Lorsqu’un parc éolien d’une puissance de 1 GW (= 1’000 MW) est installé quelque part, la comparaison avec la centrale nucléaire de Gösgen, qui produit elle aussi 1 GW, semble évidente. Ce parc éolien peut-il remplacer une centrale nucléaire de la taille de Gösgen ? Clairement non ! Les facteurs de charge des deux installations sont bien trop différents. Mais qu’est-ce qu’un facteur de charge ?
Aucune centrale ne peut fournir sa pleine puissance pendant les 8’760 heures de l’année. Une centrale nucléaire peut y parvenir pendant environ 8’000 heures. Cela donne un facteur de charge de 91 %, si la centrale fonctionne à pleine puissance durant ces 8’000 heures. Les éoliennes et les panneaux solaires, eux, produisent rarement – voire jamais – à pleine puissance. Pourtant, le facteur de charge se calcule facilement :
Production annuelle en kWh
le facteur de charge = –––––––––––––––––––––––––––––––––––
Puissance nominale en kW x heures annuelles
Puissance nominale ? Ce terme nous est familier dans le domaine de l’automobile : la puissance nominale y est exprimée en chevaux (CV). Elle n’est que rarement sollicitée – uniquement en appuyant à fond sur l’accélérateur. Pour les panneaux solaires, on parle de « puissance crête », exprimée en kW par m².2Elle est atteinte lorsque le soleil brille à la verticale, sans aucun nuage – donc pratiquement jamais. Pour les éoliennes, c’est plus complexe : leur puissance dépend de la vitesse du vent. Mais pas de façon proportionnelle, ni même quadratique – elle augmente avec le cube de la vitesse ! Cela signifie qu’un vent deux fois plus rapide génère une puissance huit fois plus élevée. Bien sûr, la résistance mécanique de la structure impose des limites. Pour éviter l’autodestruction, l’éolienne limite sa puissance à partir d’une certaine vitesse du vent en ajustant l’angle des pales. Cette puissance maximale correspond à la puissance nominale (Pn).Nde la turbine. (Voir graphique.) Lorsque la vitesse du vent dépasse 25 à 30 m/s, la turbine est entièrement arrêtée.
Les éoliennes ne tournent pas en permanence – et encore moins à puissance nominale. Leur facteur de charge atteint à peine 20 % dans les meilleurs emplacements de Suisse, et reste souvent en dessous de 10 %. Cela signifie qu’il faut entre 5 et 10 parcs éoliens de 1 GW pour produire autant d’électricité qu’une seule centrale comme Gösgen.
Cela signifie aussi que l’affirmation « ce parc éolien peut alimenter tant de foyers en électricité » est trompeuse. Aucun parc éolien et aucune installation solaire ne peut, à elle seule, alimenter durablement ne serait-ce qu’un seul ménage. Les panneaux solaires ne produisent aucune électricité la nuit, et les éoliennes restent à l’arrêt en l’absence de vent, ce qui est fréquent. Il faut donc des systèmes de stockage coûteux pour compenser ces absences de production.