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L'éolienne verticale

Éolienne verticale

Malgré des atouts non négligeables, le petit éolien ou l’éolien domestique peine à se démocratiser dans nos villes ou nos campagnes. Pourtant, les éoliennes verticales permettent de produire une électricité verte, même par vent faible, tout en causant peu de nuisances sonores. Néanmoins, et contrairement au photovoltaïque qui est assez largement soutenu par les pouvoirs publics, elles ne bénéficient pas encore d’un cadre législatif et économique propice à leur développement sur l’ensemble du territoire.

 

Les différents types d’éoliennes verticales

 

Moins productive que l’éolienne horizontale, l’éolienne verticale est aussi moins répandue. Muni de pâles ou de cylindres, son axe est perpendiculaire au sol. L’énergie cinétique du vent y est transformée en énergie électrique via un couple rotor/générateur. L’électricité est ensuite soit :

  • utilisée immédiatement ;
  • stockée dans une batterie ;
  • injectée dans le réseau public de distribution.

Une éolienne verticale permet généralement de produire de plus petites quantités d’énergie qu’une éolienne horizontale mais offre l’avantage d’un faible encombrement et d’un fonctionnement quasiment silencieux, ce qui permet notamment une installation en milieu urbain. Les éoliennes verticales, ou VAWT pour Vertical Axis Wind Turbine, sont classées en trois grands types, à savoir :

L’éolienne verticale Savonius

Imaginée par l’inventeur finlandais Sigurd Savonius en 1924 et brevetée en 1929, l’éolienne verticale Savonius est composée de deux cylindres (ou plus) fixés directement sur l’axe vertical en sens opposé. Entraîné par la force du vent, cet ensemble fait tourner un rotor qui produit de l’électricité grâce à un générateur. C’est le modèle classique de l’anémomètre qu’on utilise pour mesurer la force du vent.

D’un encombrement très faible, l’éolienne verticale Savonius s’intègre à la toiture des bâtiments sans dénaturer leur esthétique. Elle peut également être installée au sommet d’un mât. Discrète et silencieuse, elle fonctionne même par vent faible mais demeure toutefois peu adaptée à la production d’importantes quantités d’électricité. L’éolienne de Savonius présente de nombreuses variantes, dont notamment une version hélicoïdale très en vogue qui permet d’optimiser la prise au vent.

L’éolienne Darrieus

L’éolienne verticale Darrieus est mise au point au début des années trente par l’ingénieur français Georges Darrieus. Son système utilise de grandes pâles hélicoïdales fixées par des tiges horizontales à un axe vertical. Muni d’une ou plusieurs paires de pâles dont la forme varie d’un modèle à l’autre et qui peuvent être montées en H, ce type d’éolienne forme en mouvement un ensemble cylindrique.

Entraînée par le vent jusqu’à des vitesses très élevées, l’éolienne Darrieus peut être de grande dimension et offrir un meilleur rendement que l’éolienne verticale de Savonius ; une unique éolienne pouvant couvrir les besoins en électricité d’une ou plusieurs habitations. Sa fragilité structurelle limite néanmoins son utilisation par vent fort.

L’éolienne à voilure tournante

Bien plus récente et novatrice, l’éolienne à voilure tournante, ou panémone, s’inspire pourtant d’un concept très ancien déjà utilisé pendant l’Antiquité. Équipée de pâles dynamiques qui peuvent changer d’orientation à la manière des voiles d’un navire, ce type d’éolienne permet d’optimiser la poussée sur les pâles et de conserver une production d’énergie constante, quelle que soit la force du vent.

Présenté pour la première fois en 2006 au Salon international des inventions de Genève, ce procédé affiche des rendements très intéressants pour un encombrement réduit. Avec des vitesses de rotations plus lentes que l’éolienne Darrieus pour un rendement identique et des émissions sonores moindres, l’éolienne à voilure tournante est notamment idéale pour des environnements urbains.

L’Arbre à vent : promesse ou chimère ?
Inspiré par le mouvement perpétuel des feuilles, l’Arbre à vent appartient à la famille des éoliennes verticales. Inventé par la start-up française NewWind en 2011, il est composé d’une soixantaine de micro-turbines dont la forme et la couleur évoquent celles d’une feuille. Montées sur les branches d’un arbre artificiel, elles peuvent théoriquement produire de l’électricité même avec des vents très faibles.
Passé l’engouement initial, l’Arbre à vent a rapidement montré certaines faiblesses. Le coût élevé de sa fabrication empêcherait notamment un retour sur investissement, même après plusieurs décennies. En attendant le développement des améliorations promises par NewWind, comme l’ajout de racines géothermiques ou de pétales photovoltaïques, ce projet demeure donc toujours au stade expérimental.

