De leur extraction, ou de leur captage, à leur utilisation finale, chaque source d'énergie est caractérisée par des impacts environnementaux plus ou moins importants pouvant affecter tant les différents milieux, que les écosystèmes, ou les populations.

Impacts sur les différents milieux

Impacts sur l'atmosphère

Les énergies fossiles sont toutes à base de carbone. D'un point de vue chimique, la facilité de cet élément à se lier avec d'autres conduit à des possibilités de transformations qui rendent ces sources difficilement remplaçables. La carbochimie a été remplacée par la pétrochimie, qui alimente aujourd'hui de multiples industries, comme, par exemple, les industries pharmaceutiques ou cosmétiques, celle des matières plastiques, etc.. La transformation des produits obtenus à partir de ces énergies fossiles en des objets devenus nécessaires à l'amélioration de la vie de chacun, conduit à repenser leur utilisation comme carburants. Ces sources peuvent être remplacées dans un certain nombre d'usages.

L'avantage de cette facilité d'utilisation entraîne des contreparties. Le résultat ultime de la combustion de ces produits est le gaz carbonique, et celui-ci est un des grands responsables de l'accroissement de l'effet de serre et de ses conséquences sur le réchauffement climatique. Toutes les sources d'énergie, soit au moment de la mise en place des installations énergétiques, soit au cours de leur utilisation, participent aux émissions de gaz à effet de serre en des quantités plus ou moins importantes.

Quand on considère les facteurs d'émission des différentes chaînes énergétiques permettant de produire de l'électricité, il faut différencier la phase de construction de ces unités de production et la période de production. On constate que les centrales thermiques utilisant les sources d'énergie fossiles génèrent peu d'impacts environnementaux lors de la construction des unités, ou lors du transport des combustibles, mais qu'elles constituent les filières les plus polluantes lors de leur fonctionnement. Seules l'énergie nucléaire et les énergies renouvelables n'émettent pas de gaz à effet de serre lors de leur fonctionnement. Parmi elles, certaines (géothermie, hydraulique, nucléaire) sont aussi très peu polluantes en matière d'émissions de gaz à effet de serre lors de la construction de l’installation.

Cette réalité se discute à propos de l’hydraulique, car, dans certains cas, la construction a nécessité l’utilisation de millions de tonnes de béton coulées (et la fabrication du ciment, par calcination, a dégagé beaucoup de CO₂) et sa mise en eau a conduit à la décomposition de la végétation noyée (en dégageant beaucoup de méthane) si on n’a pas pris la précaution de défricher le périmètre du réservoir avant l’inondation.

Les nouvelles orientations énergétiques peuvent donc passer par la substitution. Par exemple, sur le réseau de chaleur de Lyon / Villeurbanne (le Grand Lyon), le troisième de France par sa taille, la réhabilitation de la chaufferie centrale, la diversification des énergies (66 % d'énergies renouvelables en 2009) et la création de 2 nouvelles unités de production - chaufferie bois et installation de cogénération -, permettront de réduire les rejets dans l'atmosphère de 60 % pour le dioxyde de soufre (SO₂), de 50 % pour le monoxyde de carbone (CO), de 25 % pour le dioxyde de carbone (CO₂) et de 30 % pour les oxydes d'azote (NO_x) et les poussières.

En Italie, aux Etats-Unis d’Amérique, aux Philippines, au Mexique et dans les autres pays producteurs, la production d'électricité à partir de la géothermie permet annuellement, par comparaison avec les émissions moyennes des centrales au charbon qui auraient produit la même quantité d'énergie électrique, d'éviter de fortes quantités d’émissions polluantes dans l’atmosphère.

Quantités de polluants atmosphériques évitées en 2003 par l’origine géothermique

de la production d’électricité

Le cas de la biomasse est, en matière d'émission de gaz à effet de serre, particulier. La matière végétale se renouvelant continuellement par photosynthèse selon un court cycle de repousse, il est possible d'utiliser la biomasse indéfiniment comme source d'énergie. Du fait de ce court cycle de renouvellement, l'utilisation de la bioénergie ne provoque aucune augmentation du taux de gaz carbonique présent dans l'atmosphère. En effet, la combustion de la biomasse rejette du dioxyde de carbone dans l'atmosphère, mais la photosynthèse peut capter ce gaz si la biomasse est restaurée sans discontinuité. Cela nécessite une gestion équilibrée de la biomasse. Par ailleurs, les combustibles issus de la biomasse sont souvent des produits "rebuts" : résidus forestiers, déchets urbains ou agricoles qui permettent, soit une alimentation directe (bois, bagasse), soit une transformation par gazéification du bois ou en biogaz à partir des stations d'épuration. Par putréfaction, le bois dégage autant de gaz à effet de serre (notamment CH₄) que par combustion. On assiste alors, en quelque sorte, à une double dépollution, car il y a dégradation des déchets et protection de l'environnement. On produit de l'énergie sans contribuer à l'effet de serre. Sur le plan environnemental, l'utilisation des carburants issus de la biomasse entraîne une diminution sensible des gaz polluants. Leur transport, leur raffinage et leur distribution consomment également de l’énergie, mais l’impact net au niveau des réductions d’émissions peut atteindre jusqu’à 85 %.

