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Les éoliennes, danger ou opportunité pour la biodiversité ?



Cadre, focus et mise au point :

Les émissions de gaz à effet de serre par les activités humaines sont la cause principale du changement climatique. Ce dernier est en partie responsable de l'effondrement de la biodiversité.
Le développement des énergies renouvelables dont les éoliennes est l'un des facteur de lutte contre le changement climatique et donc de limitation de cette érosion de biodiversité.
Cependant la construction et le fonctionnement des fermes éoliennes ont eux aussi un impact sur la biodiversité. Cet impact commence à être bien connu pour quelques taxons, principalement chez les vertébrés, mais son ampleur reste sujet à débat. En effet, les conséquences pour les espèces faisant partie des mêmes écosystèmes que celles impactées de même que la création de nouveaux habitats sur les éoliennes en mer sont encore largement ignorés.
De plus l'impact direct des autres sources d'énergies renouvelables ou non est aussi à prendre en compte dans ce débat, à titre d'outil de comparaison.

Qu'apporte réellement l'éolien, par rapport aux autres sources d'énergie, dans la lutte contre le changement climatique et la dégradation des écosystèmes ?
Les bénéfices à l'échelle mondiale, voire locale, contrebalancent-ils les potentiels impacts négatifs des installations d'éoliennes ?

Publiée il y a plus de 8 ans par S. Rigal et F. Gaveriaux.
Dernière modification il y a plus de 8 ans.

La synthèse :

Introduction
La demande énergétique mondiale ne cesse de croître. Cependant la Terre est un système fini donc les ressources, notamment celles qui ne se renouvellent que sur une échelle de temps géologique, communément appelées ressources fossiles, le sont aussi. De plus l’utilisation de ces ressources fait de la production primaire d’énergie le principal facteur (25%) des émissions de gaz à effet de serre d’origine anthropique, responsables du changement climatique. Diminution des ressources et nécessité d’endiguer les causes du changement climatique rendent essentielle et inévitable une mutation du modèle de production d’énergie qui a pris son essor au XXème siècle. Cette mutation passe notamment et principalement par l’utilisation des énergies renouvelables dont l’éolien qui, après l’hydroélectrique, est la plus développée. Cependant son exploitation et l’impact local qu’elle peut engendrer suscite une controverse vive et non résolue dans la sphère civile mais aussi dans l’arène scientifique. Les besoins de recherches sont pourtant de plus en plus importants car de nombreux projets de constructions d'immenses parcs éoliens voient le jour en Europe et aux Etats-Unis. Nous allons relater les principaux points négatifs ainsi que les bénéfices actuellement identifiés ou pouvant être prédits de l’utilisation de l’énergie éolienne sur la biodiversité. Mais il est nécessaire d’abord de poser la notion suivante, qui est qu’aucune source d’énergie utilisée actuellement à large échelle ne peut se targuer de ne pas avoir d’impact sur la biodiversité. C’est pourquoi il est important de comparer les impacts généraux de l’éolien par rapport aux autres sources d’énergie afin de pouvoir mettre en perspective les impacts plus précis soulevés par la suite.

I- Compétitivité de l’éolien face aux autres sources d’énergie.
a) Aspect énergétique et économique
La production énergétique de l’éolien et donc le nombre des sites éoliens dans le monde croît de façon exponentielle depuis les années 1990 pour arriver en 2016 à 486 GW (Saidur & al., 2011). Bien que le vent soit une ressource que l’on peut qualifier d’intermittente, le fonctionnement de l’éolien ne nécessite pas de ressources fossiles et offre donc une sécurité sur le plan géopolitique et économique par rapport aux fluctuations du marché. De plus, la production d’énergie éolienne peut être décentralisée et est donc avantageuse par la faible perte d’énergie due au transport dans les endroits peu accessibles, comme l’est l’énergie solaire, mais aussi par son prix (Sims & al., 2003) nettement inférieur aux autres énergies décentralisables. Ces deux raisons, ainsi qu’une prise de conscience écologique expliquent en grande partie l’attrait de l’éolien et sa forte croissance. Cependant, dans bien des pays, la production d’énergie par des centrales, à charbon notamment, reste moins coûteuse car les normes de telles centrales sont faibles donc les coûts de construction et d’entretien aussi. L'énergie éolienne est, de ce fait, cantonnée à l’Europe, l’Amérique du Nord, l’Océanie, la Chine et l’Inde.