 

Produire et consommer sa propre électricité avec une éolienne verticale

 

D’un point de vue administratif, l’installation d’une éolienne verticale sur le toit de votre maison ou sur un mât peut s’avérer relativement contraignante. Même si le Plan local d’urbanisme ou PLU de votre commune autorise la pose d’une éolienne, vous devrez toutefois déposer en mairie une déclaration préalable de travaux, voire un permis de construire, si votre installation dépasse une hauteur de 12 mètres.

Comment choisir son éolienne verticale ?

Avant de choisir votre éolienne verticale auprès d’un installateur spécialisé, vous devez définir vos besoins en électricité. Souhaitez-vous pouvoir satisfaire les besoins de toute une habitation ou simplement alimenter de manière ponctuelle quelques appareils ? En calculant précisément vos besoins en watts, vous pourrez déterminer la puissance nominale nécessaire de votre éolienne.

À titre indicatif, sachez que la consommation moyenne d’électricité par foyer en France était de 4 535 kWh au 31 mars 2020, soit environ 0,5 kW par heure ; un chiffre à moduler selon que le chauffage et la production d’eau chaude sont électriques ou non mais aussi en fonction du nombre de personnes composant le foyer, de la surface totale du logement ainsi que de sa situation géographique.

Connaître la quantité d’électricité dont vous avez besoin ne suffit pas pour choisir la bonne éolienne verticale. Vous devez également savoir combien d’heures par an votre éolienne pourra fonctionner. Pour cela, vous pouvez mesurer la force moyenne des vents et leurs directions sur une période d’un an grâce à un anémomètre ou commander une étude auprès d’un organisme spécialisé.

Pas de vent, pas de courant !
La puissance nominale d’une éolienne est théorique. Elle est indiquée pour un vent qui souffle de manière régulière à 45 km/h. Sans vent, la production d’électricité est nulle. Si vous souhaitez avoir de l’électricité en permanence, vous devez compléter votre installation éolienne par une autre source d’approvisionnement (batteries, panneaux solaires, réseau public, etc.).

Pour vous aider à choisir l’éolienne qui correspond à vos besoins, retrouvez dans le tableau ci-dessous les avantages et les inconvénients des différents types d’éolienne verticale :

Type d’éolienne

Avantages Inconvénients
Éolienne Savonius- Faible encombrement.
- Intégration facile au bâti.
- Faible productivité.
- Masse importante.
Éolienne Darrieus- Rendement très intéressant par vent moyen.
- Prix accessible.
- Résiste mal aux vents forts.
- Démarrage difficile par vent faible.
Éolienne à voilure tournante- Production d’énergie constante et optimisée.
- Nuisances sonores limitées.
- Coût relativement élevé.
- Résiste mal aux vents forts.

 

Combien coûte une éolienne verticale ?

Le coût d’une éolienne verticale et de sa pose varie en fonction du modèle choisi, de sa dimension, de la puissance déployée et de la difficulté de son installation. De manière générale, le prix d’une éolienne verticale se situe entre 2 500 et 4 000 euros par kW de puissance nominale, c’est-à-dire la quantité d’électricité qu’une éolienne peut théoriquement produire sur une période d’une heure.

Pour un usage modéré qui couvrira les besoins en électricité d’une famille de 4 personnes si le vent est suffisant, il faut compter en moyenne entre 10 000 et 40 000 euros pour un matériel de bonne qualité offrant une espérance de vie correcte (de 20 à 30 ans). Des modèles moins coûteux existent, autour de 5 000 euros, mais ils ne permettent qu’une production d’électricité anecdotique.

Les aides financières pour l’installation d’une éolienne
Depuis 2016, l’installation d’une éolienne domestique, jugée peu rentable, ne bénéficie plus d’aucun crédit d’impôt. Toutefois, vous pouvez toujours bénéficier d’un taux de TVA réduit de 5,5 % sur le matériel et la main-d’œuvre à condition que la pose de l’éolienne soit confiée à un professionnel certifié et que le logement soit achevé depuis plus de 2 ans. Des aides régionales ou départementales peuvent également vous être allouées localement, mais elles demeurent très marginales.

