétique, Systèmes d’autoconsommation, Systèmes d’autoconsommation | Ministère de la Transition écologique (ecologie.gouv.fr)

[3] Ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires, ministère de la transition énergétique, Systèmes d’autoconsommation, Systèmes d’autoconsommation | Ministère de la Transition écologique (ecologie.gouv.fr)

Les citoyens peuvent participer au développement des énergies renouvelables de deux manières.

Le financement citoyen se traduit par l’investissement des citoyens dans le capital des sociétés portant les projets.

Cela leur permet d’avoir une implication dans la gouvernance.

On appelle cela des projets citoyens.

On peut également investir dans les projets sans participer à la gouvernance.

On appelle cela le financement participatif ou crowdfunding.

Aujourd’hui, la participation financière des citoyens dans les projets de développement des énergies renouvelables est courante.

Ils deviennent alors des acteurs incontournables de la transition énergétique.[1]

[1] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

Pour fonctionner, une éolienne utilise la force du vent pour la transformer en électricité.

Avec ses pales, elle capte la force du vent afin de faire tourner le rotor à une vitesse d’environ 10 à 25 tours par minute.

Une fois l’énergie mécanique créée, elle va être transformée en énergie électrique par un générateur qui est situé à l’intérieur de l’éolienne.

Plus le vent souffle, plus d’énergie sera produite.

L’électricité est ensuite convertie afin d’être injectée dans le réseau électrique via des câbles souterrains.[1]

Une éolienne mesure généralement entre 120 et 155 mètres, pale dressée.

Les plus récentes peuvent même atteindre jusqu’à 230 mètres pale dressée.[2]

L’ancienne génération d’éoliennes terrestres a une puissance maximale comprise entre 2 et 3 MW alors que la nouvelle génération d’éoliennes, dont les premières installations datent de 2020, atteignent une puissance de 6 MW.[3]

Les éoliennes en mer peuvent, quant à elles, atteindre une puissance de 10 MW.

1 MW sert à alimenter environ 400 foyers. Une éolienne dont la puissance est de 6 MW, peut donc alimenter 2.400 foyers.

[1] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

[2] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[3] Eolise, Comprendre l’éolien, https://eolise.fr/comprendre-leolien/technique/#accordion-1873

Une éolienne ne tourne pas si le vent est inférieur à 10 km/h ou s’il est supérieur à 90 km/h afin d’éviter tout risque de casse et minimiser l’usure.

Lorsqu’elle fonctionne, elle tourne à différentes vitesses en fonction de la force du vent.

Ainsi, elle produit en un an autant d’électricité que si elle avait tourné 20 à 25 % du temps à capacité maximale.

Presque toutes les éoliennes en France sont installées sur des sites où les vitesses de vent sont en moyenne supérieures à 20 km/h.

La Charente-Maritime est un territoire où le vent est particulièrement présent ce qui rend propice l’implantation d’éoliennes.

De courts arrêts sont également nécessaires pour la maintenance.

En prenant en compte ces différentes périodes d’arrêt, une éolienne tourne en moyenne 75 à 95 % du temps.[1]

[1] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

Les études sur l’impact de l’éolien sur la santé ne mettent en évidence aucun élément scientifiquement mesurable selon l’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation).

Elle estime qu’il n’existe pas d’effet particulier sur la santé des riverains, notamment ceux exposés à la part non audible des émissions sonores des éoliennes.

Un second rapport publié par l’Académie de médecine en 2017 a confirmé ces conclusions, mettant en cause « l’effet nocebo » des éoliennes.

L’effet nocebo caractérise les personnes ayant reçu des informations négatives sur les éoliennes et ayant signalé des symptômes, qu’ils aient été ou non exposés aux infrasons.[1]

Enfin, l’éolien ne détériore pas la qualité de l’air des citoyens car il ne rejette pas de particules fines et ne pollue pas les sols, contrairement aux énergies fossiles.[2]

[1] France Energie Éolienne, Éolien et santé, https://fee.asso.fr/comprendre/desintox/eolien-et-sante/

[2] France Energie Éolienne, Éolien et santé, https://fee.asso.fr/comprendre/desintox/eolien-et-sante/

L’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation) considère que les émissions sonores des éoliennes sont, bien souvent, très en-deçà de celles de la vie courante.

A 500 mètres de distance entre une habitation et une éolienne, ce qui correspond à la distance minimale à respecter, le bruit est inférieur à 35 décibels, soit moins de bruit qu’une conversation à voix basse.

De plus, les progrès technologiques permettent de rendre les mécanismes des éoliennes de moins en moins bruyants grâce à différents perfectionnements techniques, des engrenages de précision silencieux notamment.

Les éoliennes sont également à l’origine d’infrasons.

Toujours selon l’ANSES, ces infrasons sont émis à des niveaux trop faibles pour constituer une gêne ou un danger.[1]

[1] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

La distance minimale à respecter entre les habitations et une éolienne est de 500 mètres.

Elle peut être supérieure en fonction de l’analyse des impacts prévisibles des éoliennes et des caractéristiques du territoire sur lequel elles seront implantées.[1]

Les éoliennes domestiques doivent respecter une distance égale à la moitié de sa hauteur, avec un minimum de 3 mètres, par rapport à la limite du voisinage.

Pour une éolienne de 30 mètres pale comprise, 15 mètres de distance sont obligatoires.[2]

[1] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[2] Entreprendre.Service-Public.fr, Installation d’une éolienne domestique ou agricole, https://entreprendre.service-public.fr/vosdroits/F33368

La France se retrouve en 4^e position au niveau européen en termes de parcs éoliens terrestres. Les éoliennes terrestres sont également appelées « éoliennes onshores ».

Elles peuvent être installées dans des zones venteuses, à l’écart d’obstacles, du relief et de la végétation.

Avec une puissance totale actuelle de 18,763 GW, la PPE (Programmation pluriannuelle de l’énergie) a fixé pour objectif une puissance installée de 24,6 GW à fin 2023 et 33,2 GW à l’horizon 2028.[1]

Source image : www.revolution-energetique.com

En Europe, La France bénéficie du 2^e gisement éolien en mer (potentiel d’installation) avec ses 11 millions de km².[2]

Les éoliennes en mer sont plus communément appelées « éoliennes offshores ».

L’avantage de l’éolien en mer est qu’il produit plus d’électricité que sur terre car les vents y sont plus forts.

Les éoliennes en mer sont plus grandes et plus puissantes que les éoliennes onshores.

De plus, il n’y a pas les mêmes contraintes que sur terre, comme la proximité des habitations, l’impact sur le paysage, etc.

Cependant, leur installation est plus complexe car liée aux fonds marins et aux conditions météorologiques plus rigoureuses que sur terre et les matériaux sont plus coûteux pour garantir leur résistance.

Il y a également nécessité d’avoir des zones portuaires à proximité pour y fabriquer les gros composants, les préassembler, réaliser le transport et assurer la maintenance.[3]

Plusieurs parcs éoliens en mer sont actuellement en projet en France.

A l’horizon 2030, la France prévoit d’exploiter 17 parcs éoliens offshore.[4]

Source image : www.revolution-energetique.com

D’ici 2028, la PPE se fixe pour objectif d’attribuer 6,2 GW, parmi les 33,2 GW, à de l’éolien en mer.[5]

Emmanuel Macron a même fixé comme objectif le développement de 50 parcs éoliens offshore d’ici 2050, représentant 40 GW installés.[6]

[1] France Energie Éolienne, Enjeux et perspectives, Enjeux et perspectives – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

[2] France Energie Éolienne, L’éolien en mer en chiffres, Éolien en mer – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

[3] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

[4] Révolution énergétique, Où en est l’éolien en mer en France ?,  https://www.revolution-energetique.com/dossiers/ou-en-est-leolien-en-mer-en-france/

[5] France Energie Éolienne, Publication de la Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE), https://fee.asso.fr/cdp/publication-de-la-programmation-pluriannuelle-de-lenergie-ppe/

[6] Actu environnement.com, Éolien en mer : l’industrialisation de son développement se met en place, Éolien en mer  : l’industrialisation de son développement se met en place (actu-environnement.com)

Aujourd’hui, l’électricité produite par les énergies renouvelables complète la production d’électricité des centrales nucléaires et celle issue de combustibles fossiles.

En 2021, l’énergie éolienne a produit 7,8 % de l’électricité nationale[1] avec une puissance installée de 18,763 GW.[2]

D’ici l’horizon 2030, la part des énergies renouvelables devra doubler dans le mix énergétique français pour atteindre 40 % de la consommation d’électricité, c’est l’objectif de la Loi de transition énergétique pour la croissance verte.

Il est même prévu que l’énergie éolienne, terrestre et maritime, devienne la première source d’électricité en France en 2050.

[1] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[2] France Energie Éolienne, L’éolien terrestre en chiffres, Éolien terrestre – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

L’augmentation du nombre d’éoliennes contribue directement à la croissance de l’emploi sur le territoire français.

Fin 2020, l’éolien représentait 22.600 emplois en France, soit une augmentation de 31,4 % par rapport à 2017. Cela représente en moyenne 6 emplois créés chaque jour.[1]

Ces emplois peuvent être dans des bureaux d’études, dans la fabrication de composants d’éoliennes, dans les entreprises chargées de l’assemblage, de l’installation ou du raccordement.

La maintenance et l’exploitation des turbines créent également des emplois proches des installations et permettent de contribuer au dynamisme des territoires ruraux.

C’est le premier employeur des énergies renouvelables en France.[2]

Aujourd’hui, 900 sociétés sont présentes sur toutes les activités de la filière éolienne en France métropolitaine.[3]

[1] France Energie Éolienne, Kit de survie : 11 points de repères sur l’énergie éolienne, Kit de survie de l’éolien : 11 points de repères pour ne pas tomber dans le panneau – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

[2] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

[3] France Energie Éolienne, Kit de survie : 11 points de repères sur l’énergie éolienne, Kit de survie de l’éolien : 11 points de repères pour ne pas tomber dans le panneau – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

Les études, le matériel, le raccordement, l’installation et les frais de mise en service coûtent en moyenne 1 million d’euros du MW éolien terrestre en France.

Le prix d’un parc éolien terrestre vendu clé en main est facturé entre 1,4 et 1,6 million d’euros le MW.[1]

L’investissement pour l’éolien en mer est beaucoup plus coûteux.

Par exemple, le projet éolien de Saint-Nazaire qui sera opérationnel d’ici fin 2022, représente un investissement total de 2 milliards d’euros pour une production totale de 480 MW, soit 4,17 millions d’euros du MW.[2]

Pour accompagner le développement de l’éolien et faire baisser les coûts, l’État a mis en place un système de soutien à la production éolienne.