b) Aspect environnemental
Face à la croissance très rapide de cette forme de production d’énergie, de plus en plus d’études s’intéressent à son impact environnemental. Les impacts locaux seront traités dans les paragraphes II et III. Si l’on s’intéresse aux effets à l’échelle mondiale, la production de gaz à effet de serre liés à la construction des fermes éoliennes est comparable aux autres installations. Cependant, les centrales à charbon, pétrole ou gaz naturel sont responsables d’une pollution locale de l’air et de l’eau, d’une émission de gaz à effet de serre ainsi que de forage pour l’obtention des matières premières. Les centrales nucléaires, outre le fait qu’elles présentent un risque latent sur une zone de plusieurs centaines de kilomètres, induisent une pollution thermique de l’eau ainsi qu’une production de déchets radioactifs qu’il faut stocker. Elles nécessitent aussi l’extraction de l’uranium. Pour ce qui est des énergies renouvelables, la principale qui est l’hydroélectrique, implique une submersion de terres. Inversement, lors du fonctionnement des fermes éoliennes, ces différentes pollutions ou dégradations n’ont pas lieu (Saidur & al. 2011).

II- Impacts des parcs éoliens sur la biodiversité
Quels que soient les groupes impactés, sur terre ou en mer, l’effet potentiel peut avoir lieu à deux moments, d’une part lors de la construction du parc éolien, d’autre part lors de son fonctionnement.
a) Faune volante
Le premier facteur pouvant impacter les oiseaux ou les chauves-souris est le risque de collision associé au barotraumatisme dû à la dépression créée par la pale. La densité de population augmente le risque de collision. Les caractéristiques de l’espèce et de son vol sont aussi à prendre en compte. En effet, certains oiseaux comme l’Eider (Somateria mollissima) (Larsen & Guillemette, 2007) évitent difficilement les éoliennes. La météo peut également augmenter le risque de collision à cause d’un manque de visibilité ou de changements de vents. Les saisons de migration représentent aussi des périodes à risques. L’emplacement du parc a également son importance, placé au niveau d’un couloir de migration il pourra augmenter le risque de collision. D’autres caractéristiques telles que la hauteur de la tour ou la présence de lumières, susceptibles de désorienter les oiseaux, peuvent également jouer un rôle. Enfin, les insectes semblent attirés par les éoliennes (Long & al., 2011), cela attire les chauves-souris qui voient leur risque de collision augmenter. Ces facteurs induisent une variabilité du taux de collision par turbine par an. Cependant, malgré un taux de collision élevé, un déclin de la population n’est pas toujours observé. En effet, il semble que ce soit essentiellement les espèces à faible taux de reproduction ou menacées qui sont davantage impactées, les rapaces en sont un exemple (Kuvlesky & al., 2007). La construction des éoliennes mais également les structures et activités associées pourraient perturber les oiseaux et les inciter à éviter le parc et ces alentours (Larsen & Guillemette, 2007) en induisant à long terme une perte d’habitat.

