Éoliennes : défis et solutions de recyclage

Article Éolien Recyclage

Si l’éolien est l’un des leviers de la transition énergétique, la question du recyclage de ces installations se pose. Dès 2025, des centaines d’éoliennes de première génération arriveront à la fin de leur cycle. Elles seront démantelées et des millions de tonnes de matériaux devront être traités. Alors, comment les recycler ? Quels défis pour le secteur ?

Sommaire

Durée de vie et renouvellement d’une éolienne
Les étapes du démontage d’une éolienne
Le recyclage des pièces de l’éolienne
Recyclage éolien : législation et responsabilités
Les innovations et l’avenir du recyclage éolien

Durée de vie et renouvellement d’une éolienne

Combien de temps fonctionne une éolienne ?

Le fonctionnement d’une éolienne permet de produire de l’énergie renouvelable pendant de nombreuses années : sa durée de vie se situe entre 20 et 30 ans. Après cela, elle doit être renouvelée ou démantelée. Dans tous les cas, le démontage et la récupération des pièces du dispositif s’imposent.

Le repowering éolien : renouveler pour plus d’efficience

Le renouvellement, aussi appelé repowering, consiste à remplacer les éoliennes en fin de vie par des modèles plus modernes et performants. Cela permet de produire plus d’électricité avec le même nombre de machines.

Les étapes du démontage d’une éolienne

Le démontage de l’éolienne peut s’effectuer en 1 à 2 jour(s) (selon les conditions météorologiques) et en quelques étapes. En cas de démantèlement des fondations, la remise en état du terrain prend 1 à 2 semaine(s). Le procédé à suivre est strictement encadré par la loi¹.

Démontage (dépose du rotor, de la nacelle, désassemblage des différentes sections du mât…) ;
Remise en état du terrain (excavation totale des fondations et décaissement des aires de grutage et des chemins d’accès) ;
Valorisation des déchets issus de la démolition et du démontage.

En tout, plus de 93 % du poids d’une éolienne terrestre est recyclable². La filière doit poursuivre ses efforts pour répondre aux attentes de la réglementation, qui impose désormais un taux minimal de 95 %. En comparaison, le taux de recyclage des panneaux solaires atteint 95 %³.

Le recyclage des pièces de l’éolienne

Les matériaux d’une éolienne et leur recyclabilité

Les éoliennes sont composées de 90 % d’acier et de béton, de 6 % de résines et de fibres de renforcement et de 3 % de cuivre et d’aluminium⁴.

Les fondations, qui représentent la masse la plus importante de l’installation, sont conçues à partir de béton de ciment. Ce dernier, très utilisé dans l’industrie et la construction, est réutilisé sous forme de granulats ou sert à fabriquer du béton neuf, par exemple.
Les pales et la coque de la nacelle sont constituées de matériaux composites. Il s’agit de fibres de verre ou de carbone mélangées à une matrice polymère (résine époxy, polyester…). Certaines filières spécialisées permettent de valoriser ces éléments composites (créer de la chaleur, de l’énergie ou les réutiliser dans d’autres parcs à énergie éolienne). Néanmoins, les méthodes utilisées jusqu’ici ne permettent pas un réemploi optimal de ces composants.
Le mât, le moyeu, la nacelle et les câbles électriques sont aussi composés de différents métaux (acier, cuivre, fonte, aluminium). Ces produits peuvent être revalorisés à 100 % dans des filières dédiées déjà existantes.

Port-la-Nouvelle, un cas d’école

En 2019, le démontage du premier parc éolien français a prouvé l’engagement d’ENGIE Green en matière de recyclage.

Situé dans l’Aude, le parc de Port-la-Nouvelle était le plus ancien de France. Dès 2016, ENGIE Green a engagé une réflexion de fond afin de définir une stratégie de récupération compétitive et vertueuse d’un point de vue environnemental.