Tous les foyers français participent au développement des moyens pour produire de l’électricité renouvelable (hydraulique, éolien, solaire, etc.) à travers la CSPE « Contribution au Service Public d’Électricité » prélevée sur leur facture d’électricité.

De façon prévisionnelle, en 2022, environ 58 % de cette taxe est affectée aux énergies renouvelables, dont 16 % pour l’éolien (1,278 milliards d’euros).[3]

Source image : cre.fr

[1] Économie solidaire, Coût d’installation d’une éolienne industrielle,  Coût d’installation d’une éolienne industrielle – Économie Solidaire (economiesolidaire.com)

[2] Parc éolien en mer de St-Nazaire, Enjeux et études | Parc éolien en mer de Saint-Nazaire (parc-eolien-en-mer-de-saint-nazaire.fr)

[3] CRE, La CRE publie son évaluation des charges de service public de l’énergie pour l’année 2022, La CRE publie son évaluation des charges de service public de l’énergie pour l’année 2022 – CRE

Les parcs éoliens sont soumis à plusieurs taxes et impôts.

Le produit de ces taxes et impôts est alors versé intégralement aux différentes collectivités comme le bloc communal (70 %), le Conseil départemental (27 %) et à la Région (3%).

L’IFER (Imposition Forfaitaire des Entreprises de Réseaux) constitue le plus important montant versé par une société de parc éolien.

Une éolienne terrestre génère entre 10.000 et 12.000€ de ressources fiscales par an et par MW aux collectivités au titre de l’IFER.[1]

En ajoutant les taxes de TFPB (Taxe Foncière sur les Propriétés Bâties), de CFE (Cotisation Foncière des Entreprises) et de CVAE (Cotisation sur la Valeur Ajoutée des Entreprises), le bloc communal et le bloc des Départements et des Régions reçoivent respectivement 7.500€ et 4.500€ par MW installé.[2]

Les propriétaires fonciers, comme les agriculteurs, touchent 2.000 à 3.000€ par an et par MW pour une éolienne implantée sur leur terrain.[3]

[1] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

[2] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[3] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

Les parcs éoliens sont soumis à plusieurs taxes et impôts.

Le produit de ces taxes et impôts est alors versé intégralement aux différentes collectivités comme le bloc communal (70 %), le Conseil départemental (27 %) et à la Région (3%).

L’IFER (Imposition Forfaitaire des Entreprises de Réseaux) constitue le plus important montant versé par une société de parc éolien.

Une éolienne terrestre génère entre 10.000 et 12.000€ de ressources fiscales par an et par MW aux collectivités au titre de l’IFER.[1]

En ajoutant les taxes de TFPB (Taxe Foncière sur les Propriétés Bâties), de CFE (Cotisation Foncière des Entreprises) et de CVAE (Cotisation sur la Valeur Ajoutée des Entreprises), le bloc communal et le bloc des Départements et des Régions reçoivent respectivement 7.500€ et 4.500€ par MW installé.[2]

Les propriétaires fonciers, comme les agriculteurs, touchent 2.000 à 3.000€ par an et par MW pour une éolienne implantée sur leur terrain.[3]

[1] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

[2] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[3] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

La production éolienne implique tous les acteurs du territoire, c’est-à-dire les collectivités, les élus, les développeurs et même les citoyens.

Depuis 2015, le cadre du financement participatif pour les énergies renouvelables a été précisé et permet aux particuliers de prendre part au financement des projets éoliens, et aussi en tirer un revenu.

Le soutien public consacré aux énergies renouvelables permet de créer de l’activité qui va engendrer des retombées pour l’État et les collectivités locales.

Cela peut se traduire par des investissements en équipement, services publics ou diminution de fiscalité locale.[1]

[1] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

Pour l’éolien terrestre, la CRE estime que le coût moyen de production est en moyenne de 60,8 €/MWh en mai 2021.

Pour l’éolien en mer, le coût moyen de production est en moyenne de 44 €/MWh, montant retenu pour le parc de Dunkerque attribué en 2019 pour une mise en exploitation à l’horizon 2027.

Ce montant comprend l’ensemble des coûts, c’est-à-dire depuis l’achat des éoliennes jusqu’à leur démantèlement en fin de vie.[1]

Il faut savoir que le prix de l’électricité sur le marché (provenant des centrales nucléaires, solaire, hydraulique, etc.) varie chaque jour.

Si le coût moyen de production de l’éolien est inférieur au prix du marché, le coût du MWh éolien est compétitif. [2]

Au 1^er janvier 2022, le prix de l’électricité sur le marché était de 87,08 €/MWh avant d’atteindre 194,05 €/MWh le 10 juin 2022 selon les données d’EPEX SPOT SE (bourse européenne de l’électricité).

Le coût moyen de production de l’éolien est alors plus compétitif.

[1] France Energie Éolienne, Kit de survie : 11 points de repères sur l’énergie éolienne, Kit de survie de l’éolien : 11 points de repères pour ne pas tomber dans le panneau – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

[2] Rte-France.com, éCO₂mix

Pour l’éolien terrestre, la CRE estime que le coût moyen de production est en moyenne de 60,8 €/MWh en mai 2021.

Pour l’éolien en mer, le coût moyen de production est en moyenne de 44 €/MWh, montant retenu pour le parc de Dunkerque attribué en 2019 pour une mise en exploitation à l’horizon 2027.

Ce montant comprend l’ensemble des coûts, c’est-à-dire depuis l’achat des éoliennes jusqu’à leur démantèlement en fin de vie.[1]

Il faut savoir que le prix de l’électricité sur le marché (provenant des centrales nucléaires, solaire, hydraulique, etc.) varie chaque jour.

Si le coût moyen de production de l’éolien est inférieur au prix du marché, le coût du MWh éolien est compétitif. [2]

Au 1^er janvier 2022, le prix de l’électricité sur le marché était de 87,08 €/MWh avant d’atteindre 194,05 €/MWh le 10 juin 2022 selon les données d’EPEX SPOT SE (bourse européenne de l’électricité).

Le coût moyen de production de l’éolien est alors plus compétitif.

[1] France Energie Éolienne, Kit de survie : 11 points de repères sur l’énergie éolienne, Kit de survie de l’éolien : 11 points de repères pour ne pas tomber dans le panneau – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

[2] Rte-France.com, éCO₂mix

Plusieurs études à l’échelle internationale, nationale et régionale ont démontré une absence d’impact de l’éolien sur la valeur immobilière.

En effet, les impacts négatifs sont trop faibles ou rares pour être stastiquement quantifiables.

La plupart d’entre elles ont été réalisées sur des échantillons de transactions immobilières assez vastes.

Pour être exhaustives, ces études devraient commencer avant l’annonce des projets éoliens, identifier les accords tout au long du développement du projet et observer le marché pendant et après la construction tout en tenant compte de la variation des prix du marché de l’immobilier global.[1]

Une étude a été réalisée aux Etats-Unis dans l’État de Massachusetts en 2016.

L’étude a porté sur un échantillon de 122.000 transactions immobilières conclues entre 1998 et 2012 dans un rayon de 16 kilomètres autour de quarantaine d’éoliennes situées à proximité de zones à forte densité de population.

La conclusion de cette étude a démontré l’absence d’impact lié aux éoliennes sur le niveau de prix de vente des maisons à proximité.

Une autre étude a été faite en Belgique en contactant 3 agences immobilières dans une région où la densité du parc éolien est particulièrement élevée.

Encore une fois, aucun de ces agents immobiliers n’a relaté d’impact sur le prix de vente lié à l’annonce ou à la présence d’éoliennes.[2]

[1] Révolution énergétique, Un parc éolien entraîne-t-il une dévalorisation de votre maison ?,  https://www.revolution-energetique.com/un-parc-eolien-entraine-t-il-une-devalorisation-de-votre-maison/#:~:text=Cette%20%C3%A9tude%20a%20r%C3%A9v%C3%A9l%C3%A9%20qu,%2C%20l’effet%20%C3%A9tait%20n%C3%A9gligeable.

[2] Révolution énergétique, Un parc éolien entraîne-t-il une dévalorisation de votre maison ?,   https://www.revolution-energetique.com/un-parc-eolien-entraine-t-il-une-devalorisation-de-votre-maison/#:~:text=Cette%20%C3%A9tude%20a%20r%C3%A9v%C3%A9l%C3%A9%20qu,%2C%20l’effet%20%C3%A9tait%20n%C3%A9gligeable.

Pour être autorisées, les éoliennes doivent respecter le droit de l’urbanisme ainsi que le droit de l’environnement, notamment les règles appliquées aux Installations Classées pour la Protection de l’Environnement (ICPE) qui nécessitent une étude d’impact et une enquête publique.

Depuis 2011, les éoliennes sont classées IPCE et sont soumises au processus d’autorisation.

Le cadre réglementaire prévoit en particulier :

• L’accord de l’Architecte des Bâtiments de France pour les constructions aux abords des monuments historiques et des sites patrimoniaux remarquables, ainsi que la prise en compte par l’étude d’impact des éléments du patrimoine archéologique national. Suivant leur nature, ces éléments peuvent conduire à la modification du projet et à des fouilles archéologiques préventives.
• La conformité du projet au Plan Local d’Urbanisme.
• La protection des « sites classés », au regard de la nature et de l’importance de la transformation du paysage.
• La protection des sites inscrits : les sites inscrits n’ont pas naturellement vocation à accueillir des éoliennes, et ne pourront exceptionnellement le faire qu’après avis de la commission départementale de la nature, des paysages et des sites.[1]
• La protection de la biodiversité et espèces protégées : selon le code l’environnement, il est interdit de détruire certaines espèces animales et végétales qui sont protégées et d’altérer leurs habitats naturels (article L. 411-1). Cependant, il est possible pour le porteur de projet dans certaines conditions de solliciter auprès de l’administration une demande de dérogation à cette interdiction (article L. 411-2).[2]Une étude d’incidences Natura 2000 doit être réalisée. Les zones de grands enjeux écologiques doivent être également identifiées.

[1] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[2] Éolien et Biodiversité, La destruction d’espèces protégées, https://eolien-biodiversite.com/comment-les-eviter/le-cadre-reglementaire/article/les-especes-protegees

Des réunions de présentations et de concertation sont fréquemment organisées pour ceux habitant dans un rayon de 6 km autour de l’implémentation du projet.

D’autres communes proches peuvent être incluses dans le périmètre de consultation.

De plus, une enquête publique est réalisée pour recueillir l’avis de tous les citoyens souhaitant le donner.

Elle fait l’objet d’un rapport qui est pris en compte dans l’instruction de la demande d’autorisation.[1]

Les citoyens et les élus locaux peuvent également participer au projet dans le choix du site parmi les différentes zones proposées.

Toutes les pièces du dossier et notamment les éléments de l’étude d’impacts sont mis à disposition des citoyens.

