Nouvelles difficultés pour l’éolien : Baisse tendancielle de la vitesse du vent ?

Sur un sujet connexe, les conséquences sur le climat local de l’éolien off shore,  https://www.energiesdelamer.eu/2022/08/22/le-rapport-de-copernicus-avait-constate-un-reel-affaiblissement-en-2021/

Sur le sujet de la durabilité de l’éolien , notamment en raison de sa consommation de matériaux, cf https://vivrelarecherche.blogspot.com/2020/01/petits-problemes-avec-leolien-4.html ; https://vivrelarecherche.blogspot.com/2022/08/leolien-off-shore-1-une-equation.html

Affaiblissement des vents sur l’Europe : des moyennes de vitesse parmi les plus faibles depuis que l’enregistrement existe (43 ans)

Copernicus est le programme d’observation de la Terre de l’Union européenne. Il s’intéresse à notre planète et à son environnement pour le bénéfice de tous les citoyens européens. Il offre des services d’information basés sur l’observation de la Terre par satellite et les données in situ (non spatiales).

Copernicus a publié mi-2021 un rapport intitulé : « Vents faibles » dont voici les principaux extraits :

« En 2021, certaines parties du nord-ouest et du centre de l’Europe ont connu certaines des vitesses de vent moyennes annuelles les plus faibles depuis au moins 1979 »

 « L’importance des anomalies de vent de 2021 peut être appréciée en classant 2021 par rapport aux autres années depuis que les enregistrements existent, soit 1979. Cela révèle que certaines régions d’Irlande, du Royaume-Uni, du Danemark, d’Allemagne et de Tchéquie ont connu les vitesses de vent annuelles moyennes les plus faibles ou les deuxièmes plus faibles dans la base de données ERA5 depuis 43 ans. Les grandes anomalies négatives en Irlande et au Royaume-Uni au troisième trimestre ont également été les plus faibles ou les deuxièmes plus faibles pour cette période de l’année. »

« Les séries chronologiques d’anomalies annuelles de la vitesse du vent pour les cinq pays présentant les plus grandes anomalies annuelles négatives de la vitesse du vent aident à replacer 2021 dans le contexte des 43 dernières années. Pour l’Irlande et le Royaume-Uni, les anomalies négatives pour 2021 se démarquent clairement et se classent au deuxième rang derrière 2010. Pour la Tchéquie, l’anomalie de 2021 a été la plus négative en 43 ans et a suivi une période de plus d’une décennie (depuis 2009) de vitesses de vent inférieures à la moyenne ou proches de la moyenne. Pour le Danemark et l’Allemagne, les anomalies de 2021 ont également été les plus négatives, mais restent relativement proches des valeurs de plusieurs autres années dans l’enregistrement des données.

Effet sur les capacités éoliennes

« La baisse de la vitesse du vent a entraîné une réduction du potentiel de production d’énergie éolienne dans les pays touchés » Rappelons qu’une  une réduction de 10% de la vitesse du vent entraîne une baisse de 27% de la puissance d'une éolienne - qui, par ailleurs, a besoin d'une vitesse minimale pour produire de l'électricité.

« Les résultats montrent que pour les facteurs de capacité terrestre, la Tchéquie, l’Irlande, l’Allemagne, le Royaume-Uni et le Luxembourg présentent les cinq plus grandes anomalies négatives, avec des valeurs allant de -12,7% pour le Luxembourg à -15,7% pour la Tchéquie (graphique 3). Les anomalies CF sont plus importantes que les anomalies de vitesse du vent discutées ci-dessus en raison de la relation de puissance cubique entre la vitesse du vent et l’énergie éolienne. 

Pour les FC offshore, l’Irlande, le Royaume-Uni, l’Allemagne, le Danemark et les Pays-Bas présentent les cinq plus grandes anomalies négatives, avec des valeurs allant de -8,8% pour les Pays-Bas à -12,8% pour l’Irlande. La réduction estimée des facteurs de charge  pour ces pays en 2021 est conforme aux rapports du secteur de l’énergie éolienne sur la production réelle. »