b) Faune marine
Plus récemment, de nombreux parcs éoliens ont vu le jour en mer, le but étant d’utiliser les vents plus forts et plus constants qui s’y trouvent. Les études réalisées ont donc un temps de recul assez limité (10 ans) induisant des estimations d’impacts à court terme difficilement généralisables dans le temps.
Tout d’abord, l’installation des tours induit une turbidité de l’eau et un changement dans la géomorphologie des fonds, perturbant le milieu et engendrant une perte ou une modification irréversible d’habitat pour certains taxons. Les sons produits par les éoliennes sont susceptibles de perturber les mammifères marins qui y sont très sensibles car ils représentent pour eux un moyen de communication, de prédation et de localisation.
Cependant, des études ont montré qu’une grande partie des espèces ayant subi un impact lors de la construction retrouvent, a posteriori, une dynamique semblable à celle précédant l’installation. De plus, la présence d’un parc peut engendrer la création d’habitat pour de nouvelles espèces. En effet, la zone sera reconnue comme protégée, son accès restreint et le trafic maritime interdit. Cela va favoriser le retour de nombreuses espèces qui pourront y trouver refuge, en particulier au niveau de la portion sous-marine de l’éolienne où, pour la protéger des courants violents, des éléments tels que des rochers sont mis autour de la base du pilier. Ce récif artificiel est utilisé par de nombreuses espèces comme habitat. Cette zone va permettre l’installation d’un plancher végétal, d’espèces communes comme des crustacés ou des bancs de poissons mais également des espèces protégées comme les hippocampes (Wilson & Elliott, 2011). Sur le pylône, les moules semblent se développer abondamment et rapidement. On révèle également une activité pélagique dynamique avec une alternance d’espèces de poissons majoritaires assez fréquente.

c) Faune terrestre
Les impacts des parcs éoliens sur la faune terrestre sont multiples. Tout d’abord une perte et une fragmentation de l’habitat peuvent être engendrées par les éoliennes mais également par les aménagements et les modifications du paysage qui accroissent l’activité humaine ainsi que la pollution sonore. Les routes, par exemple, exposent les animaux non-volants au risque de collision avec les voitures (Lovich & Ennen, 2013). Ces installations entraînent également des fragmentations de populations comme cela a pu être observé chez les rennes (Rangifer tarandus) en Norvège (Flydal & al., 2004). Cela peut induire à terme un appauvrissement génétique engendrant des spirales d’extinction.
Des effets indirects notamment dus au bruit des éoliennes existent aussi. Par exemple, les spermophiles de Californie (Spermophilus beecheyi) augmentent leur niveau de vigilance face aux prédateurs (Rabin & al., 2006), ce qui témoigne d’un stress constant induit par les éoliennes. Ces dernières peuvent aussi localement impacter l’accès à la lumière, l’hygrométrie et les vents formant ainsi des microclimats.
Cependant, des études, menées sur la dynamique et l’écologie d’espèces précises, ont montré que l’installation des parcs éoliens n’est pas toujours néfaste aux populations locales. En effet, les parcs éoliens terrestres constituent de nouveaux habitats pour de petits vertébrés. Par exemple la tortue du désert (Gopherus agassizii) profite des structures en béton pour former ses nids en dessous (Lovich & Ennen, 2013; Ennen & al., 2012). La croissance démographique des populations ainsi que l'écologie de nidification de cette espèce ne semble pas perturbée au sein des parcs éoliens.

III- Bilan sur l’impact des différents parcs
a) Parcs offshore
Bien que les études soient encore récentes, les scientifiques estiment que l’impact sera globalement positif. La plupart des espèces locales ont une dynamique post-installation qui est semblable voire améliorée par la construction des éoliennes. Néanmoins, certaines espèces semblent plus impactées par cette construction qui engendre une réponse conséquente (oiseaux migrateurs). Mais on recense peu, à l’heure actuelle, d’espèces affectées et peu ou pas d’autres points négatifs majeurs une fois l’éolienne construite et opérationnelle.

b) Parcs terrestres
Certains groupes notamment un partie de la faune volante sont plus vulnérables. Il est donc nécessaire de prêter attention aux placements des parcs. D’autres solutions comme la modification de l'architecture et la diminution de la luminosité sont mises en place pour diminuer ces effets néfastes. De plus des technologies radars permettant d’éloigner la faune volante sont testées.