 

Autoconsommation totale ou revente du surplus : quelle solution choisir ?

Lorsque vous installez une éolienne chez vous, vous pouvez directement utiliser l’électricité produite pour votre propre usage en stockant le surplus dans des batteries, ou bien raccorder votre installation au réseau public de distribution pour revendre tout ou partie de votre production d’électricité à un fournisseur d’énergie. Cette dernière option demeure néanmoins peu courante.

Le faible rendement d’une éolienne verticale et le tarif peu attractif de rachat du kWh éolien en comparaison avec le tarif de rachat du kWh d’origine photovoltaïque rendent en effet peu intéressant la revente de l’électricité produite par une éolienne à un fournisseur d’électricité compte tenu du coût élevé du raccordement au réseau (jusqu’à 3 000 €).

À titre indicatif, retrouvez dans le tableau comparatif ci-dessous les tarifs de rachat de l’électricité d’origine éolienne et photovoltaïque et la durée des contrats proposés aux particuliers tels qu’ils sont fixés par les pouvoirs publics et appliqués par les fournisseurs d’énergie proposant ce type de contrat :

Type d’installation

Durée de contrat Tarif de rachat du kWh
Panneaux photovoltaïques
(≤ 9 kWc)
20 ans0,10 €/kWh
Tous types d’éolienne domestique15 ans• 0,082 €/kWh les 10 premières années du contrat.
• De 0,028 à 0,082 €/kWh les 5 dernières années du contrat.

Si vous poursuivez une logique d’autoconsommation sans chercher à revendre votre surplus d’électricité, l’installation d’une éolienne verticale peut néanmoins s’avérer très intéressante en complément de l’installation de panneaux photovoltaïques. Vous disposerez ainsi d’un complément d’énergie pendant la nuit sans être toujours obligé d’acheter de l’électricité sur le réseau.

Stocker son électricité : une fausse bonne idée ?
La possibilité de stocker l’électricité produite par une éolienne pour l’utiliser quand bon vous semble est séduisante. C’est sans compter sur le coût financier d’une batterie. Les plus performantes, celles au Lithium par exemple, coûtent de 600 à 1 000 € pour une capacité de stockage de 1 kWh et une durée de vie n’excédant pas 1 000 à 1 200 cycles charge/décharge. Difficile à ce prix-là de rentabiliser leur achat. Il est souvent bien moins coûteux d’acheter directement de l’électricité sur le réseau public.

 

Quelle offre d’électricité souscrire pour une éolienne verticale ?

 

Que vous souhaitiez ou non revendre votre surplus de production sur le réseau public de distribution, et à moins de disposer d’une source alternative d’énergie, vous devrez souscrire une offre d’électricité pour continuer à bénéficier d’une alimentation électrique lorsque la force du vent n’est pas suffisante pour mettre en mouvement les pâles de votre éolienne verticale.

Souscrire une offre d’électricité avec Obligation d’Achat auprès d’EDF

Si vous habitez dans une Zone de développement éolien (ZDE), EDF a l’obligation de racheter votre surplus de production dans le cadre d’une offre avec Obligation d’achat (OA). Fixé par l’État, le prix de rachat de l’électricité produite par une éolienne domestique (verticale ou horizontale) est de 0,082 €/kWh les 10 premières années du contrat, puis de 0,028 € à 0,082 €/kWh les 5 années suivantes, comme précisé dans le tableau ci-dessus.

À l’échéance de votre contrat d’une durée de 15 ans, vous devrez en souscrire un nouveau aux conditions qui s’appliqueront alors. Vous pouvez choisir de revendre la totalité de votre production à EDF ou uniquement le surplus. Ce type de contrat vous permet également d’acheter de l’électricité sur le réseau au tarif réglementé lorsque votre éolienne ne suffit plus à couvrir vos besoins.

Pour revendre votre électricité, votre éolienne doit être reliée à votre installation via un second compteur, dit « compteur de production », afin que la quantité d’électricité que vous réinjectez dans le réseau puisse être mesurée et facturée à EDF. La pose du compteur de production et le raccordement de votre éolienne au réseau sont opérés par Enedis et coûtent entre 1 000 et 3 000 euros.