Commentaire : De fait, entre juillet et septembre 2021, la Grande-Bretagne, l’Allemagne et le Danemark n’ont utilisé que 14% de leur capacité éolienne installée contre 20 à 26% les années précédentes. Un rapport publié par Forbes indique qu’au cours du premier semestre 2021, la production d’électricité éolienne en Allemagne a chuté de 25% (46,8 TWh) comparée à la même période en 2020 (59,4 TWh), imposant un recours accru aux combustibles fossiles et augmentant de 25% les émissions de carbone liées à la production électrique dans le pays »

Conclusion : « Enfin, alors que la part de la production d’énergie éolienne ne cesse d’augmenter dans le bouquet énergétique européen, les conditions de vent en 2021 soulignent l’importance de surveiller et de comprendre la variabilité du vent et la façon dont elle peut changer avec le climat…. Avec la montée en puissance de l'énergie éolienne, comme en France, l'évolution des niveaux de vitesses du vent va devenir un indicateur particulièrement suivi. »

Commentaire : bon, ben décidément, la géniale energiewende allemande, le mixte gaz éolein, quand ça veut pas, ça veut pas !

 Origine du phénomène : conjoncturelle ou évolution climatique ?

Blocage nord Atlantique : Copernicus explique que « certaines études ont montré que les régimes de haute pression (ou « blocage ») au-dessus de l’Atlantique Nord-Est et du Groenland sont généralement associés à des vitesses de vent inférieures à la moyenne sur le nord et le nord-ouest de l’Europe] Comme le montre la section « Circulation atmosphérique » du présent rapport, ces conditions météorologiques se sont produites en 2021. »

Alors origine climatique ou pas ? Observons d’abord que ce phénomène dure peu ou prou depuis 3 ans et s’accentue.

Par ailleurs, le VIème rapport d’évaluation  du Giec suggère qu’il y a 8 chances sur 10 que la vitesse des vents diminue dans la zone Europe Méditerranée et environ 5 chances sur 10 en Europe du Nord si la température moyenne  mondiale augmente de 2°C après 2050.

« Les tendances de la vitesse du vent près de la surface à travers le monde ont révélé que les vents se sont généralement affaiblis au-dessus des terres au cours des dernières décennies », note Paul Williams, professeur et chercheur en sciences atmosphériques à l’Université de Reading (Angleterre)…Cela suggère que le phénomène fait partie d’une véritable tendance à long terme, plutôt que d’une variabilité cyclique ».

De fait, il semble existes un consensus général. En 2010, une équipe de chercheurs franco-britanniques a par exemple analysé les enregistrements de vents de plus de 800 stations situées dans l'hémisphère Nord entre 1979 et 2008. Ce serait une des premières études d'envergure du genre.

Leur conclusion: les vents auraient diminué de 5 à 15 % selon les endroits, pendant ces trois décennies. Cette conclusion rejoint celle du Consortium québécois sur la climatologie régionale et l'adaptation aux changements climatiques (Ouranos). En 2015, ce consortium rapportait que "la majorité des stations québécoises présentent une tendance à la diminution de la vitesse moyenne des vents tout au long de l'année, entre 1953 et 2006, même si quelques stations nordiques dérogeaient de ce constat général.

Une étude américaine reconnait au contraire un phénomène général de décrue des vents «(stilling ») dans  les années 1980 à 2010 mais une remontée récente de 17% entre 2010 et 2017

« L’énergie éolienne, une source d’énergie alternative en croissance rapide, a été menacée par la réduction de la vitesse moyenne mondiale du vent de surface, qui se produit sur terre depuis les années 1980, un phénomène connu sous le nom d’apaisement (encalminage,  « stilling »)  terrestre mondial.

Les données du vent provenant de stations in situ du monde entier montrent que l’encalminage s’est inversée vers 2010 et que la vitesse mondiale du vent sur terre s’est rétablie.  Le renforcement a augmenté le potentiel de l’énergie éolienne de 17 ± de 2% entre 2010 et 2017, augmentant le facteur de capacité éolienne américaine d’environ 2,5% et expliquant la moitié de l’augmentation du facteur de capacité éolienne américaine depuis 2010.

https://www.nature.com/articles/s41558-019-0622-6

N'étant pas climatologue, je vais m'arrêter là. Mais la conclusion s'impose :  on connaissait et s'inquiétait  des tempêtes, il faudra s'habituer aux sécheresses éoliennes, ces longues périodes de vents faibles.  et les surveiller,

Et ce n’est pas une bonne nouvelle pour l’éolien. Le mix énergétique que nous choisirons doit en tenir compte !