Conclusion
Il est très délicat de faire un diagnostic global de l’impact des parcs éoliens sur la biodiversité car leurs effets sont très variables et dépendent de nombreux facteurs (espèce considérée, emplacement du parc). L’impact des éoliennes sur la biodiversité nécessite donc d’être étudiée sur une échelle de temps long pour chaque parc éolien. En effet, la modification locale de l’habitat est non négligeable et certains groupes comme la microfaune ou encore les plantes reste très peu étudiés au regard de cette perturbation. Une autre limite concerne les méthodes d’études, celles-ci sont souvent mal adaptées et ne sont pas homogènes sur tous les sites ce qui rend la comparaison entre sites compliquée (Drewitt & Langston, 2006). Elles ont également tendance à sous-estimer la mortalité notamment au niveau des oiseaux (Kunz & al., 2007). Bien qu’améliorables, ces études dressent un tableau inquiétant notamment dans la perspective actuelle d’augmentation de la taille des parcs éoliens. Cependant des solutions existent et commencent à être mises en place. Enfin, la vision de ces effets est fortement liée à l’échelle d’observation. Ainsi, si l’éolien peut localement ne pas être la méthode la plus appropriée pour la gestion et la conservation de la biodiversité, il est important qu’il accroisse son développement globalement pour répondre aux enjeux qui pèsent sur la biodiversité à l’échelle planétaire. Une des questions qui émerge suite à ce débat est de savoir s’il vaut mieux que l’impact local des éoliennes cherche à augmenter la biodiversité quitte à la modifier, ou tenter de le rendre le plus neutre et laisser se mettre en place un nouvel équilibre écologique.

Publiée il y a plus de 8 ans par F. Gaveriaux et collaborateurs..
Dernière modification il y a plus de 6 ans.

Cette synthèse se base sur 12 références.

Les éoliennes, danger ou opportunité pour la biodiversité ?
Danger  ou  Opportunité ?



État de l'art du développement et du fonctionnement de l'éolien sur la faune terrestre non-volante et la faune marine à l'échelle des installations.

Review - 2013 - Applied Energy
Assessing the state of knowledge of utility-scale wind energy development and operation on non-volant terrestrial and marine wildlife.
Jeffrey E. Lovich, Joshua R. Ennen

L'écologie de nidification d'une population de Gopherus agassizii dans une installation d'énergie éolienne d'utilité publique en Californie du Sud

Article - 2012 - www.bioone.org/page/terms_of_use
Nesting Ecology of a Population of Gopherus agassizii at a Utility-Scale Wind Energy Facility in Southern California
Joshua R. Ennen, Jeffrey E. Lovich, Katherin P. Meyer, Curtis Bjurlin, and Terence R. Arundel

Impacts écologiques à court-terme d'une ferme d'éoliennes marines sur la côte Néerlandaise

Article - 2011 - Environmental Research Letters
Short-term ecological effects of an offshore wind farm in the Dutch coastal zone; a compilation
H J Lindeboom, H J Kouwenhoven, M J N Bergman, S Bouma, S Brasseur, R Daan, R C Fijn, D de Haan, S Dirksen, R van Hal, R Hille Ris Lambers, R ter Hofstede, K L Krijgsveld, M Leopold, M Scheidat

Le potentiel de création d'habitats des fermes d'éoliennes marines

Article - 2011 - From Turbine to Wind Farms - Technical Requirements and Spin-Off Products
The Potential for Habitat Creation around Offshore Wind Farms
Jennifer C. Wilson et Michael Elliott

Effets de la production d'énergie éolienne sur la croissance, la démographie et la survie d'une population de Gopherus agassizii dans le sud de la Californie

Article - 2011 - Herpetological Conservation and Biology
EFFECTS OF WIND ENERGY PRODUCTION ON GROWTH, DEMOGRAPHY, AND SURVIVORSHIP OF A DESERT TORTOISE (GOPHERUS AGASSIZII) POPULATION IN SOUTHERN CALIFORNIA WITH COMPARISONS TO NATURAL POPULATIONS
JEFFREY E. LOVICH1 , JOSHUA R. ENNEN1,2 , SHEILA MADRAK3 , KATHIE MEYER4 , CALEB LOUGHRAN , CURTIS BJURLIN , TERENCE R. ARUNDEL , WENDY TURNER , CRISTINA JONES , AND GAYLE M. GROENENDAAL

Attractivité des insectes envers les éoliennes : l'effet de la couleur ?