Ils peuvent alors demander des explications et donner leur avis avant la fin de l’instruction de la demande environnementale unique.[2]

[1] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[2] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

Du point de vue comptable, jusqu’en 2016, l’ensemble de l’électricité produite était revendu au travers des dispositifs d’obligations d’achat à l’État.

Depuis 2019, la réglementation a évolué progressivement pour permettre l’autoconsommation.

Cela signifie que l’électricité peut être vendue aux riverains de l’opération éolienne qu’ils soient des particuliers, des entreprises ou des collectivités.

En 2022, l’électricité éolienne étant compétitive par rapport aux prix sur le marché, cela peut générer une économie pour les consommateurs.

Du point de vue physique, l’électricité produite par les éoliennes alimente généralement les abonnés raccordés sur le poste-source le plus proche.

Un poste-source est une construction électrique qui se trouve à la jonction des lignes électriques de haute et moyenne tension.

Il permet de réduire ou d’augmenter la tension pour passer d’un réseau à l’autre.

Son rôle est de transporter l’énergie électrique sur tout le territoire français.

Quand le vent est particulièrement fort, le surplus de la production éolienne passe par le réseau de transport et alimente des postes-sources voisins.[1]

[1] Finisètre.gouv.fr, Schéma régional éolien : Guide de l’éolien en Bretagne, https://www.finistere.gouv.fr/content/download/4762/30256/file/Le%20guide%20%c3%a9olien%20en%20Bretagne.pdf

Selon le bilan électrique français de 2021, 69 % de l’électricité provient actuellement du nucléaire.

Avec l’énergie éolienne, la France veut alors diversifier ses sources d’approvisionnement pour limiter les émissions de gaz à effet de serre responsables du changement climatique, sécuriser la production d’électricité en contribuant à la diversification du mix de production d’électricité mais aussi de diminuer la dépendance énergétique et stabiliser les prix, car il n’est pas nécessaire d’importer du combustible pour faire fonctionner une éolienne.[1]

Le nucléaire est certes décarboné mais pas renouvelable, puisqu’il utilise l’uranium comme combustible. La France n’exploite plus de mines d’uranium sur le territoire national depuis 2001 et importe l’intégralité de son uranium (environ 10 700 tonnes/an), provenant principalement du Kazakhstan, du Niger, du Canada, de l’Australie et de l’Ouzbékistan.

La France s’est fixée comme objectif de ramener la part du nucléaire au sein du mix électrique à 50 % d’ici 2035.

De plus, le dernier rapport RTE Futurs énergétiques 2050 montre que le nucléaire seul ne peut pas répondre aux besoins croissants de la France.

Avoir recours aux énergies renouvelables devient alors une nécessité.

[1] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

Les éoliennes sont démantelées et recyclées au bout de 20 à 25 ans d’exploitation.[1]

L’arrêté du 22 juin 2020 impose l’obligation de démanteler la totalité des fondations sauf dans le cas où le bilan environnemental du décaissement total est défavorable, avec pour obligation d’excaver au minimum de 2 à 1m selon la typologie du sol.[2]

Le béton utilisé pour les fondations est remplacé par des terres de caractéristiques comparables aux terres situées à proximité. Une remise en état du site est également imposée.

Les éoliennes sont actuellement recyclables à environ 90 % et cela passera à 95 % d’ici 2024.

L’acier et le béton (90 % du poids), le cuivre et l’aluminium (moins de 3% du poids) sont 100 % recyclables.

Les pales (composites représentant 6 % du poids de l’éolienne) sont, quant à elles, plus difficiles à recycler mais peuvent être valorisées en tant que combustible.

Des travaux et recherches sont en cours pour améliorer leur conception et leur valorisation.

Depuis juin 2020, une réglementation impose des objectifs de recyclage à la fois pour les éoliennes déjà installées et pour les éoliennes futures.[3]

L’objectif est d’avoir des pales 100 % recyclables d’ici 2040 (loi anti-gaspillage pour une économie circulaire).

Une première pale éolienne 100 % recyclable pour l’éolien en mer est en cours de commercialisation depuis début 2022.[4]

Cependant, les aimants permanents (pour les éoliennes en mer) contiennent des terres rares (moins de 0,001 % du poids) qui sont difficilement recyclables.

Les terres rares sont des ressources minérales qui sont utilisées dans la fabrication de technologies de pointe. Il est difficile de s’en passer à l’heure actuelle.

Toutefois, des études sont en cours pour diminuer la quantité utilisée afin de les remplacer par d’autres matériaux mais aussi pour les recycler et ainsi éviter l’extraction de terres rares vierges.[5]

[1] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

[2] Légifrance, Arrêté du 22 juin 2020 portant modification des prescriptions relatives aux installations de production d’électricité utilisant l’énergie mécanique du vent au sein d’une installation soumise à autorisation au titre de la rubrique 2980 de la législation des installations classées pour la protection de l’environnement,

[3] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[4] France Energie Éolienne, Kit de survie : 11 points de repères sur l’énergie éolienne, Kit de survie de l’éolien : 11 points de repères pour ne pas tomber dans le panneau – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

[5] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

Les terres rares sont des ressources minérales qui sont utilisées dans la fabrication de technologies, ici liées aux énergies renouvelables.

Les éoliennes terrestres françaises utilisant des terres rares ne sont plus développées depuis de nombreuses années. En octobre 2020, l’ADEME affirme que seulement 6 % du parc éolien terrestre français contient des aimants permanents et donc, potentiellement des terres rares.[1]

La consommation de terres rares dans ce secteur est principalement dû à l’utilisation des aimants permanents pour l’éolien en mer.

Cette utilisation a pour objectif de diminuer les opérations de maintenance qui, en mer, sont beaucoup plus complexes que sur terre.

Afin de résoudre ce problème, l’arrivée de nouveaux matériaux supraconducteurs pour la construction des aimants permettrait de se passer des terres rares pour les éoliennes en mer.[2]

Les autres pistes étudiées sont les procédés de recyclage des aimants permanents afin de réutiliser certaines terres rares.

[1] France Energie Éolienne, Kit de survie : 11 points de repères sur l’énergie éolienne, Kit de survie de l’éolien : 11 points de repères pour ne pas tomber dans le panneau – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

[2] France Energie Éolienne, Kit de survie : 11 points de repères sur l’énergie éolienne, Kit de survie de l’éolien : 11 points de repères pour ne pas tomber dans le panneau – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

Le cycle de vie comprend la phase de fabrication, l’installation, l’utilisation, la maintenance, le démantèlement des éoliennes et leur fin de vie.

Une analyse du Cycle de Vie réalisée par l’ADEME en 2017 a permis de fournir des données précises sur les impacts environnementaux de la production éolienne onshore et offshore.

L’empreinte carbone calculée pour l’ensemble des parcs éoliens terrestres et maritimes français est très faible.

Pour l’éolien terrestre, on obtient une empreinte carbone de 14,1g CO₂/kWh et 15,6g CO₂/kWh pour l’éolien en mer.[1] C’est la phase de fabrication du matériel éolien qui nécessite le plus d’énergie et génère donc plus d’émissions de gaz à effet de serre.

A titre de comparaison, la moyenne de l’empreinte carbone du mix électrique français est de 36 gCO₂/kWh d’après le bilan électrique français 2021.[2]

[1] Bilan GES ADEME, Renouvelable, https://bilans-ges.ademe.fr/documentation/UPLOAD_DOC_FR/index.htm?renouvelable.htm

[2] RTE, Bilan électrique 2021, https://www.rte-france.com/actualites/bilan-electrique-2021

Si un parc éolien est autorisé, c’est que son impact sur la biodiversité a été jugé faible et qu’il ne met pas en danger la conservation des espèces environnantes.

Ainsi, des études sont réalisées pour analyser notamment le comportement des oiseaux et des chauves-souris avant d’implanter un parc éolien.

Cette installation doit se faire hors des couloirs de migration ou des zones sensibles pour les oiseaux nicheurs.

En période de forte activité chez les chauves-souris, les systèmes de bridage des éoliennes pour les chauves-souris et d’effarouchement pour les oiseaux s’activent.[1]

De plus, tous les parcs éoliens font l’objet d’un suivi régulier pour bénéficier d’une connaissance approfondie de l’impact sur la faune (notamment en ce qui concerne les oiseaux).

Ces impacts concernent la mortalité par collision avec les pales, la perte de territoire de chasse et une dépense énergétique supplémentaire pour les oiseaux en déplacement.[2]

En moyenne, une éolienne tue moins de 10 oiseaux par an. Ce taux de mortalité est faible en comparaison du nombre d’oiseaux tués par des prédateurs comme les chats.

En effet, la Ligue de Protection des Oiseaux (LPO) estime qu’un chat domestique en liberté tue entre cinq et dix oiseaux par an. Il y avait en 2020, en France, 13 millions de chats.

Des travaux sont actuellement menés par l’ADEME en partenariat avec l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature, la Ligue de Protection des Oiseaux et le Muséum National d’Histoire Naturelle pour réduire le taux de mortalité des oiseaux mais aussi des chauves-souris.[3]

[1] Ministère de la transition écologique : le vrai/faux sur l’éolien terrestre

[2] Décrypter l’énergie.org, Oiseaux, chauves-souris et éolienne : quelle cohabitation ?, Oiseaux, chauves-souris et éoliennes : quelle cohabitation ? | Décrypter l’énergie (decrypterlenergie.org)

[3] Librairie ADEME, L’éolien en 10 questions, Edition avril 2019, https://librairie.ademe.fr/cadic/1418/guide-pratique-eolien-en-10-questions.pdf?modal=false

Comme toute construction ou aménagement, un projet éolien modifie la perception du paysage.

Cependant, l’implantation d’éoliennes doit répondre à des critères paysagers qui permettent de déterminer le choix final du site d’implantation.

Afin d’évaluer l’impact d’un projet éolien sur le paysage, on étudie les caractéristiques de ce dernier et sa sensibilité par rapport au projet.

L’étude d’impact paysager répond à trois objectifs : (1) préserver le paysage et le patrimoine, (2) faire évoluer le projet dans le sens d’une qualité paysagère et d’une réduction d’impacts, (3) informer le public.[1]

Pour mieux se fondre dans le paysage, l’entreprise Enercon, leader allemand de fabrication d’éoliennes, eut même l’idée de peindre leur base en vert.

[1] France Energie Éolienne, Kit de survie : 11 points de repères sur l’énergie éolienne, Kit de survie de l’éolien : 11 points de repères pour ne pas tomber dans le panneau – France Energie Éolienne (fee.asso.fr)

Le projet de Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) prévoit l’installation d’environ 18 GW éolien supplémentaires d’ici 2028, soit l’équivalent de 6.200 éoliennes de 3 MW de puissance unitaire.[1]

D’après les études d’impact sur l’environnement du bureau d’études Abies, sur la base de 0,5 hectare par éolienne, 310 hectares de terres agricoles seraient alors consommés chaque année soit 0,001% de la surface agricole utilisée en France en 2019.

