Eolienne : et si le démantèlement nous était conté...

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Le démantèlement des éoliennes en France 

Kako

19 juin 2020

  La question du démantèlement des éoliennes en France est très souvent posée et je me suis dit qu’un petit article sur le sujet vous permettrait d’y voir plus clair. Voici quelques précisions d’un point de vue matériaux

   Notez :
- toutes les sources sont en fin d'article.
- Je ne ferai pas de comparaison avec le contexte Allemand que - je traiterai dans un prochain article.

  La réglementation impose à l’exploitant le démontage des éoliennes ainsi que la remise en état, en fin d’exploitation, du terrain sur lequel elles ont été implantées. Les opérations associées au démantèlement sont fixées par l’arrêté du 26 août 2011, cf article 1 ci-dessous.

 

  Les profondeurs minimales d’excavations en fonction du type de terrain y sont précisées, terres agricoles, forêts ou autres. Ainsi que la remise en état des terres. Les déchets de démantèlement doivent être pris en charge dans une filière de valorisation ou d’élimination.
  Également imposé dans cet arrêté, l’exploitant doit constituer une garantie financière aujourd’hui fixée à 50 000 euros par éolienne destinée à couvrir les opérations de démantèlement, montant en cours de modification par arrêté en fonction de la puissance de l’éolienne.
  Ces dernières années, peu d’éoliennes ont été démantelées en France. Le gros du démantèlement se fera entre 5 et 10 ans comme le montre ce graphique (source Ademe) :

  La filière de démantèlement est en cours de développement, avec par ex une plateforme créée dans le grand-est, AD3R filière de démantèlement-recyclage-reconditionnement et de revente des éléments éoliens terrestres.
  Il y a également des entreprises qui développent une spécialisation dans ce type de démantèlement. Il est possible de revendre et donc de réutiliser certaines pièces des éoliennes démantelées qui seraient en bon état. Pourquoi ?
  La durée de service d’une éolienne peut aller jusque 20-30 ans avec les technologies actuelles (moyenne). Mais elle n’est fixée ni réglementairement, ni contractuellement. La fin de vie est donc déterminée par le choix de l’exploitant, sur des critères avant tout économiques, sachant que les coûts de fonctionnement sont élevés.
  Le remplacement d’une éolienne d’une ancienne génération par une nouvelle plus intéressante d’un point de vue économique peut se faire à la fin d’une durée fixée contractuellement de 15 ans pour les plus anciennes à 25 ans.
  Rien n’interdit l’exploitation de l’éolienne jusqu’à sa fin de vie, mais ce n’est pas forcément ce qui est appliqué. Du coup, les pièces encore utilisables sont revendues pour être réutilisées. A voir comment ce marché va évoluer avec le temps.
  Concernant le devenir de chaque matériau : 

1/ Les métaux : ils constituent en moyenne 20% d’une éolienne en fonction de sa technologie. Ils sont facilement recyclables et constituent une valeur marchande intéressante. Ils sont recyclés par les aciéries électriques et les fonderies.
2/ Le béton : pour les fondations, la réglementation n’impose pas systématiquement son excavation comme nous l’avons vu. Lorsqu’il y a repowering, souvent le cas, avec implantation de nouvelles éoliennes au même endroit, les anciennes fondations sont enlevées complètement.

Repowering: remplacer une technologie par une autre, plus récente plus puissante et plus efficace.
  Il n’est pas possible de réutiliser le socle béton existant parce que l’installation d’une éolienne de taille et conception différentes implique la mise en place d’un nouveau socle.
  Le dimensionnement d’une éolienne fait l’objet d’une étude géotechnique qui conditionne la mise en place d’un massif d’une taille et structure spécifique. Dans les faits il semblerait qu’une grande majorité des socles soient excavés en totalité.
  Le béton concassé est utilisé sur les chantiers de travaux publics comme sous-couches routières et comme matériau de remblai. C’est un mode de valorisation qui évite l’utilisation de certains matériaux issus de carrières et donc d’économiser des ressources.
  Une piste serait de réutiliser ce béton recyclé pour fabriquer de nouveaux socles, s’il peut atteindre les performances visées. C’est techniquement possible mais ça reste encore à développer.
3/ Les pales composites : elles constituent 6% du poids des éoliennes en moyenne, mais 30% en volume. Elles sont constituées de plusieurs matériaux en sandwich, notamment de résines thermodurcissables armées de fibres de verre ou de carbone.
  Cette résine, ne se recycle pas aujourd’hui comme celles utilisées dans le domaine de l’aéronautique ou de l’automobile.

Voir article sur les thermodurcissables, vous comprendrez pourquoi elles ne sont pas recyclables, ici.