Toutes les parties (mâts, nacelles, câblages, génératrices, huiles et pales) des trois plus anciennes éoliennes ont été démontées, triées et acheminées vers des unités de récupération spécialisées. Cela représente plus de 96 % des composants démantelés. Seul 1 % du poids total des machines a été éliminé en tant que déchet.

Défis de la revalorisation : le cas des pales d’éoliennes

Ainsi, la majeure partie de l’installation se recycle à la fin de sa vie. Cependant, les pales posent encore un défi : les fibres et la matrice polymère qui les constituent sont difficiles à séparer. La récupération des fibres peut s’effectuer grâce à différents procédés (pyrolyse, broyage…), mais ces techniques ne sont pas optimales, car elles dégradent les propriétés mécaniques de la matière. Elles peuvent, par ailleurs, demander de grandes quantités d’eau et d’énergie.

Bon à savoir

Objectif : un taux de recyclabilité des pales de 100%

Si leur part dans le poids total est relativement faible⁵, les pales pourraient représenter, selon l’Ademe, 3 000 à 15 000 tonnes de déchets annuels en France à partir de 2025⁶. Pour toute l’industrie, l’objectif est donc d’atteindre un taux de recyclabilité de 100 % le plus rapidement possible.

Recyclage éolien : législation et responsabilités

La loi française impose des objectifs à la filière éolienne

Avec l’arrêté du 22 juin 2020⁷, la France s’est dotée d’un cadre réglementaire visant à anticiper la fin de vie des parcs éoliens.

Pour les exploitations existantes : la loi impose une réutilisation ou un recyclage de 90 % de la masse totale des aérogénérateurs existants démantelés, socle compris. La réglementation oblige aussi une revalorisation de 35 % du poids des rotors.
Pour les nouveaux projets : pour les dossiers d’autorisation déposés depuis le 1ᵉʳ janvier 2024, la récupération de la masse totale des aérogénérateurs devra atteindre 95 %. Pour les rotors, ce taux s’élèvera à 55 % pour les projets déposés à partir du 1ᵉʳ janvier 2025.

D’autres exigences, liées au démantèlement des installations, engagent les exploitants des parcs.

Les obligations légales des exploitants d’éoliennes

Les éoliennes sont des installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE)⁸. Cela signifie qu’elles sont soumises à des réglementations spécifiques, permettant de prévenir les risques accidentels ou environnementaux (incendies, pollution…). La réglementation française oblige notamment les exploitants à les démanteler une fois qu’elles ont cessé de fonctionner.

En prévision de l’opération, ils doivent provisionner, dès la mise en service du projet, 75 000 € par installation de 2 MW et 25 000 € par MW supplémentaire⁹. Pour 3 MW, une somme de 100 000 € est à prévoir, par exemple.

Les exploitants sont tenus d’excaver les fondations, de remettre le site en état et de valoriser ou d’éliminer tout déchet. Cette charge ne revient pas à la commune d’installation, ni au propriétaire du terrain.

Démontage des pales éolienne de Port la Nouvelle

Préparation recyclage des éoliennes de Port la Nouvelle

Remise en état des sols de Port la Nouvelle

Les innovations et l’avenir du recyclage éolien

Si de nouvelles voies de valorisation se développent, l’amélioration de la recyclabilité des éoliennes se joue dès leur construction. Dans les années 1990, la conception d’une pale reposait sur l’utilisation de matériaux composites, dont le retraitement est aujourd’hui complexe. Pour faire face à ce problème, et éviter le traitement de tonnes de composite, des travaux de recherche sont en cours.

L’éco-conception : la clé d’une meilleure recyclabilité

Pour optimiser la durabilité environnementale des éoliennes, les fabricants privilégient désormais l’éco-conception. Cette approche méthodique vise à réduire l’empreinte environnementale des pièces, sur l’ensemble de leur cycle de vie, dès la phase de conception. L’objectif du secteur est ainsi de développer des matériaux plus faciles à réutiliser après le démontage.

