L’éolienne domestique, une alternative intéressante pour profiter d’une énergie propre et économique

Ridha Bergaoui - Quand on parle énergie éolienne, on pense souvent à ces turbines géantes, avec leurs pales gigantesques, installées le long des couloirs venteux en haute mer ou sur terre, et appelées à produire des milliers de kWh d’électricité pour alimenter les agglomérations importantes.

De nos jours, à coté de ces éoliennes classiques, on trouve de petites éoliennes destinées à une utilisation  individuelle domestique. Dans de nombreux pays, ces machines modernes sont placées, en ville, sur les toits des maisons, dans les jardins, parcs publics, les avenues… et permettent de produire de l’électricité d’une façon écologique et économique.

Production d’électricité et énergies renouvelables

En Tunisie, l’électricité est un monopole d’Etat. La Société Tunisienne d’Electricité et du Gaz (STEG) est le principal opérateur en matière de production et de distribution d’électricité.

La capacité de production de la STEG est de 5 800 MW, provenant à 93,4% de centrales thermiques. Celles ci utilisent le gaz naturel en partie produit en Tunisie et en partie importé ou prélevé en contrepartie du passage du gaz algérien vers l’Italie.

Les énergies renouvelables (ERs) ne représentent que 379 MW soit 3% de la production totale d’électricité. La production des ERs se répartie en énergie éolienne (63,3%), photovoltaïque (20,4%) et hydroélectrique (16,3%).

La production d’électricité éolienne  provient des éoliennes installées à Sidi Daoued   (environ 180 MW) et celles de la région de Bizerte (Metline et Kchabta, d’une capacité nominale de 60 MW chacune). Il s’agit de grosses turbines de 61 m de diamètre et d’une capacité de 1,320 MW chacune (Agence Nationale pour la Maitrise de l’Energie).

La Tunisie compte développer, à travers le Programme National de Promotion des Energies Renouvelables (2016-2030), les ERs, qui représenteront en 2030,  30% de la production totale d’électricité (soit 1000 MW). Pour l’éolien, à coté des installations existantes, quatre autorisations ont été accordées en janvier 2019 à des entreprises étrangères pour installer exploiter des sites à Morneg, Jebel Sidi Bechir, Jbel Kochbata et Batiha, pour une capacité totale de 120 MW.

L’énergie éolienne

L’électricité provenant de la combustion des énergies fossiles classiques est très polluante. Elle génère du CO², gaz à effet de serre et principal responsable du réchauffement climatique. Les ERs sont des énergies propres non polluantes et écologiques.

La Tunisie est déficitaire en énergie et doit importer de plus en plus de combustible pour faire tourner ses turbines et produire l’électricité dont la demande nationale ne fait que croitre très rapidement. L’exploitation des ERs en général et l’Energie Eolienne (EE) en particulier permet de réduire notre facture énergétique. Ces énergies ne pourront se substituer complètement à l’énergie fossile mais représentent un complément intéressant et permettent de réduire notre dépendance énergétique.

Les éoliennes permettent de transformer l’énergie éolienne en courant électrique. Ils sont soit à axe horizontal ou vertical. En tournant, les pales entrainent un rotor qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique. Un onduleur est nécessaire pour convertir le courant continu ainsi obtenu en courant alternatif. Les éoliennes à axe horizontal sont les plus utilisées car elles présentent un meilleur rendement, toutefois les verticales fonctionnent même avec des vents faibles.

On reproche aux grandes éoliennes

• Les nuisances visuelles avec ces colonnes et ces pales gigantesques qui viennent casser et le paysage

• Vibrations et nuisances sonores suite aux bruits générés par la rotation des pales.

• Des collisions avec les oiseaux sont souvent observées

• Nécessité de les installer dans des sites bien dégagés. Pour un bon fonctionnement de l’éolienne la vitesse du vent doit être supérieure à 2,5 m/s, de préférence autour de 5m/s (9 à 18 km/h).

• Production discontinue et irrégulière en fonction de la présence du vent

• Des investissements élevés pour l’achat de l’éolienne et des frais d’entretien importants.

Les éoliennes font l’objet d’une attention particulière de la part des chercheurs, des startups et des investisseurs. D’énormes progrès ont été réalisés pour concevoir des éoliennes plus esthétiques, silencieuses et plus performantes.

L’éolien en milieu urbain a également eu sa part d’intérêt afin d’exploiter ce marché de niche très prometteur. Dans de nombreux pays, le petit éolien domestique individuel s’est bien développé.

Petit éolien, éolien domestique, individuel ou urbain

Dans de nombreux pays, de petites éoliennes  (d’une  capacité maximale de 30 kilowatts) hissées  sur des mats de 8 à 30 m de hauteur sont installées en milieu urbain et périurbain. Elles sont installées dans le jardin ou sur le toit des bâtiments comme une simple petite antenne parabolique. Ces éoliennes servent à alimenter des logements individuels et peuvent être raccordées au réseau électrique public.

De nombreux modèles et de toutes les capacités sont disponibles dans les formes classiques d’éoliennes à axe horizontal ou à axe vertical. De nouvelles éoliennes, plus originales, alliant à la fois économie, efficacité et esthétique font leur apparition sur le marché.