Dans son rapport Futurs Énergétiques 2050, RTE annonce entre 25.000 et 35.000 éoliennes présentes sur le terrain français d’ici 2050 dans son scénario 100 % énergie renouvelable contre environ 8.000 actuellement.

[1] Décrypter l’énergie, Bétonisation et artificialisation des terres : quelle contribution de l’éolien ?,https://decrypterlenergie.org/betonisation-et-artificialisation-des-terres-quelle-contribution-de-leolien

Les panneaux photovoltaïques utilisent l’énergie contenue dans les rayons solaires pour produire de l’électricité.

Pour transformer l’énergie solaire en électricité, on utilise des modules photovoltaïques qui sont constitués d’un matériau semi-conducteur, le silicium.

C’est un matériau qui n’est pas tout à fait un isolant, ni tout à fait un conducteur d’électricité.

En effet, le silicium possède la propriété de générer de l’électricité quand il reçoit la lumière du soleil.[1]

Sans bruit et sans émission, les cellules photovoltaïques convertissent directement l’énergie solaire en électricité, sous forme de courant continu.

La présence d’un onduleur va permettre alors de transformer ce courant continu en un courant alternatif, forme permettant de servir à alimenter nos habitations.[2]

[1] Actu environnement.com, Photoscope : évaluer un projet photovoltaïque et contribuer au dialogue territorial, https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-39375-photoscope2022.pdf

[2] Actu environnement.com, Photoscope : évaluer un projet photovoltaïque et contribuer au dialogue territorial, https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-39375-photoscope2022.pdf

Le panneau photovoltaïque transforme la lumière des rayons du soleil en électricité contrairement au panneau solaire thermique, qui, lui, capte les rayons du soleil pour les transformer en chaleur.

Pour ce dernier, les principales applications sont la production d’eau chaude sanitaire, le chauffage, le rafraîchissement de bâtiments d’habitation et tertiaires ainsi que la production de chaleur pour l’industrie.

Cela permet par exemple de fournir une part importante des besoins d’eau chaude pendant de nombreuses d’années avec des prix stables.[1]

Les panneaux photovoltaïques peuvent être raccordés ou non sur le réseau en revendant l’électricité contrairement aux panneaux thermiques qui servent uniquement pour une utilisation individuelle.

[1] ADEME, Énergies : le solaire thermique, https://expertises.ademe.fr/energies/energies-renouvelables-enr-production-reseaux-stockage/passer-a-laction/produire-chaleur/solaire-thermique

La production d’électricité à partir de photovoltaïque est variable, c’est-à-dire uniquement le jour et davantage lorsqu’il fait ensoleillé.

Les panneaux captent alors les rayons directs du soleil.

Les panneaux photovoltaïques peuvent également produire de l’électricité lorsque le ciel est nuageux.

Il existe toujours un rayonnement solaire en cas de temps nuageux mais la production d’électricité sera réduite.

Ils captent alors les rayons indirects du soleil.[1]

De plus, la production photovoltaïque a une forte saisonnalité.

Dans le cas de l’hiver, lorsque la production photovoltaïque est basse, elle est en forte complémentarité avec l’éolien.

Enfin, les technologies de stockage de l’électricité qui se développent permettront dans les années à venir de fournir de l’électricité au moment où l’on a besoin, comme les batteries.[2]

[1] Sunvie, Quel est l’impact des nuages sur les panneaux solaires, Les Nuages Impactent-ils la Production Solaire ? | FAQ (sunvie.eu)

[2] Actu environnement.com, Photoscope : évaluer un projet photovoltaïque et contribuer au dialogue territorial, https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-39375-photoscope2022.pdf

Les coûts des modules photovoltaïques ont considérablement baissé ces dernières années.

En 2020, le coût d’un module photovoltaïque avoisinait les 0,2 euros/Watt crête.[1]

En 2019, le coût pour des installations complètes pour une installation résidentielle était d’environ 2 euros/Watt crête et de 0,7 €/Watt crête pour les grandes centrales au sol.[2]

Ce montant comprend donc les modules en plus de la main d’œuvre pour les installer.

[1] IEA, Evolution of solar PV module cost by data source, 1970-2020, https ://www.iea.org/data-and-statistics/charts/evolution-of-solar-pv-module-cost-by-data-source-1970-2020

[2] ADEME, https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/pvps-etat-photovoltaique-france-2019.pdf

Pour anticiper d’éventuels problèmes qui peuvent survenir dans le temps, l’entretien et la surveillance du bon fonctionnement des panneaux photovoltaïques sont indispensables.

Grâce à une surveillance régulière, de l’entretien et des opérations de contrôle, la durée de vie des panneaux est accrue.

Les éléments vérifiés lors de la maintenance et l’entretien sont les panneaux photovoltaïques afin de déceler s’il y a des modules brisés, des salissures, vérifier l’état de fixation des modules ou encore la présence d’ombrage qui empêcherait un bon rendement de l’installation.

L’installation électrique (onduleur, disjoncteur, etc.) est également inspectée.

On vérifie alors les paramètres de réglage de l’appareil, les filtres à poussières et le bon fonctionnement des diodes.

Cette maintenance doit se faire au moins une fois par an pour les installations sur petite toiture.[1]

[1] Photovoltaïque.info, Entretien et maintenance du système, https://www.photovoltaique.info/fr/exploiter-une-installation/exploitation-technique/entretien-et-maintenance/#:~:text=La%20fr%C3%A9quence%20des%20op%C3%A9rations%20de,les%20petits%20syst%C3%A8mes%20en%20toiture

La durée de vie théorique des panneaux photovoltaïques est d’environ 25 ans mais leur durée de vie réelle peut dépasser largement celle garantie par les fabricants.[1]

Tout au long de sa durée de vie, il produira plus de 15 à 20 fois la quantité d’énergie nécessaire à sa production.

Certains composants ont une durée de vie plus limitée comme l’onduleur qui sert à transformer le courant continu en courant alternatif, a une durée de vie de 10 ans mais tend à s’améliorer.[2]

[1] Photovoltaïque.info, Entretien et maintenance du système, https://www.photovoltaique.info/fr/exploiter-une-installation/exploitation-technique/entretien-et-maintenance/#tab-content

[2] CRNS, Le solaire photovoltaïque en France : réalité, potentiel et défis, https://www.inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/tout-ce-que-vous-devriez-savoir-sur-le-photovoltaique

Comme pour l’éolien, ce montant comprend l’ensemble des coûts, c’est-à-dire depuis l’achat des panneaux jusqu’à leur démantèlement en fin de vie.

Il faut savoir que le prix de l’électricité sur le marché (provenant des centrales nucléaires, solaire, hydraulique, etc.) varie chaque jour.

Si le coût de production moyen du solaire est inférieur au prix du marché, le coût du MWh sera plus compétitif.[1]

En 2021, le prix moyen du MWh retenu du dernier appel d’offres de la CRE pour les grandes installations est de :

• 52,32 €/MWh pour les installations au sol supérieures à 5 MWc
• 63,40 €/MWh pour les installations au sol supérieures à 500 kWc et inférieure ou égale à 5 MWc
• 82,29 €/MWh pour les installations sur ombrières de parking supérieures à 500 kWc et inférieure ou égale à 10 MWc.[2]

Pour les installations de puissance comprises entre 100 et 500 kWc, elles sont éligibles à tarif d’achat fixé par le gouvernement, c’est-à-dire que les producteurs sont rémunérés sur l’énergie qu’ils injectent sur le réseau électrique.

Ils peuvent également autoconsommer tout ou une partie de leur production.

Publié le 29 avril 2022 par la CRE, le tarif du MWh du 2^e trimestre 2022 est de 100,3 €/MWh pour les installations comprises entre 100 et 500 kWc.[3]

Pour les installations de moins de 100 kWc choisissant la vente en totalité, elles bénéficient d’un tarif d’achat sur l’énergie injectée.

Les producteurs ont donc l’obligation d’injecter la totalité de l’énergie qu’ils produisent, mis à part l’énergie servant au fonctionnement de l’installation.

Source image : tecsol.blogs.com

Pour information, le tarif Ta correspond aux installations comprises entre 0 et 9 kWc.

Le tarif Tb correspond, quant à lui, aux installations comprises entre 9 et 100 kWc.

Pour les installations de moins de 100 kWc choisissant la vente en surplus, c’est-à-dire en complément d’une autoconsommation individuelle et/ou collective de l’énergie produite, elles bénéficient d’une prime à l’investissement.

Source image : tecsol.blogs.com

Pour information, le tarif Ta correspond aux installations comprises entre 0 et 9 kWc.

Le tarif Tb correspond, quant à lui, aux installations comprises entre 9 et 100 kWc.

[1] Rte-France.com

[2] CRE Commission de régulation de l’énergie, Rapport de synthèse (Version publique 16 septembre 2021) Appel d’offres portant sur la réalisation et l’exploitation d’installations de production d’électricité à partir de l’énergie solaire « Centrales au sol » 10ème période, 210916_Rapport_AO_PV_Sol_10e_Periode.pdf

[3] CRE Commission de régulation de l’énergie, DELIBERATION N°2021-260 Délibération de la Commission de régulation de l’énergie du 2 septembre 2021 portant avis sur les projets de décret et d’arrêté fixant les conditions d’achat de l’électricité produite par les installations implantées sur bâtiment utilisant l’énergie solaire photovoltaïque d’une puissance crête installée inférieure ou égale à 500 kilowatts et situées en métropole continentale, 210902_2021-260_Avis_arrete_PV_metro_2021.pdf

L’installation de panneaux photovoltaïques est soumise à plusieurs réglementations comme le code de l’urbanisme, de la construction, de l’environnement, etc.

Au niveau de l’urbanisme, une installation photovoltaïque peut être soumise à déclaration de travaux ou permis de construire suivant sa puissance et son type.

De plus, l’installation de panneaux photovoltaïques qui sont susceptibles de modifier l’aspect extérieur d’un patrimoine protégé, tel qu’une zone classée comme monument historique, un site inscrit, site classé, etc. nécessitera une déclaration préalable de l’exploitant.

Cette déclaration devra être par la suite transmise à l’architecte des Bâtiments de France pour expertise et accord.[1]

Ceci en application de l’article L.621-32 du code du patrimoine.[2]

Au niveau environnement, une étude d’impact environnemental et une enquête publique doivent être réalisées si les installations au sol sont de puissance supérieure à 250 kWc ou si les installations sur serres et ombrières sont de puissance égale ou supérieure à 250 kWc.