Le consortium Zebra : vers des pales 100 % recyclables

Lancé en septembre 2020, le projet Zebra (Zero wastE Blade ReseArch) regroupe un consortium unique, piloté par l’Institut de recherche technologique Jules Verne. Il réunit des acteurs majeurs du secteur et des centres techniques, dont Arkema, Canoe, ENGIE, LM Wind Power, Owens Corning et Suez. L’objectif : démontrer la pertinence technique, économique et environnementale de la pale en thermoplastique, afin d’en améliorer l’éco-conception et le recyclage.

Après une année de développement, l’usine LM Wind Power, en Espagne, a sorti en mars 2022 la plus grande pale thermoplastique au monde. 100 % recyclable, elle utilise la résine Elium® d’Arkema et une fibre de verre haute performance d’Owens Corning. Si la pale Zebra a déjà passé des tests de validation à grande échelle avec succès, des essais concernant sa recyclabilité sont en cours.

Projet Zebra pale éolienne 100% recyclable Crédits DR

Bientôt une pale en résine recyclée ?

En parallèle, le consortium avance sur l’automatisation de la fabrication visant à réduire les consommations énergétiques et les rebus. Il travaille également à l’élaboration d’une nouvelle pale, conçue à partir de résine Elium® recyclée, favorisant davantage l’économie circulaire¹⁰. Il s’agit d’avancées considérables pour la filière.

Ainsi, même si des progrès sont toujours possibles, l’éolienne reste une solution à faible empreinte environnementale, tout au long de son cycle de vie. Elle est l’une des énergies les plus efficaces pour lutter contre le réchauffement climatique. Aujourd’hui, l’éolienne, terrestre ou en mer, représente la troisième source de production d’électricité française, derrière le nucléaire et l’hydraulique¹¹.

12 mois

Une année de production suffit à compenser l’énergie dépensée sur l’ensemble du cycle de vie de l’éolienne (construction, installation, démontage…)¹²

62 %

Depuis 1991, les coûts de l’éolien terrestre ont diminué de 62 %¹³.

11,2 %

En 2023, l’énergie éolienne représentait 50,7 TWh de la production totale d’électricité française¹⁴ et son taux de couverture dans la consommation a atteint 11,2 %.¹⁵

Photo de l'auteur — Photo :

Auteur :

William Arkwright

Informations complémentaires :

Directeur général d\'ENGIE Green

C’est l’exploitant du parc qui assure le démantèlement des éoliennes : il s’agit d’une obligation légale. Cette charge ne revient pas à la commune d’implantation, ni au propriétaire des terres.

Découvrir l’offre d’énergie éolienne d’ENGIE Green

Est-ce que les éoliennes sont recyclables ?

Oui, plus de 90 % de ses éléments sont recyclables. De nouvelles solutions visant à améliorer la conception des pales sont en cours de développement : elles sont plus complexes à revaloriser.

Comment recycler les éoliennes ?

Recycler des éoliennes implique un démontage complet et un tri de l’ensemble de leurs pièces. Les métaux et le béton de ciment, dont elles sont majoritairement composées, peuvent rejoindre des centres de retraitement dédiés, permettant leur réemploi.

Qui va payer le démantèlement des éoliennes ?

1 https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000044516558

2 https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/21088_VraiFaux_E%CC%81olien_terrestre-accessible.pdf

3 https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/21155_VraiFauxEnergieSolaire_def_light%282%29.pdf

4 https://librairie.ademe.fr/cadic/6427/guide-defi-eolien-10-questions-202301.pdf

5 https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/21088_VraiFaux_E%CC%81olien_terrestre%20%281%29.pdf

6 Fiche Démantèlement ENGIE Green

7 https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000042056014

8 https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000044516558/

9 https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000044516558/

10 https://www.irt-jules-verne.fr/wp-content/uploads/08-irt-jules-verne-cp-zebra-vfr-14122023.pdf

11 https://analysesetdonnees.rte-france.com/bilan-electrique-2023/production#Vuedensemble