EnR : le « foisonnement » du vent, réalité ou légende?

"S'éventer avec un éventail ne vaudra jamais le vent qui souffle spontanément."
Chine

ZERO EOLIENNE ET BASTA!

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Allons voir si le foisonnement y était...

Tom Sawyer

Il y a beaucoup de données disponibles, à entendre ou à lire, qui indiquent que le problème du "foisonnement" n'existe pas. Et encore dernièrement, dans son émission très populaire,  C'est pas sorcier , Fred Courant, nous disait :




Pour comprendre le problème, il faut regarder comment fonctionne une éolienne. Prenons le cas d’un modèle de puissance nominale ‘standard’ (2MW). Pour ce modèle, on ne produit rien en dessous de 3m/s de vent (~11km/h), puis on va vers la puissance nominale entre ~45 et 85 km/h de vent



  On comprend bien le problème avec une seule éolienne, ou une zone industrielle, sachant que le vent ne vas pas passer de 10 à 50km/h sur un territoire de quelques km carrés : si pas de vent, pas d’électricité ! Si pas d'électricité, pas de train, pas de chauffage, etc.
   L’argument qui valide que le foisonnement existe consiste à dire que si ça ne marche pas au niveau national, ça fonctionne au niveau... européen. C'est la justification avancée dans l'émission (voir ci dessus). 

Dans quelle mesure est-ce vrai ?
   Pour répondre à la question, prenons deux références :
1. le nombre d’éoliennes installées. Avec 5 000 éoliennes de ~2MW de puissance nominale en moyenne sur le territoire, la capacité installée serait de :  5 000 X 2 = 10 000MW soit 10GW. Or, en France, c’est en fait... 16,647GW, soit : ~8 323 machines!




2. la puissance fournie par le réseau d'éoliennes. Cette donnée nous est fournie par Réseau de Transport d'Électricité (RTE), The European Network of Transmission System Operators (ENTSOE), par tranche de 0,25 ou 0,5h. 
Le ratio entre l’énergie produite sur une période donnée et l’énergie qu’elle aurait produite durant cette période si elle avait constamment fonctionné à puissance nominale, nous donne le facteur de charge. Celui ci est très important pour calculer la rentabilité d’une zone industrielle. Quelques exemples en moyennes annuelles.





Dans l'exemple ci dessus, le facteur de charge de 22 % indique qu'en France, en moyenne, 3 662 MWh sont fournis par les 16 647 éoliennes : 0,22*16 647MW.  Mais ceci est une moyenne. Cette valeur varie beaucoup plus, de tranche en tranche, 0,25 ou 0,5h.,





   Or, pour garantir la maîtrise indispensable de l’équilibre offre-demande du réseau électrique interconnecté, la stabilité en somme, "la quantité d’électricité injectée, production et importation sur le réseau électrique doit toujours être égale à la quantité d’électricité consommée." Si tel n'est pas le cas, c'est le blackout. 
L’idée du foisonnement, c’est qu’on trouve à chaque instant ce manque sur... un autre réseau. Cette idée a un autre avantage, celui d'éviter d'admettre que  ce manque est produit ... avec des énergies fossiles. 

La France et l’Allemagne
Pour qu'il y est foisonnement, il faut qu’il y ait  beaucoup de vent en Allemagne quand il y en a peu en France. Etudions, à partir des données 2019 et par périodes de 4 semaines.




1. Semaines 8 à 11
Il y a du vent en France ET en Allemagne. À noter, que cette situation s'est répétée début 2020, ce qui a conduit ponctuellement à des prix négatifs sur le marché de gros de l'électricité; puis le vent tombe, en France ET en Allemagne.



2. Semaines 12 à 16
Là encore, le facteur de charge reste bas pour la France ET Allemagne.


 
Ces données peuvent être aussi regardées, plus globalement, via la distribution cumulée du facteur de charge. Illustration ci-dessous pour la France en 2019 : pendant 10 % du temps, la production des éoliennes est inférieure à 10 % de la capacité installée.


Un autre enseignement dans le graphique ci dessous : le facteur de charge pour le solaire est à zéro environ 45 % du temps. Ça s’appelle... la nuit. Pourtant, dans la même émission "C'est pas sorcier", à 7'28, on apprend que : « Il est rare que l’ensemble du territoire soit entièrement privé de soleil. "
Soleil de Minuit? Et autre surprise, il fait nuit en même temps en France et en Allemagne. Décidément, cette émission nous est indispensable.😉




Mais revenons au foisonnement. La distribution cumulée des facteurs de charge (Fc) pour l’Allemagne n’a pas de raison d’être différente de celle de la France, mais ça ne nous dit pas si l’Allemagne connait des hauts facteurs quand la France est en bas de l’échelle.



Les valeurs de Fc, "instantanés’" détaillés plus haut donnent un indice.. Et, franchement, il y a peu de chances que ce soit le cas. Pour rappel : le vent chute en même temps, S11 par exemple. Pour le confirmer, il « suffit » de cumuler les données de production et de calculer un facteur de charge global.


Conclusion
  Le foisonnement européen, à l’échelle de la France et de l'Allemagne, ne fonctionne pas plus qu’au niveau national. Et pourtant, il y avait de la bonne volonté puisque l'éolien et... le solaire ont été intégrés.
Vous me direz, « oui mais », Fred Courant, l'émission "C'est pas sorcier", parle de d’autres pays. Sauf, qu' il a déjà été démontré que ce qui est vrai pour la France et l'Allemagne l’est, en général, également pour l’ensemble des pays européens, voir par exemple les explications de Jean-Marc Jancovici