Pour les installations photovoltaïques au sol de plus de 250 kWc, l’évaluation des incidences est obligatoire, qu’ils se situent soit dans ou soit en dehors d’un site Natura 2000.[3]

Une installation photovoltaïque peut être soumise à l’obtention d’une autorisation d’exploiter en fonction de sa puissance.

Seules les installations de puissance supérieure à 50 MW sont soumises à autorisation d’exploiter.

Les autres installations ne nécessitent pas cette démarche administrative.[4]

[1] La gazette des communes, Peut-on permettre aux propriétaires de monuments historiques d’installer des panneaux photovoltaïques ?

[2] Code du patrimoine, Code du patrimoine : section 4 : Abords, https://www.lagazettedescommunes.com/810425/peut-on-permettre-aux-proprietaires-de-monuments-historiques-dinstaller-des-panneaux-photovoltaiques/https://www.legifrance.gouv.fr/codes/article_lc/LEGIARTI000037667575/

[3] Ministère de l’écologie, du développement durable, des transports et du logement, Installations photovoltaïques au sol : guide de l’étude d’impact, https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/Guide_EI_Installations-photovolt-au-sol_DEF_19-04-11.pdf

[4] Ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires, ministère de la transition énergétique, Solaire, https://www.ecologie.gouv.fr/solaire#scroll-nav__3

Le solaire est une énergie très modulable : l’installation photovoltaïque peut se faire sur toiture (résidentiel et bâtiments commerciaux/bureaux), sur des ombrières de parking ou sur des parcs au sol de grande surface (ce qui permet de faire des économies d’échelle et de produire plus d’électricité).[1]

On peut également parler d’agrivoltaïsme qui consiste à coupler une production photovoltaïque à une production agricole tout en assurant une coalition de fonctionnement entre ces deux activités, c’est-à-dire l’une apporte à l’autre et inversement.

Par exemple, une étude réalisée par l’INRAE (Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement) est en cours sur une centrale au sol combinée à un élevage bovin dont les premiers résultats montrent les bénéfices de l’installation de panneaux photovoltaïques pour le pâturage, notamment avec une meilleure pousse d’herbe.

Toutefois, ces résultats dépendent de la région et du climat.

Ils ne sont donc pas généralisables.[2]

Une autre étude a été menée par l’ADEME afin de dresser un état de l’art des connaissances sur le sujet, de définir les projets photovoltaïques sur les terrains agricoles ainsi que proposer un arbre de décision pour aider les parties prenantes à évaluer la pertinence de leurs projets.

Cette étude démontre les résultats obtenus sur les rendements agricoles en sous-face des structures photovoltaïques dépendent des conditions climatiques des projets mais aussi des espèces et des variétés cultivées (besoins d’ensoleillement et en eau variables) et qu’il existe un grand nombre de structures différentes telles que les centrales au sol, les serres, les ombrières, etc.

Il n’était pas envisageable de faire une classification simple des projets par type de systèmes photovoltaïques et/ou par culture en l’état actuel des connaissances.

L’ADEME propose alors un travail de qualification des projets, appelé arbre décisionnel, qui est un outil d’analyse et d’identification des projets les plus vertueux comme l’agrivoltaïsme et les couplages d’intérêt potentiel pour l’agriculture.

Cependant, compte tenu des nombreux paramètres à considérer et de la diversité des conditions climatiques auquel sont soumis un sol et la culture, une analyse au cas par cas des projets se révèle indispensable pour pouvoir les évaluer et les situer dans le gradient de classification proposé.[3]

Il y a également le solaire flottant qui est une solution pour limiter les conflits d’usage des sols en équipant une partie des surfaces artificielles en eau.[4]

[1] Actu environnement.com, Photoscope : évaluer un projet photovoltaïque et contribuer au dialogue territorial, https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-39375-photoscope2022.pdf

[2] CRNS, Le solaire photovoltaïque en France : réalité, potentiel et défis, https://www.inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/tout-ce-que-vous-devriez-savoir-sur-le-photovoltaique

[3] ADEME, Photovoltaïque et terrains agricoles : un enjeu au cœur des objectifs énergétiques, Photovoltaïque et terrains agricoles : un enjeu au cœur des objectifs énergétiques (ademe.fr)

[4] Actu environnement.com, Photoscope : évaluer un projet photovoltaïque et contribuer au dialogue territorial, https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-39375-photoscope2022.pdf

Du point de vue comptable, jusqu’en 2016, l’ensemble de l’électricité produite était revendu au travers des dispositifs d’obligations d’achat à l’État.

Depuis 2019, la réglementation a évolué progressivement pour permettre l’autoconsommation.

Cela signifie que l’électricité peut être vendue aux riverains de l’opération photovoltaïque qu’ils soient des particuliers, des entreprises ou des collectivités.

En 2022, l’électricité photovoltaïque étant compétitive par rapport aux prix sur le marché, cela peut générer une économie pour les consommateurs.

Du point de vue physique, l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques alimente généralement les abonnés raccordés sur le poste-source le plus proche.

Pour information, un poste-source est une construction électrique qui se trouve à la jonction des lignes électriques de haute et moyenne tensions.

Il permet de réduire ou d’augmenter la tension pour passer d’un réseau à l’autre.

Son rôle est de transporter l’énergie électrique sur tout le territoire français.

Quand les conditions météorologiques sont optimales, le surplus de la production photovoltaïque passe par le réseau de transport et alimente quelques postes-sources voisins.[1]

[1] Finisètre.gouv.fr, Schéma régional éolien : Guide de l’éolien en Bretagne,https://www.finistere.gouv.fr/content/download/4762/30256/file/Le%20guide%20%c3%a9olien%20en%20Bretagne.pdf

Les fabricants de panneaux photovoltaïques et d’onduleurs sont dans l’obligation d’assurer la collecte et le recyclage de leurs produits (directive DEEE).

L’éco-organisme chargé de cette filière est Soren (anciennement PV Cycle France).

D’après Soren, les panneaux photovoltaïques à base de silicium sont recyclables à environ 94 %.[1]

Les modules à base de silicium cristallin représentent plus de 95 % du marché photovoltaïque.

La majorité des matériaux qui composent les panneaux sont le verre, l’aluminium et le cuivre, ils sont 100% recyclable.

Le silicium est, quant à lui, plus difficile à recycler et va donc être valorisé pour la création de nouveaux modules, d’alliages métallique et de verre.[2]

Un groupe de travail de Fraunhofer CSP (institut allemand spécialisé dans la recherche dans le domaine de la cristallisation du silicium), en coopération avec Reiling (entreprise de recyclage allemande), a développé un procédé de récupération du silicium avec un financement du ministère fédéral allemand de l’Économie et du Climat BMWK.

Grâce à ce procédé, tous les modules photovoltaïques en silicium cristallin peuvent être recyclés, quels que soient leur fabrication et leur origine.

Cela est actuellement encore au stade de R&D (recherches et développement).[3]

[1] Soren, Traitement, Soren met en œuvre la filière de traitement des panneaux photovoltaïques – Soren

[2] Actu environnement.com, Photoscope : évaluer un projet photovoltaïque et contribuer au dialogue territorial, https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-39375-photoscope2022.pdf

[3] L’écho du Solaire, Du silicium recyclé pour produire des cellules solaires perc en Allemagne, Du silicium recyclé pour produire des cellules solaires PERC en Allemagne – L’Écho du Solaire (lechodusolaire.fr)

Les panneaux photovoltaïques actuellement commercialisés n’utilisent pas de terres rares selon l’ADEME dans sa fiche technique de 2019.[1]

Certaines technologiques en couches minces, minoritaires sur le marché, utilisent en revanche des métaux dont les ressources sont limitées comme l’indium ou encore l’argent.

Toutefois, ces derniers font moins de 0,1 % de la masse totale du panneau photovoltaïque.[2]

Des solutions technologiques existent pour limiter, voire éviter l’usage de ces ressources.

Par exemple, le bismuth, un métal lourd, est envisagé pour remplacer le plomb dans les soudures car il est moins toxique.[3]

[1] ADEME Terres rares, énergies renouvelables et stockage d’énergie, fiche technique (2019)

[2] Actu environnement.com, Photoscope : évaluer un projet photovoltaïque et contribuer au dialogue territorial, https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-39375-photoscope2022.pdf

[3] CRNS, Le solaire photovoltaïque en France : réalité, potentiel et défis, https://www.inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/tout-ce-que-vous-devriez-savoir-sur-le-photovoltaique

Les émissions indirectes liées à la production des panneaux photovoltaïques sont relativement faibles.

Elles dépendent toutefois de la technologie utilisée et du pays de fabrication des panneaux.

Selon l’ADEME, elles se situent entre 20 et 80g CO₂/kWh.

A titre de comparaison, les émissions des énergies fossiles se situent entre 350 et 1000g CO₂/kWh.

Afin de calculer au mieux l’empreinte carbone du photovoltaïque, le projet INCER-ACV (Impacts environnementaux de la filière photovoltaïque & évaluation des incertitudes) financé par l’ADEME, a décidé de retenir le mix énergétique chinois car la majorité des panneaux installés en France proviennent d’usines de fabrication en Chine.

La valeur par défaut est de 43,9g CO₂/kWh.[1]

Le bilan carbone des installations photovoltaïques sera progressivement amélioré à l’avenir grâce à l’augmentation de la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique alimentant les usines.[2]

Avec le projet REPowerEU, la Commission a fixé pour objectif à l’industrie solaire européenne de produire 75 % des modules solaires installés en Europe d’ici 2030.[3]

[1] Bilan GES ADEME, Renouvelable, Documentation Base Carbone (ademe.fr)

[2] CRNS, Le solaire photovoltaïque en France : réalité, potentiel et défis, https://www.inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/tout-ce-que-vous-devriez-savoir-sur-le-photovoltaique

[3] Tecsol, Semaine décisive pour l’énergie solaire en Europe, Semaine décisive pour l’énergie solaire en Europe (Tecsol blog) (blogs.com)

Les impacts des énergies renouvelables sont moindres sur la biodiversité que les énergies fossiles et fissiles.

Dans le cas du photovoltaïque, les impacts sont principalement attachés aux parcs solaires au sol, de petite ou de grande taille selon les caractéristiques du site.

Cependant, peu d’études sont disponibles en France pour voir réellement les impacts des parcs solaires au sol sur la biodiversité.

Une étude a été initiée par Enerplan en partenariat avec le Syndicat des énergies renouvelables de l’énergie solaire (SER), les régions de Nouvelle-Aquitaine, Occitanie et Provence-Alpes-Côte d’Azur accompagnés par l’ADEME.

Réalisée par deux bureaux d’études, Care & Consult et Biotope, l’étude avait pour objectif de documenter les effets spécifiques des centrales photovoltaïques au sol sur la faune et la flore dans les trois régions.

Le résultat de cette étude est en contradiction avec l’idée reçue selon laquelle les centrales solaires seraient néfastes pour leur environnement.