Votre logement est-il situé en ZDE ?
Il n’existe pas de carte décrivant les différentes zones de développement éolien. Pour connaître la situation de votre commune, vous devez vous renseigner directement en mairie. Si votre logement n’est pas situé en ZDE, vous pouvez quand même installer une éolienne chez vous (à condition d’obtenir les autorisations préalables) mais vous ne pourrez pas revendre votre surplus à EDF.

 

Souscrire une offre d’électricité avec revente du surplus hors ZDE

Si vous n’êtes pas situé en zone de développement éolien, il vous sera impossible de souscrire une offre avec obligation d’achat auprès d’EDF. Vous pouvez théoriquement souscrire une offre similaire auprès d’un fournisseur alternatif d’énergie agréé par le RTE (Réseau de transport d’électricité), mais en pratique la plupart des acteurs du secteur se concentrent uniquement sur le photovoltaïque.

À défaut de trouver un fournisseur d’électricité acceptant de racheter l’électricité produite par votre éolienne, vous pouvez toutefois la brancher sur votre installation électrique intérieure en complément d’une offre d’électricité classique afin de faire baisser vos factures d’électricité. Le surplus de production peut alors être stocké sur batteries, bien que leur coût demeure prohibitif.

Souscrire une offre d’électricité sans revente du surplus

Quelle que soit la puissance de votre éolienne, son rendement sera toujours soumis aux caprices de la météo. À moins de disposer de batteries en nombre suffisant ou d’une autre source de production d’électricité pour prendre le relais quand le vent ne souffle pas, vous serez contraint de vous approvisionner en électricité sur le réseau public en souscrivant une offre d’électricité.

Depuis l’ouverture à la concurrence du secteur de l’énergie, de nombreux fournisseurs alternatifs d’électricité ont vu le jour aux côtés d’EDF. Ils proposent souvent des tarifs plus attractifs que ceux du fournisseur alternatif. En souscrivant une offre auprès de l’un d’eux, il est possible de faire des économies et d’amortir au moins en partie le coût d’achat et d’installation de votre éolienne.

Notez également que de nombreux fournisseurs alternatifs d’énergie vous donnent la possibilité de bénéficier d’une électricité d’origine renouvelable (éolien, solaire ou hydraulique) à des tarifs très intéressants : une solution idéale pour compléter votre propre production d’électricité sans faire d’entorse à vos convictions écologiques et sans faire gonfler votre facture énergétique.

Retrouvez à titre indicatif dans le tableau ci-dessous une sélection d’offres d’électricité concurrentes au Tarif Bleu d’EDF, l’offre principale du fournisseur historique d’électricité aux tarifs réglementés encore souscrite par une majorité de Français malgré ses tarifs élevés. Les prix affichés sont valables à compter du 1er octobre 2020 pour une puissance souscrite au compteur de 6 kVA :

Fournisseur

Offre Descriptif Tarif de l’abonnement
(en € TTC)
Différence par rapport au tarif réglementé de l’abonnement Tarif du kWh
(en € TTC)
Différence par rapport au tarif réglementé du kWh
EDFTarif Bleu- L’offre aux tarifs réglementés d’EDF.
- Électricité d’origine conventionnelle.
10,66 €0,1557 €
Cdiscount ÉnergieÉlectricité- Électricité d’origine conventionnelle.
- Service client uniquement en ligne.
- Offre à prix indexé.
10,66 €0 %0,1430 €- 8,15 %
VattenfallÉlectricité Eco- Électricité neutre ou compensée carbone.
- Service client uniquement en ligne.
- Offre à prix indexé.
11,66 €+ 9,38 %0,1432 €- 8,03 %
Total Direct ÉnergieÉlectricité Online- Électricité d’origine conventionnelle.
- Service client uniquement en ligne.
- Offre à prix indexé.
10,66 €0 %0,1440 €- 7,51 %
Énergies E. LeclercÉlectricité- Électricité verte.
- Service client uniquement en ligne.
- Offre à prix indexé.
Mint ÉnergieClassique & Green- Électricité verte d’origine française.
- Service client classique.
- Offre à prix indexé.
0,1492 €- 4,17 %

Les offres présentées dans le tableau ci-dessus ne représentent qu’une sélection de l’ensemble des offres disponibles. Pour trouver l’offre qui complétera le plus efficacement votre propre production d’électricité, utilisez notre comparateur d’électricité en ligne gratuit.

N’hésitez pas également à joindre l’un de nos experts énergie au 09 71 07 13 78 (appel et service gratuit) pour bénéficier d’un conseil personnalisé.