   Je n’ai pas les chiffres concernant le taux de valorisation des pales en France. Mais il y a deux possibilités :
- La valorisation énergétique, CSR utilisés en cimenterie, elle pose un problème à cause des fibres de renforts qui peuvent endommager les filtres des incinérateurs.
  C’est le cas des pales renforcées fibre de verre, les plus anciennes. La fibre de verre est valorisée dans le clinker ou - La mise en décharge, comme une grande partie des matériaux composites issue d’autres industries.
  Il y a actuellement plusieurs développements en cours avec des avancées différentes. Les plus avancées étant la thermolyse et la pyrolyse, qui permettent de dégrader la résine pour récupérer les fibres de renfort.
  Ces méthodes sont plutôt adaptées aux technologies utilisant des fibres de carbone, plus récentes. C’est un objectif, des pilotes sont en cours de test. Pas effectif actuellement.
4/ Les aimants permanents : ils contiennent environ 30% de terres rares et qui sont utilisés surtout dans l’éolien offshore. Pour éviter l'enfouissement, la voie visée est leur réutilisation après reconfiguration et régénération de l’alliage pour des usages équivalents.
  Vu les quantités, une filière dédiée ne serait pas rentable. Certains fabricants sont susceptibles de s’occuper de leur recyclage si nécessaire. Le gros des quantités arrivera entre 2030 et 2040 ce qui laisse le temps d’organiser la filière pour un traitement de ces aimants.
  L’exportation de déchets est possible mais de manière générale le béton est traité en local, les aciers en Europe et même s’il est possible d’exporter des pales pour valorisation ou enfouissement à ce jour aucun transfert transfrontalier pour ce type de déchets n’a été constaté.

  L’analyse de cycle de vie publiée par l’ ADEME présente l’empreinte carbone de la filière avec des hypothèses de fin de vie qui restent pour le moment des hypothèses à confirmer. C’est une première approche générale, mais il faudrait réaliser une Analyse de cycle de vie (ACV) pour chaque éolienne produite, comme on le fait de manière générale dans le secteur de la construction.
  Ce type d’obligation inciterait la filière à afficher et donc faire diminuer son empreinte environnementale globale en fonction des scénarios de fin de vie qu’elle afficherait du coup pour chaque projet.
Vous l’aurez compris, la filière a des défis à relever, elle y travaille avec un renforcement des études R&D. Ces études et futurs développements doivent permettre d’augmenter la durée de vie des éoliennes et d’en améliorer la fin de vie pour 100% de sa constitution.
  L'objectif est de privilégier la réutilisation et le recyclage, la valorisation énergétique et l'enfouissement étant les derniers recours comme pour n'importe quelle industrie.

Sources

- Rapport économie circulaire
- Rapport ADEME (2015)
- Commission d’enquête Assemblée nationale
-Les textes de loi sont tous disponibles sur le site Legifrance. Les principaux textes : - Code de l'environnement Art. L. 553-2 et s., Art. R. 553-1 et s. - Code de l'urbanisme Art. L. 421-5, Art. R. 421-8-1 - code de la construction et de l'habitation Art. R. 111-38(6°)

 P.S

  L'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 apporte de nombreuses précisions concernant l’étude d’impact, l’installation. Attardons-nous sur la partie démantèlement.

Les éléments modifiés 

1/ le démantèlement comprend « l'excavation de la totalité des fondations jusqu'à la base de leur semelle, à l'exception des éventuels pieux. » c’est un changement important.
  La dérogation est possible s’il est démontré que le bilan environnemental du décaissement est défavorable. Pour précisions, les pieux permettent de renforcer le sol sous les fondations. Se sont des fondations profondes. Elles peuvent être en béton ou autres matériaux.
2/ la remise en l’état du site doit se faire avec des terres comparables à celles présentent sur place, sauf si le propriétaire préfère un maintien en l’état.
3/ Le montant de la garantie financière est déterminé par calcul, en fonction de la puissance installée, selon l’Annexe I. Ce montant est à actualiser tous les 5 ans selon les modalités de l’Annexe II de l’Arrêté. C’est mieux qu’un montant fixe comme c’était le cas auparavant.
4/ Les déchets de démolition doivent être réutilisés, recyclés, valorisés ou éliminés dans une filière autorisée. En 2022, 90% de la masse de l’éolienne doit être réutilisée ou recyclée. Selon la France Énergie Éolienne (FEE), c'est déjà le cas aujourd'hui.
5/ Pour les éoliennes mises en service, cas de repowering, ou dont le dossier d’autorisation sera déposé après le 1er janvier 2024, 95% de la masse de l’éolienne devra être réutilisée ou recyclée, fondation incluse !.
6/ L’Arrêté précise pour le rotor, qui comprend les pales de l’éolienne :
- 1er janvier 2023, 45 % de la masse du rotor devra être réutilisable ou recyclable
- 1er janvier 2025,55 % de la masse de leur rotor réutilisable ou recyclable.
   Remarquez bien que l’on est passé de « réutilisé » et «recyclé» à « réutilisable » et « recyclable ». Il est étonnant que le terme ait changé entre les exigences pour 2022 et ceux pour 2024 et 2025. Est ce pour laisser le temps à la filière de démantèlement de se mettre en place?
   Ensuite, je me suis demandé pourquoi les taux étaient limités à 55% pour le rotor. Il faut bien comprendre que le rotor est constitué du moyeu et des pales ainsi que la ligne d'arbre jusqu'à la génératrice. Voir schéma simplifié ci-dessous (source: éolienne écologie

  Le moyeu et la ligne d’arbre sont constitués de fonte et acier. Ils sont donc recyclables. Les pales représentent environ 35% de la masse du rotor. Donc techniquement, nous sommes déjà à 55% de masse recyclable.
  Il n’y a donc pas d’exigence sur le recyclage ou la réutilisation des pales. Ce qui n’est pas très étonnant finalement puisque les procédés de recyclage ne seront pas disponibles avant de nombreuses années.

Conclusion
  L’objectif de ce texte n’est donc pas de pousser la filière vers un objectif ambitieux qui n'aurait pas été réaliste, mais bien d’harmoniser des pratiques existantes. Ces éléments n’étant jusqu’à présent pas précisé dans les textes réglementaires précédents.