Il a été observé une tendance positive sur l’évolution des paramètres de la flore, neutre sur les papillons de jour et oiseaux et négative pour les reptiles.

Toutefois, les résultats sont difficilement lisibles et restent parcellaires car les auteurs croisent quatre composantes biologiques (flore, papillons, reptiles et oiseaux), deux temporalités (avant/après construction, analyse de suivi après la mise en service des parcs) et trois paramètres d’analyse (richesse spécifique, patrimonialité et valence écologique).

Cette étude, étant à sa première phase, nécessite donc une analyse plus approfondie en prenant un plus grand échantillon et une période plus large.[1]

Pour que le développement du photovoltaïque soit possible et soutenable, les projets doivent prendre en compte l’environnement et la biodiversité en privilégiant les surfaces bâties et déjà artificialisées.

De plus, on doit identifier et favoriser les sites et sols pollués sous réserve qu’ils ne présentent pas d’intérêt écologique fort.

Il faut également éviter les sites à enjeux de biodiversité et appliquer la séquence ERC (éviter, produire, compenser) à toutes les phases du projet pour une meilleure implantation des parcs.[2]

[1] Actu-environnement.com, Parcs photovoltaïques et biodiversité : de premiers résultats non conclusifs, https://www.actu-environnement.com/ae/news/photovoltaique-biodiversite-etude-enerplan-ser-37257.php4#:~:text=Parcs%20photovolta%C3%AFques%20et%20biodiversit%C3%A9%20%3A%20de%20premiers%20r%C3%A9sultats%20non%20conclusifs,-a%2Ba%2D%20%E2%80%B9%20Retour&text=La%20fili%C3%A8re%20photovolta%C3%AFque%20d%C3%A9voile%20les,en%20particulier%20pour%20la%20flore.

[2] Actu environnement.com, Photoscope : évaluer un projet photovoltaïque et contribuer au dialogue territorial, https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-39375-photoscope2022.pdf

La surface de panneaux photovoltaïques installée en France était de 100 km² en 2019.

Avec les objectifs fixés par la PPE sur la période 2019-2028, la surface installée au sol serait d’environ 365 km² en 2028.

Concernant les toitures, l’objectif est de passer à 175 km² en 2028 contre 50 km² en 2019.

La PPE propose alors de privilégier le photovoltaïque au sol qui est moins coûteux sur les surfaces dégradées et urbanisées pour limiter la consommation d’espaces naturels.

Elle souhaite privilégier également le développement du photovoltaïque sur les parkings.[1]

[1] Orygeen, PPE 2019 : la place du photovoltaïque, PPE 2019 : la Place du Photovoltaïque | Orygeen

Le dihydrogène (H₂), communément appelé hydrogène, est un gaz inodore et incolore, il est l’élément chimique le plus léger. [1]

L’hydrogène est l’élément le plus abondant sur Terre mais il est rarement à l’état pur.

Il se trouve essentiellement sous forme combinée : H₂O (eau), CH₄ (méthane), C₂H₆ (éthane), hydrocarbures (chaînes constituées d’éléments carbone et hydrogène), etc.

Source image : lachimie.net

Les ressources principales pour produire de l’hydrogène sont l’eau, les hydrocarbures tels que le charbon, le pétrole ou encore le gaz ou la biomasse.

Actuellement, l’hydrogène est issu à 95 % de la transformation d’énergies fossiles, dont près de la moitié à partir du gaz naturel (mélange d’hydrocarbures constitué principalement de méthane) pour des raisons économiques. [2]

L’hydrogène c’est également un vecteur énergétique, il contient de l’énergie sous forme chimique pouvant être transportée.

Comprendre la notion de « vecteur énergétique »

La combustion d’1 kg d’hydrogène libère 3 fois plus d’énergie qu’1 kg d’essence. De plus, cette combustion d’hydrogène libère simplement de l’eau.

[1] Ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires, ministère de la transition énergétique, L’hydrogène et ses avantages, L’hydrogène | Ministère de la Transition écologique (ecologie.gouv.fr)

[2] IFP Énergies nouvelles, Tout savoir sur l’hydrogène, Tout savoir sur l’hydrogène | IFPEN (ifpenergiesnouvelles.fr)

Selon la façon de produire l’hydrogène, on peut distinguer trois types d’hydrogène : l’hydrogène carboné, l’hydrogène bas carbone et l’hydrogène renouvelable.

Source image : assets.rte-france.com

En premier lieu, on retrouve l’hydrogène carboné (ex hydrogène gris) qui est produit par vaporeformage de combustibles fossiles (hydrocarbures).

Le vaporeformage consiste en une réaction de « craquage » des hydrocarbures pour libérer l’H₂ en présence de chaleur.

Ce procédé entraîne des émissions de dioxyde de carbone (CO₂) dans l’atmosphère. Il représente 95% de l’hydrogène produit au niveau mondial.

Ensuite, il y a l’hydrogène bas carbone (ex hydrogène bleu et jaune).

L’hydrogène bas carbone est soit produit de la même façon que l’hydrogène carboné à la différence que le CO₂ émis lors de sa production est capté pour être réutilisé ou bien stocké, réduisant ainsi considérablement les émissions de CO₂ en sortie d’usine, soit produit par électrolyse de l’eau (H₂O) à partir d’électricité du réseau électrique français ou issue du nucléaire. [1]

L’électrolyse consiste en la séparation d’une molécule d’eau (H₂O) en oxygène (O₂) et hydrogène (H₂) à partir d’un courant électrique.

Enfin, on retrouve l’hydrogène renouvelable (ex hydrogène vert).

Ce dernier est produit par électrolyse de l’eau (H₂O) en utilisant une source d’électricité d’origine renouvelable comme le solaire ou l’éolien.

A l’aide d’un électrolyseur, on vient séparer une molécule d’eau (H₂O) en hydrogène et en oxygène grâce à un courant électrique et cela, sans émission directe de CO₂ ou autre gaz à effet de serre.[2]

Il existe différents types d’électrolyseurs :

• les électrolyseurs alcalins dont le rendement est de l’ordre de 60-70%. C’est une technologie mature et largement déployée.
• les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM) qui présentent un rendement de 60-75%. Ils sont adaptés aux sources d’électricité intermittentes.
• les électrolyseurs à Haute Température (HTE) qui nécessitent de la cogénération de chaleur. Leur rendement peut atteindre les 90%, mais la technologie n’est pas encore mature.

Les technologies d’électrolyseurs sont relativement récentes et, pour certaines, encore au stade de l’expérimentation.

Il est également possible de produire de l’hydrogène renouvelable à partir de biomasse, grâce à la gazéification ou pyrolyse de celle-ci. Le CO2 émis est équivalent à celui émis si la dégradation de cette biomasse était naturelle, le bilan des émissions est donc neutre. Ce procédé n’est pas encore mature.

Aujourd’hui, la production d’hydrogène renouvelable est encore peu répandue car elle est plus coûteuse (2 à 3 fois plus chère que le reformage à la vapeur) et la production d’énergie renouvelable est peu développée.

Les coûts vont baisser dans les prochaines années avec le déploiement massif de cette technologie et des productions d’énergies renouvelables ainsi qu’avec le développement des usages.

Source image: www.geo.fr

A l’horizon 2030, l’industrie devrait consommer 700 kt/an d’hydrogène renouvelable ou bas carbone, soit 52 % de la production totale d’hydrogène sur le marché français contre 5 % actuellement.[3]

Source image : s3.production.france-hydrogene.org

[1] IFP Énergies nouvelles, Tout savoir sur l’hydrogène, Tout savoir sur l’hydrogène | IFPEN (ifpenergiesnouvelles.fr)

[2] France Hydrogène Edition 2021

[3] France Hydrogène Edition 2021

L’hydrogène est un gaz peu dense et très volatile, à température et pression ambiante. Il occupe un grand volume. [1]

En effet, il faudrait 11 m³ (coffre d’un utilitaire) pour stocker 1 kg d’hydrogène à pression atmosphérique. [2]

Il est donc nécessaire de le comprimer pour le stocker sur un volume réduit. Il peut être stocké dans des réservoirs, des bundles ou des bonbonnes.

Source image : learnandconnect.pollutec.com

La compression nécessite de l’énergie et engendre donc une augmentation du coût de production.

Sous forme gazeuse, on peut le comprimer jusqu’à une pression de 900 bars.

A une pression de 700 bars, on peut alors stocker 5 kg d’hydrogène dans un réservoir de 130 litres.

L’hydrogène peut également être comprimé à 200 et 350 bars selon les usages. [3]

La forme gazeuse est la solution la plus répandue aujourd’hui pour stocker et transporter l’hydrogène.

On peut également le rendre liquide pour le comprimer davantage à une température de -253°C, c’est-à-dire jusqu’à son point d’ébullition.

On peut alors stocker 5 kg d’hydrogène dans un réservoir de 75 litres. [4]

Toutefois, les réservoirs doivent être parfaitement isolés afin de conserver l’hydrogène liquide. En effet toute absorption de chaleur vaporise le liquide.

Liquéfier l’hydrogène nécessite beaucoup d’énergie. Cette solution est réservée aux applications de très hautes technologies comme la propulsion spatiale.

Enfin, on peut stocker l’hydrogène sous forme solide.

On utilise des matériaux pouvant absorber / désorber l’hydrogène de manière réversible. Le stockage ou la libération de l’hydrogène se fait par variation de température via un apport de chaleur.

Il s’agit d’une piste de recherche prometteuse qui permettrait de démocratiser l’hydrogène (car stocké à température et pression atmosphérique ambiante).

[1] IFP Énergies nouvelles, Tout savoir sur l’hydrogène, Tout savoir sur l’hydrogène | IFPEN (ifpenergiesnouvelles.fr)

[2] Air Liquide, Stocker l’hydrogène, https://energies.airliquide.com/fr/mediatheque-planete-hydrogene/comment-stocker-lhydrogene#:~:text=Ainsi%2C%20%C3%A0%20700%20bar%2C%20l,%C3%A0%20pression%20et%20temp%C3%A9rature%20normales

[3] Solutions H2 production aux usages

[4] Air Liquide, Stocker l’hydrogène, https://energies.airliquide.com/fr/mediatheque-planete-hydrogene/comment-stocker-lhydrogene#:~:text=Ainsi%2C%20%C3%A0%20700%20bar%2C%20l,%C3%A0%20pression%20et%20temp%C3%A9rature%20normales

L’hydrogène peut être transporté de différentes façons.

Il peut être transporté par camion sous forme gazeuse ou liquide.

Sous forme gazeuse, il est comprimé entre 200 et 900 bars afin de gagner en volume et transporté en bouteilles ou tube trailer.

Sous format liquide, il est liquéfié afin qu’il se condense et il est transporté en camion citerne.

