Repowering d'un parc éolien, qu'est-ce que c'est ?

Les énergies renouvelables sont un aspect clé de la Programmation Pluriannuelle de l'Énergie. Ces moyens de production d’énergie verte limitent les rejets de Gaz à Effet de Serre (GES), mais leur recyclage suscite de nombreuses interrogations.

En réponse, plusieurs acteurs se sont positionnés pour intégrer le secteur des énergies renouvelables (EnR) dans l’économie circulaire. C’est notamment le cas de l’énergie éolienne, dont les installations une fois arrivées en fin de vie sont sujettes à un « repowering ».

Qu'est-ce que le repowering d'un parc éolien ?

Pourquoi repower un parc éolien ?

La puissance installée d’énergie éolienne croît de façon exponentielle depuis plusieurs décennies. Or, la durée de vie moyenne d’une éolienne se situe entre 20-25 ans. Les anciennes éoliennes dites de première génération arrivent donc en fin de vie.

D’ici à 2030, on estime qu’environ 5 700 éoliennes seront démantelées chaque année. Afin de traiter les tonnes de déchets produits par cette activité, l’Etat soumet les exploitants à la Loi sur l'Économie Circulaire qui oblige le traitement et le recyclage des éoliennes. Développer une filière industrielle qui donne une seconde vie aux parcs éoliens est aujourd’hui une priorité.

Les acteurs de la filière profitent également de cette opportunité pour prolonger la vie des sites en mettant en place des projets de repowering. Le repowering désigne la reconception totale d’un parc éolien pour continuer son exploitation. Les exploitants doivent provisionner 50 000 euros en vue de l’opération pour une turbine de 2 MW ou moins, et 10 000 euros par MW supplémentaire. Ces projets répondent donc à des enjeux réglementaires, économiques et environnementaux.

Les intérêts cachés (ou pas) derrière le repowering :

• Augmenter la performance énergétique des sites existants, déjà localisés dans des emplacements optimisés pour la production d’électricité verte d’origine éolienne. La production électrique est augmentée grâce à des machines trois fois plus performantes qui avoisinent 3,5 MW de production (contre 1 à 1,5 MW pour les éoliennes 1re génération).
• Maximiser la durée d’exploitation des sites existants pour réduire les coûts opérationnels et de mise en place de nouvelles éoliennes.
• Faire bénéficier les collectivités locales/riverains d’éoliennes plus silencieuses ainsi que de l’augmentation des revenus générés par une plus grande capacité de production. L’acceptabilité locale est aussi plus favorable aux projets éoliens, ce qui limite les litiges/recours qui freinent le développement de nouveaux sites.
• L’harmonisation des modèles d’éoliennes pour créer des standards industriels et faciliter la maintenance des exploitations.
• L’ancienneté des sites permet aux exploitants de mieux les valoriser grâce aux données collectées sur ces 20 dernières années, notamment la puissance du vent, les conditions météo, etc.

Comment se déroule le repowering d'un parc éolien ?

En fonction du type d’éolienne, le processus de repowering diffère légèrement même si les critères structurels et de performance restent les enjeux principaux. On distingue les éoliennes offshore (en mer) et celles onshore (sur terre).

L’environnement salin dans lequel évoluent les éoliennes offshores accélère l’usure, la corrosion et l’érosion des composants (pales, fondations, etc). La logistique est aussi plus compliquée et demande des moyens considérables pour les exploitants. Pour limiter les coûts, ils ont recours à un repowering partiel. Seules les parties qui influent sur la performance de l’éolienne sont changées : le rotor, les pales, la boîte de vitesses du rotor…

Les éoliennes terrestres présentent beaucoup moins de contraintes pour les exploitants : le réseau peut être rapidement adapté à la nouvelle puissance installée et les inspections sont moins onéreuses. Il est donc plus simple d’y effectuer des projets de repowering. Les éoliennes vieillissantes sont entièrement démontées soit pour être remplacées par de nouvelles, soit pour laisser place à un projet de restauration du site.

Le recyclage des éoliennes

Le marché d’éoliennes de seconde main

Une fois démontées, les vieilles éoliennes peuvent être rachetées par des industriels comme Mywindparts afin d’être reconditionnées. Ces acteurs offrent deux propositions de valeur : la vente de pièces détachées et la vente d’éoliennes complètes d’occasion.

Grâce au repowering, ils peuvent accumuler un stock considérable de pièces détachées. Celles-ci sont ensuite mises à disposition des exploitants qui manquent de stock de sécurité ou ont besoin de support dans leurs activités de maintenance. Comme il n’y a pas de standardisation des modèles d’éoliennes, ces acteurs permettent également la maintenance de modèles qui ne sont plus en production.

Les éoliennes de seconde main ainsi que les pièces détachées des modèles obsolètes sont exportées vers les pays d’Europe de l’Est ou d’Afrique qui débutent à peine le développement de leurs parcs éoliens. C’est tout à leur avantage car le prix de revente d’une éolienne d’occasion oscille entre 50 et 30% du prix initial. En revanche, le recyclage de ces anciens modèles reste problématique et n’est pas garanti par les nouveaux acquéreurs en dehors de l’Union Européenne.

La valorisation des déchets

Les exploitants cherchent à faciliter le processus de recyclage pour réduire le plus possible leur empreinte carbone et environnementale. Lors du repowering d’un site éolien, de nombreux composants issus du démantèlement des éoliennes sont des déchets valorisables. L’ADEME (l’Agence de la transition écologique) estime que plus de 90% d’une éolienne est recyclable.

Qu’elle soit offshore ou onshore, une éolienne est principalement constituée de béton (fondations, mâts), de métaux (fondations, nacelle, générateur, etc.), et de matériaux composites (pales).

Ce sont les pales qui représentent le plus grand défi en termes de recyclage car elles sont fabriquées à partir de matériaux composites : le carbone et la fibre de verre sont mélangés dans de la résine (époxy ou polyester). Actuellement, les solutions pour les valoriser sont peu vertueuses : enterrement, combustion, mobilier urbain. Le développement de résines écologiques pour une production de pales 100% recyclables est à l’étude mais n’a pas encore abouti.

De plus, les éoliennes offshores présentent des défis écologiques spécifiques. Elles utilisent des alternateurs à entraînement direct avec aimants permanents faits à partir de terres rares (néodyme et dysprosium). Cette technologie réduit considérablement le poids du générateur et les frais de maintenance en mer. Des projets industriels sont mis sur pied pour traiter ces déchets, mais ils ne sont pas valorisables à l’heure actuelle.

Continuer d’exploiter les parcs éoliens existants tout en remplaçant les éoliennes vieillissantes fait du repowering une stratégie efficace. Les exploitants ainsi que tous les acteurs de la chaîne de valeur peuvent ensuite bénéficier des découlées du repowering.

Bien que le repowering soit à l’initiative des exploitants, cette pratique est amenée à se banaliser au cours des prochaines années car elle est très rentable. L’intégration des déchets dans l’économie circulaire est à un niveau avancé mais nécessite encore des investissements massifs, tant dans l’innovation de nouveaux matériaux que dans la capacité des industriels à recycler des volumes croissants (des milliers de tonnes de béton, d’acier et d’autres composants).

Les processus industriels ainsi que l’expérience acquise dans la filière éolienne peuvent permettre de créer des synergies avec les autres filières de production d’énergie renouvelable, en particulier l’énergie solaire.

Pour aller plus loin, n’hésitez pas à consulter notre article sur l’histoire de l’énergie éolienne.