Article - 2011 - European Journal of Wildlife Research
Insect attraction to wind turbines: does colour play a role ?
Long, C. V., Flint, J. A., & Lepper, P. A.

Impact environnemental de l'énergie éolienne.

Review - 2011 - Renewable and Sustainable Energy Reviews
Environmental impact of wind energy.
R. Saidur, N.A. Rahim, M.R. Islam, K.H. Solangi

Les énergies renouvelables marines: de potentiels bénéfices en faveur de la biodiversité? Un appel urgent à la recherche

Review - 2009 - Journal of Applied Ecology
Marine renewable energy: potential benefits to biodiversity? An urgent call for research
Richard Inger, Martin J. Attrill, Stuart Bearhop, Annette C. Broderick, W. James Grecian, David J. Hodgson, Cheryl Mills, Emma Sheehan, Stephen C. Votier, Matthew J. Witt, Brendan J. Godley

Développement de l'énergie éolienne et conservation de la vie sauvage : Défis et opportunités.

Review - 2007 - Wildlife management
Wind energy development and wildlife conservation : Challenges and opportunities
Kuvlesky Jr, W., Brennan, L., Morrison, M., Boydston, K., Ballard, B. & Bryant, F.

Impacts écologiques du développement de l'énergie éolienne sur les chauves-souris : questions, besoins de recherche et hypothèses.

Review - 2007 - Frontiers in Ecology and the Environment
Ecological impacts of wind energy development on bats: questions, research needs, and hypotheses.
Thomas H. Kunz, Edward B. Arnett, Wallace P. Erickson, Alexander R. Hoar, Gregory D. Johnson, Ronald P. Larkin, Dale M. Strickland, Robert W. Thresher & Merlin D. Tuttle

Effets des éoliennes sur le comportement de vol des Eiders communs hivernant : implications pour leur habitat et le risque de collision.

Article - 2007 - Journal of Applied Ecology
Effects of wind turbines on flight behaviour of wintering common eiders: implications for habitat use and collision risk
Jesper K. Larsen & Magella Guillemette

Évaluer les impacts des parcs éoliens sur les oiseaux.

Review - 2006 - Ibis
Assessing the impacts of wind farms on birds
Drewitt Allan & Rowena Langston

Les effets des éoliennes sur le comportement antiprédateur des spermophiles de Californie (Spermophilus beecheyi)

Article - 2006 - www.sc iencedirect.com
The effects of wind turbines on antipredator behavior in California ground squirrels (Spermophilus beecheyi)
Lawrence A. Rabin, Richard G. Coss , Donald H. Owings,

Effets de l'utilisation des éoliennes sur le comportement des rennes semi-domestiques mis dans des enclos

Article - 2004 - University of Oslo, Biology Institute, EBE, P.O. Box 1066 Blindern, N-0316 Oslo, Norway
Effects of wind turbines on area use and behaviour of semi-domestic reindeer in enclosures
Kjetil Flydal, Sindre Eftestøl, Eigil Reimers & Jonathan E. Colman

Comparaison des émissions de carbone et du coût de leurs réductions pour la production d'électricité entre les ressources fossiles et les énergies nucléaire et renouvelables.

Review - 2003 - Energy Policy
Carbon emission and mitigation cost comparisons between fossil fuel, nuclear and renewable energy resources for electricity generation.
Ralph E.H. Sims, Hans-Holger Rogner, Ken Gregory