Cela permet de transporter un volume plus important que par bouteille d’hydrogène gazeux.

On peut également transporter l’hydrogène par hydrogénoducs sous forme gazeuse à des pressions de 50-80 bars. Le transport se fait à travers des conduites dédiées et installées sur des zones industrielles fortement consommatrices en hydrogène.

La création de nouvelles canalisations afin d’agrandir le réseau hydrogène nécessiterait d’importants investissements.

C’est pourquoi, d’autres solutions moins coûteuses sont étudiées comme l’injection d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel existant.

Il serait alors possible de transporter un mélange de gaz naturel/hydrogène dans les conduites de gaz existantes sans modification majeure. Le pouvoir calorifique de l’hydrogène est cependant inférieur à celui du gaz naturel, le mélange des deux gaz va donc modifier le rendement lors de la combustion des gaz.

C’est pourquoi Terega et GRTgaz travaillent actuellement sur une cartographie des possibilités d’injection d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel français. [1]

Enfin, il y a le transport par voie maritime pour les très longues distances.

De la même manière que pour les camions, l’hydrogène est comprimé dans des réservoirs et chargé sur des porte-conteneurs.

Il y a peu d’export aujourd’hui mais de grands hubs internationaux vont se développer pour transporter d’importantes quantités d’hydrogène d’un pays à un autre le long des corridors de transit. [2]

En résumé, le volume d’hydrogène transporté par jour ainsi que la distance parcourue entre son site de production et son site de stockage ou de distribution sont des paramètres essentiels dans le choix du transport.

Le choix de transport aura évidemment un impact sur le coût final de l’hydrogène distribué.

Par exemple, le coût de transport de l’hydrogène liquide est plus élevé que l’hydrogène gazeux mais permet de transporter une quantité deux fois plus importante d’hydrogène (hydrogène liquide : 70,9 kgH₂/m³ et hydrogène gazeux : 39,6 kgH₂/m³). [3]

[1] Terega, Transport d’hydrogène, comment Teréga organise son réseau ?,  https://www.terega.fr/transport-dhydrogene-comment-terega-organise-son-reseau

[2] Solution H2 production aux usages

[3] Solution H2 production aux usages

La distribution est une étape importante pour les usages de la mobilité qui sont plus diffus que l’industrie.

La distribution se fait de la même façon que pour le bioGNV ou le diesel, c’est-à-dire au niveau de stations de distribution.

Le déploiement de la mobilité hydrogène nécessite alors un maillage et une disponibilité des stations de distribution sur le territoire.

En 2020, 54 stations H₂ sont opérationnelles en France et 1000 stations sont prévues d’ici 2030. [1]

L’objectif, d’ici 2040, est de déployer des stations hydrogène tous les 150 km le long du réseau français.

Source image : vighy.france-hydrogene.org

Le coût des stations dépend de plusieurs facteurs comme le dimensionnement, l’utilisation (350 ou 700 bars) mais aussi du niveau de disponibilité souhaité pour les installations (dimensionnement du stockage), etc.

De plus en plus de stations multi-énergies voient le jour au sein du territoire. Cela permet de répondre à l’ensemble des mobilités présentent en France.

Le prix de l’hydrogène est exprimé en euros/kg à la sortie de la pompe.

Le prix final intègre le coût de production, de conditionnement, de transport jusqu’à l’usage final et de l’investissement dans l’infrastructure de distribution. [2]

Aujourd’hui, le prix final de l’hydrogène en station est de 9 à 12 €/kg sachant qu’un véhicule léger consomme environ 1 kg H₂ pour 100 km.

[1] Vig’hy, l’observatoire de l’hydrogène, Chiffres clés, Chiffres clés – Vig’Hy (france-hydrogene.org)

[2] Solution H2 production aux usages

Aujourd’hui, l’hydrogène répond aux usages de 3 secteurs économiques : la mobilité, l’industrie et l’énergie.

Dans l’industrie, l’hydrogène sert de molécule de base dans l’ammoniac (NH₃) utilisé pour la production d’engrais, dans le méthanol (CH₃OH) utilisé pour la résine, la teinturerie, etc. mais aussi comme réactif dans les procédés de raffinage des produits pétroliers pour obtenir de l’essence ou du fioul ou dans les procédés de raffinage d’huiles, d’épaississants ou édulcorants. C’est aussi la matière première pour certains produits en chimie.

L’hydrogène peut aussi être utilisé dans les cimenteries, dans l’industrie du verre, dans la métallurgie et dans l’électronique.

Il est utilisé en tant que gaz, sa combustion produisant de l’énergie. Il peut donc se substituer au gaz naturel dans les procédés de combustion comme dans les fours à gaz, dans les chaudières ou les turbines de cogénération.

Il est utilisé pour générer de l’énergie sous forme de chaleur et d’électricité grâce à une pile à combustible. L’hydrogène permet ainsi de produire de l’énergie pour les sites isolés « hors réseau », dans le cas d’application de secours et en remplacement des groupes électrogènes fonctionnant actuellement avec des combustibles fossiles.

La pile à combustible permet de produire de l’électricité et de la chaleur à partir d’oxygène de l’air ambiant et d’hydrogène, en libérant uniquement de la vapeur d’eau.

L’hydrogène est également employé comme combustible pour décarboner la mobilité, notamment dans la mobilité lourde routière et maritime (les bus, camions, navires, etc.). [1]

L’hydrogène ainsi utilisé dans la mobilité permet de fournir de l’énergie électrique grâce à une pile à combustible, l’électricité étant stockée dans une batterie accessoire et ensuite utilisée par un moteur électrique. Les avantages de cette mobilité électrique à hydrogène est de gagner en autonomie, en temps de charge, en volume et charge utile vis-à-vis de la mobilité électrique à batterie.

Certains usages de la mobilité lourde passent par de la combustion directe de l’hydrogène comme dans l’aérospatial.

L’hydrogène pourra être utilisé comme source de flexibilité aux réseaux énergétiques (électriques et gaziers).

Source image : www.equilibredesenergies.org

[1] France Hydrogène, Une décennie pour le développement de l’hydrogène renouvelable et bas-carbone, FH-Infographie Hydrogène-FR (france-hydrogene.org)

L’hydrogène est un gaz non toxique, non corrosif, très inflammable et très léger. Ces caractéristiques sont valables quel que soit son origine (même l’hydrogène renouvelable).

L’hydrogène est donc très volatile en milieu extérieur de par sa légèreté et la taille de la molécule.

Son seuil d’inflammabilité dans l’air est compris entre 4% et 74,5% en volume d’air. Le risque d’inflammation et d’explosion est présent uniquement au delà de 4% donc.

Cette fourchette est plus importante que le gaz naturel.

L’hydrogène a une énergie minimale d’inflammation très faible, ce qui veut dire qu’il faut très peu d’énergie pour initier une explosion (dix fois moins que le méthane) dans le cas où on dépasse les 4% d’H2 en volume d’air.[1]

Les risques d’explosion sont différents de ceux qui entourent d’autres gaz présents dans les véhicules : GNV (gaz naturel pour véhicules), GLP (gaz de pétrole liquéfié) ou encore la vapeur d’essence mais ces risques sont tout autant connus et maîtrisés.

A noter que, les risques d’asphyxie avec l’hydrogène sont très faibles car l’hydrogène n’est pas toxique sauf à des concentrations très élevées donc en milieu intérieur non ventilé.

Des aérations et une bonne circulation de l’air sont mises en place pour éviter les risques d’inflammation et d’asphyxie.[2]

Toute source d’étincelle doit également être écartée, pour ne pas initier une inflammation.

Les risques associés à l’hydrogène sont connus, anticipés et ainsi maitrisés par des moyens de prévention et de normes de sécurité associés.

[1] Guide pour l’évaluation de la conformité et la certification des systèmes à hydrogène – La librairie ADEME

[2] H2 Mobile, La sécurité des véhicules à hydrogène, https://www.h2-mobile.fr/dossiers/securite-vehicules-hydrogene/

Il existe toute une série de normes et de réglementations dans le cadre de la production, du stockage, de la distribution et des usages de l’hydrogène pour sécuriser les infrastructures et la population. [1]

L’hydrogène étant un gaz inflammable, il y a formation de zones ATEX (ATmosphère EXplosive). Une atmosphère explosive se forme lorsqu’un mélange entre l’oxygène de l’air et une substance combustible sous forme de gaz, vapeurs ou de poussières se retrouve dans une plage de concentration suffisante. Ces zones sont associées à des mesures d’organisation et de préventions adaptées ainsi qu’à des appareils / outils réglementaires. Un contrôle d’accès à ces zones est mis en place. [2]

Source image : Pictogramme de la norme ATEX

L’ensemble des professionnels qui sont amenés à agir sur les infrastructures comme les pompiers, les techniciens, les constructeurs, etc. sont formés à ces risques.

Les installations d’hydrogène sont soumises au code de l’environnement et peuvent être considérées comme des Installations Classées pour la Protection de l’Environnement (ICPE) selon les seuils de :

• Fabrication (rubrique 3420)
• Stockage (rubrique 4715)
• Distribution (rubrique 1416) de l’hydrogène.

Les installations seront, selon les seuils, soumises à déclaration ou autorisation ou classées SEVESO. Ces classifications sont associées à un ensemble d’exigences réglementaires et de contrôles. [3]

Les risques sont connus et maîtrisés dans le secteur industriel. Un travail est en cours sur l’adaptation de la réglementation pour accompagner le déploiement de l’hydrogène et la démocratisation des usages.

Pour la mobilité, les véhicules qui circulent en France aujourd’hui sont tous homologués. Ils doivent passer un certain nombre de tests (crash tests notamment) dont l’objectif est de vérifier :

• que tous les moyens d’empêcher les fuites ont été mis en œuvre
• la résistance à des pressions importantes, à des vibrations et à la corrosion
• l’élimination des risques d’incendie et d’explosion en cas d’étincelle interne à bord des véhicules.

De plus, un cadre spécifique pour les stations-services distribuant de l’hydrogène a été mis en œuvre en 2018. Il permet de clarifier les réglementations relatives à la sécurité et à la prévention des risques. [4]

L’utilisation de l’hydrogène pour la mobilité exige de la part des constructeurs de véhicules et d’équipements une très bonne connaissance des propriétés physiques et chimiques de l’hydrogène.

Pour rappel, les piles à combustible des véhicules à hydrogène permettent de produire de l’électricité à partir d’hydrogène et d’oxygène de l’air avec un processus chimique qui ne rejette que de l’eau.

Source image : www.lemondedelenergie.com

De plus, les constructeurs ont également pour instruction de préciser les règles concernant les contrôles en cours de vie et/ou la durée d’utilisation avant remplacement des réservoirs.