Installée correctement et au bon endroit, une éolienne de 3 kW/h de capacité permet  normalement d’approvisionner en électricité (hors eau chaude et chauffage) une famille de 4 personnes. La production excédentaire peut être soit stockées dans des batteries spéciales soit revendue au cas où l’éolienne est raccordée au réseau électrique public.

La durée de vie d’une éolienne est estimée à 20-30 ans. Les frais d’équipement et de raccordement au réseau électrique public sont élevés. Les frais d’entretien sont également importants. Dans de nombreux pays, des systèmes de prêts, subventions, déduction de TVA… sont mis en place pour encourager les gens à acquérir ce genre d’éoliennes.

La rentabilité d’une éolienne domestique dépend essentiellement de sa production d’électricité. Celle ci est fonction de nombreux facteurs : vitesse du vent (qui doit être supérieure à 2,5 m/s), nombre d’heures de vent/an,  hauteur de l’éolienne, présence d’obstacles…

La multiplication de ces installations dans de nombreux pays montre que ces installations sont rentables. Elle témoigne également du souci des citoyens d’opter pour les énergies propres et écologiques.

Les éoliennes agricoles de pompage

L’énergie éolienne a été depuis très longtemps utilisée en Tunisie pour pomper l’eau. Des éoliennes agricoles équipaient jusqu’à il y a quelques années les anciennes fermes des colons. De conception très facile, ces éoliennes actionnent  une pompe permettent de pomper l’eau d’un puits pour l’irrigation, l’abreuvement des animaux… Elles peuvent être à axe horizontal ou vertical.

Le système est composé d’une roue à plusieurs pales montées sur un mat d’une dizaine de mètres de hauteur. En tournant, les pales actionnent un rotor qui entraine une pompe, généralement à piston, immergée ou placée sur l’éolienne.

Quoique un peu bruyantes, encombrantes et peu esthétiques, ces éoliennes sont faciles à installer, économiques, robustes et facile d’entretien. L’eau pompée peut être utilisée directement ou stockée dans un réservoir ce qui permet de remédier à l’irrégularité du pompage, suite aux variations de la disponibilité des vents.

Il est regrettable que le pompage par éoliennes soit abandonné et que la plupart des agriculteurs utilisent de nos jours des pompes électriques couteuses à la fois à l’installation, au fonctionnement et à l’entretien. Ceux, qui ne sont pas raccordés au réseau électrique public, recourent parfois à l’énergie photovoltaïque pour le pompage de l’eau des puits. Ce dernier système nécessite toutefois de nombreux panneaux chers et encombrants. 

La Saphonienne tunisienne

Une start-up tunisienne Saphon Energy a conçu depuis 2010 une éolienne révolutionnaire. Cette saphonienne (du nom du dieu carthaginois du vent Saphon)  est sans pales ni rotation. Elle dispose d’un voile dont le système de rotation est tridimensionnel, semblable à celui des battements des ailes des oiseaux ou celui de la queue des poissons.  Cette  éolienne présente, d’après son concepteur, de nombreux avantages du fait surtout de l’absence de pales.

Ce système original intéresse de nombreux investisseurs et entreprises internationales. La startup a reçu de nombreuses récompenses lors de foires et de salons au niveau international et a obtenu des commandes pour de nombreux pays.

Il serait intéressant de concevoir et développer une version de « Saphonienne à usage domestique » compte tenue du développement que connait le marché des petites éoliennes.

Conclusion

L’éolien n’est plus uniquement les grandes installations très coûteuses. Le petit éolien domestique est un créneau très promoteur qui ne cesse de progresser et de se développer. La Tunisie est déficitaire en énergie et se doit d’exploiter toutes les possibilités que lui offrent les ERs actuellement peu usités. L’éolien domestique est un créneau très important qui offre de nombreuses possibilités non exploitées.
Compte tenu des progrès techniques et du marché de plus en plus demandeur, les ERs reviendraient moins chers que les énergies fossiles, surtout si on tient compte des dégâts environnementaux occasionnés  par les systèmes traditionnels. Le choix du renouvelable en général et l’éolien en particulier est un choix écologique et de plus en plus économique.

L’éolien domestique semble être appelé à se développer encore dans le futur. Il est déjà bien installé dans de nombreux pays. Il peut être complémentaire avec le photovoltaïque. Généralement lorsqu’il n’y a pas de soleil, il y a du vent. En France les entreprises spécialisées proposent des kits complets (photovoltaïque plus éolien plus des batteries de stockage de d’énergie excédentaire).

L’éolien domestique offre de multiples occasions d’innover pour un éolien sûr, silencieux et économique. De nombreuses startups s’y mettent et innovent aussi bien dans la conception que dans le design et la fabrication.

En Tunisie, afin de développer l’utilisation de l’éolien urbain, il est nécessaire d’adopter une législation spécifique qui réglemente l’installation et le fonctionnement de ces appareils domestiques.

Le petit éolien est particulièrement intéressant pour les sites isolés, bien dégagés et situés loin du réseau électrique public. En complément du photovoltaïque (avec des batteries de stockage si nécessaire), il permet d’approvisionner d’une façon économique les foyers en électricité devenue indispensable pour une vie quotidienne digne et normale.

Afin de profiter correctement de nos ressources en éolien, il est nécessaire de développer la recherche et les études dans le domaine. Il est également indispensable d’encourager et accorder primes et prêt pour s’équiper à l’image du programme Prosol Elec pour le photovoltaïque.

Ridha Bergaoui
Professeur universitaire