Enfin toute intervention sur le système d’alimentation en hydrogène ne peut être effectuée que par du personnel qualifié et habilité à le faire. [5]

[1] Librairie ADEME, Guide pour l’évaluation de la conformité et la certification des systèmes à hydrogène, Guide pour l’évaluation de la conformité et la certification des systèmes à hydrogène (ademe.fr)

[2] Vig’hy, Fiche Vig’hy Stockage hydrogène, Microsoft Word – Fiche Vighy Stockage Hydrogène V1 janvier 21 (france-hydrogene.org)

[3] Vig’hy, Fiche Vig’hy Production d’hydrogène, Microsoft Word – Fiche Vighy Production V1 janvier 21 (france-hydrogene.org)

[4] Ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires, ministère de la transition énergétique, L’hydrogène en 10 points, L’hydrogène | Ministère de la Transition écologique (ecologie.gouv.fr)

[5] H2 Mobile, La sécurité des véhicules à hydrogène, https://www.h2-mobile.fr/dossiers/securite-vehicules-hydrogene/

Tout d’abord, le développement de l’hydrogène permet la création d’emplois.

Aujourd’hui plus de 4 000 emplois ont été créés pour répondre aux besoins du marché de l’hydrogène et plus de 100 000 emplois directs et indirects sont attendus d’ici 2030.[1]

Développer la filière hydrogène renouvelable pour décarboner l’économie nécessite des investissements conséquents (24 milliards d’euros entre 2020 et 2030).

La Stratégie nationale française prévoit 7,2 milliards d’euros de soutien financier de l’Etat pour développer une filière compétitive de l’H2 renouvelable et bas carbone. Les axes de soutien sont la R&D (Recherche et Développement), la décarbonation de l’industrie et le développement de la mobilité.

Un budget supplémentaire de 1,9 milliard d’euros pour soutenir les projets de gigafactories d’équipements a été débloqué dans le cadre du plan d’investissement France 2030.

Ces subventions devraient contribuer à une meilleure compétitivité de l’hydrogène.[2]

Le dispositif PIIEC « Projet Important d’Intérêt Européen Commun » autorise, quant à lui, les États membres à subventionner massivement des projets d’industrialisation dans des secteurs stratégiques (batteries, santé et notamment hydrogène).

Les financements publics (ADEME, collectivités locales et territoriales et appels à Projets européens, etc.) sont nécessaires et permettent de soutenir le développement de l’hydrogène.[3]

Aujourd’hui, l’ADEME a déjà apporté un premier soutien au déploiement de la filière par le biais d’appels à projets (écosystèmes mobilité). [4] Ainsi, depuis 2018, 19 écosystèmes ont déjà été soutenus par l’ADEME pour un montant de subvention de 98 millions d’euros. [5] 

Elle a poursuivi la mise en œuvre de la stratégie nationale hydrogène, via un second appel à projets qui vise à faire émerger les infrastructures de production d’hydrogène bas carbone et renouvelable alimentant des usages de cet hydrogène (mobilité et industrie). Une première présélection de 7 projets lauréats a été réalisée fin 2020.

L’ADEME a proposé aux Régions de s’associer à la dynamique de déploiement de ces écosystèmes sur leur territoire afin de favoriser le cofinancement des projets de territoire.

Source image : https://www.ecologie.gouv.fr/france-relance-appel-projets-ecosystemes-territoriaux-hydrogene

Enfin, des entreprises peuvent s’associer pour lancer des fonds d’investissement. C’est le cas notamment de l’association des entreprises Air Liquide, Total Energies et Vinci qui ont lancé un fonds d’investissement opérationnel depuis fin 2021. Sur les 800 millions d’euros réunis, les fondateurs ont mis chacun 100 millions d’euros sur la table pour le lancement de ce projet qui a séduit de nombreux investisseurs.[6]

A l’avenir, il y aura une réduction des coûts des électrolyseurs et des piles à combustible grâce au déploiement massif de ces nouvelles technologies.

Ainsi, d’ici 2030, l’hydrogène renouvelable sera compétitif dans de nombreux secteurs. Ce sera le cas dans la plupart des secteurs des transports ainsi que pour la consommation d’énergie dans l’industrie (chauffage et électricité), indépendamment des subventions.[7]

En produisant l’hydrogène localement, cela permet de réduire la dépendance aux autres pays, de renforcer la souveraineté du pays mais aussi de créer des emplois locaux.

[1] France Hydrogène, Une décennie pour le développement de l’hydrogène renouvelable et bas-carbone, FH-Infographie Hydrogène-FR (france-hydrogene.org)

[2] H2 Entreprises, L’hydrogène renouvelable en questions, H2 Entreprises – L’hydrogène renouvelable en question

[3] France Hydrogène Edition 2021

[4] ADEME, Énergies : le vecteur hydrogène, Le vecteur hydrogène – Ademe

[5] Ministère de la transition écologique et ministère de la transition énergétique, France Relance/appel à projets Écosystèmes territoriaux Hydrogène, France Relance / appel à projets Écosystèmes territoriaux Hydrogène | Ministères Écologie Énergie Territoires (ecologie.gouv.fr)

[6] France Hydrogène Edition 2021

[7] H2 Entreprises, L’hydrogène renouvelable en questions, H2 Entreprises – L’hydrogène renouvelable en question

Le coût de l’hydrogène dépend du coût d’achat de l’électricité, du dimensionnement des infrastructures, des investissements et du coût de la maintenance.

Aujourd’hui, produire de l’hydrogène à partir de l’électrolyse coûte 2 à 3 fois plus cher que l’hydrogène carboné et 2 fois plus cher que l’hydrogène bas-carbone.

Cela s’explique par le fait que le procédé de production est encore en développement et que le coût d’électricité à partir d’énergie renouvelable n’est pas encore pleinement compétitif.

L’hydrogène renouvelable ne deviendra compétitif qu’à la condition de réduire les coûts sur l’ensemble de la chaîne de valeur, à commencer par le coût de production de l’électricité renouvelable (éolien, solaire) mais également celui des électrolyseurs ou des piles à combustible.

La réduction du coût de production d’hydrogène renouvelable passe par la massification des productions. En effet, le passage d’une production « expérimentale » et de petite échelle d’hydrogène renouvelable à une industrialisation du procédé va participer à réduire le coût de cet hydrogène.

Le coût des électrolyseurs va tendre à diminuer grâce à l’amélioration de la technologie et par l’industrialisation de la production.

Avec la demande d’hydrogène croissante, la mise en œuvre d’infrastructures hydrogène entre les bassins industriels peut permettre de réduire le coût de l’hydrogène livré de 10 % d’ici 2030 et de 4 % supplémentaire d’ici 2040. [1]

[1] Compétitivité de la France – Rôle des infrastructures de transport et de stockage de l’hydrogène

L’hydrogène n’est pas dangereux pour la santé et ne se présente pas comme un polluant.

En cas de forte accumulation dans l’atmosphère, l’hydrogène a des impacts potentiellement néfastes sur la couche d’ozone et sur l’effet de serre.

Pour avoir un effet sur le réchauffement climatique, l’hydrogène doit donc se retrouver dans l’atmosphère suite à une fuite par exemple. Pour estimer les volumes de fuites potentielles d’hydrogène, les chercheurs se basent sur les fuites de méthane dont environ 50 % ont lieu lors de la phase d’extraction du gaz naturel. L’hydrogène produit par électrolyse n’est pas concernée par cette phase. Il n’est alors pas pertinent d’estimer les volumes de fuites de l’hydrogène à partir de ceux du méthane, qui sont nettement supérieurs.

Les risques de fuite de l’hydrogène sont donc faibles dans les technologies de production, de stockage et de distribution. Si les risques de fuite sont faibles, les risques de forte accumulation et donc d’effet sur le réchauffement climatique aussi. 

De plus le potentiel de réchauffement global de l’hydrogène est inférieur à celui du méthane. Sur une période de 100 ans, le pouvoir de réchauffement global (PRG) de l’hydrogène est d’environ 11. A titre de comparaison, le méthane a un PRG de 25 et le CO₂ d’1 puisqu’il sert de référence sur 100 ans.

Ainsi malgré un PRG de 11 (impact sur le réchauffement climatique 11 fois supérieur à celui du CO2), la quantité d’hydrogène potentiellement présente dans l’atmosphère (issue des fuites) est extrêmement faible. L’impact sur le réchauffement climatique est ainsi très faible de par sa faible présence dans l’atmosphère. [1]

[1] France Hydrogène, Fuites d’hydrogène : quel danger réel pour le climat ?, 2022 06 fuites-H2 (003).pdf

La production d’hydrogène renouvelable est décarbonée car elle n’entraîne pas directement d’émissions de CO₂ dans l’atmosphère.
Si on regarde l’ensemble de la chaîne de valeur de l’hydrogène renouvelable et bas carbone (de la production aux usages), les émissions de CO₂ associées sont faibles.

De plus, lors de l’usage de l’hydrogène (quel que soit le procédé de production), sa combustion n’entraîne pas d’émissions de CO₂ dans l’atmosphère. Il s’agit donc d’un vecteur énergétique décarboné (sans carbone associé).
Cet hydrogène peut être utilisé pour alimenter en énergie décarbonée les unités industrielles et ainsi contribuer à la décarbonation des procédés industriels par la substitution des énergies fossiles utilisées actuellement.

En remplaçant les énergies fossiles utilisées par de l’hydrogène décarboné, on réduit ainsi considérablement les émissions de CO₂ dans l’atmosphère réduisant ainsi l’impact sur le réchauffement climatique.

Les enjeux de la transition énergétique sont multiples :

• Epuisement des carburants fossiles
• Effet de serre additionnel et réchauffement climatique
• Croissance de la pollution
• Souveraineté énergétique

En tant que vecteur énergétique décarboné, l’hydrogène peut être valorisé dans de nombreux usages et ainsi permettre de :

• réduire la dépendance aux énergies fossiles
• palier à l’intermittence des énergies renouvelables et assurer la stabilité du réseau, tout en facilitant le déploiement des EnR
• réduire la dépendance énergétique aux autres pays grâce à une production locale d’énergie (électricité et gaz) [1]
• maîtriser l’approvisionnement et le coût de l’énergie
• réduire les émissions de gaz à effet de serre et ainsi réduire l’impact sur le réchauffement climatique

L’hydrogène renouvelable est donc indispensable dans l’accompagnement à la transition énergétique.

L’hydrogène bas carbone pourrait s’avérer être une solution de transition, en attendant que les technologies d’électrolyse et de production d’électricité renouvelable soient suffisantes. [2]

[1] Ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires, ministère de la transition énergétique, L’hydrogène et ses avantages, L’hydrogène | Ministère de la Transition écologique (ecologie.gouv.fr)

[2] France Hydrogène, Brochure Parlons Hydrogène ! Tout savoir (ou presque) sur l’hydrogène. (france-hydrogene.org)