Les sources d'énergie fossile, émettent des polluants atmosphériques (oxydes d'azote, de carbone, de soufre précurseurs d'ozone, etc.) aussi bien lors de l'extraction que lors de leur utilisation. Alors que les sources d'énergie renouvelable comme l'éolien, l'hydraulique ou le solaire ne polluent pratiquement pas (pas de déchets, aucun rejet qui pourrait entraîner des retombées acides, pas de substances à retraiter, et donc pas de problèmes de santé publique induits).

De même que l’exploitation pétrolière, l'exploitation de la géothermie peut entraîner des dégagements d'hydrogène sulfuré (H₂S), gaz dissous dans les eaux souterraines, qui peut remonter des profondeurs et passer à l'état gazeux.

Quant à la biomasse, elle émet en quantités importantes des composés organiques volatils et du monoxyde de carbone.

Les émissions des polluants atmosphériques autres que les gaz à effet de serre peuvent aussi être comparées en tenant compte des techniques employées et de la source d'énergie fossile. On peut envisager, par exemple, une comparaison des techniques d'exploitation des combustibles fossiles pour la production d'électricité.

L'énergie nucléaire constitue un cas particulier. Les organismes de surveillance estiment que les radionucléides dans les effluents gazeux d'une centrale nucléaire sont rapidement dispersés par les vents, et dilués dans l'atmosphère, et qu'à 1 ou 2 kilomètres de la centrale les niveaux de concentration sont tels que la radioactivité ajoutée n'est quasiment plus détectable. Tout est extrêmement contrôlé et les rapports sont publiés.

http://www.cea.fr/fr/surete/Bilan2002/BilanEnvironnement.pdf

Concernant les accidents nucléaires, notamment celui de Tchernobyl, les avis sont plus partagés. La CRIIRAD (Commission de recherche et d'information indépendantes sur la radioactivité) a publié, fin février 2002, un "atlas des contaminations radioactives" causées par l'accident de Tchernobyl. Les données concernent la contamination des sols, de l'eau et des aliments suite aux dépôts atmosphériques. Les informations tendent à prouver que la France n'a pas été épargnée par le nuage radioactif alors que le gouvernement de l'époque avait affirmé le contraire.

On sait maintenant, près de vingt ans après, que les conséquences sanitaires de l'accident de Tchernobyl sont dramatiques pour la population de la région. Ce fut, heureusement, le seul accident de ce type et les centrales nucléaires sont dans plusieurs pays plus sûres que certaines installations industrielles, mais les conséquences d'accidents exceptionnels ou la question du stockage des déchets à très longue vie et haute activité ne sont pas sans inquiéter.

http://www.criirad.com

Il se trouve d’autres lieux où étudier l’influence biologique des rayonnements. Ce sont les sites où ont eu lieu les toutes premières expérimentations d’explosions nucléaires. Ces faits ne concernent pas directement les centrales de production d’énergie puisque la radioactivité y reste confinée, derrière des enceintes de protection. Mais les faibles doses radioactives reçues sont similaires à celles provoquées par l’accident de Tchernobyl (explosion chimique ayant détruit l’enceinte et libéré des produits radioactifs de fission).

L’Assemblée nationale française a publié, en 2001, un rapport sur les incidences environnementales et sanitaires des essais nucléaires, effectués au Sahara et en Polynésie, par la France entre les années 1960 et 1996. Ce rapport présente des éléments de comparaison avec les essais des autres puissances nucléaires. Une étude épidémiologique approfondie a été réalisée. Les observations continuent. Des interrogations demeurent à propos d’incidences, un peu supérieures aux prévisions statistiques, de problèmes cancéreux (notamment le cancer de la thyroïde) : hasard ou influence des faibles doses de rayonnement mesurées ? Mais le rapport signale aussi que "ces essais ne se sont pas réalisés sans altérer l'environnement des sites utilisés et sans prendre des risques humains. On peut toutefois considérer que ces effets sont limités, même si, quarante ans plus tard, des hommes se plaignent d'hypothétiques effets sur la santé."

http://www.assemblee-nationale.fr

Impacts sur les eaux et les sols

Toute extraction qui nécessite un forage entraîne d'importantes modifications géologiques et hydro-géologiques du sous sol. C'est le cas de l'extraction des sources d'énergie fossiles et de la géothermie.

L'eau d'exhaure créée par les forages, et le ruissellement à l'intérieur des mines de charbon ou d'uranium, entraînent des rejets liquides. Les eaux sont plus ou moins bien traitées avant rejets, et ces traitements conduisent aussi à des déchets solides. Ce ruissellement peut conduire aussi à des risques de pollution des nappes phréatiques. Des problèmes identiques se posent lors du cheminement de l'eau dans les conduites d'eau venant des profondeurs, dans le cas de la géothermie.

Avec l'arrêt, en France, de l'exploitation du charbon ou de l'uranium, les sites doivent être réhabilités et mis en sécurité. Différents risques sont alors à craindre :

·     un affaissement des sols;

·     la remontée des eaux qui peut menacer la nappe phréatique;

·     des émanations de gaz.

En France, par exemple, à Liévin dans le Nord, l'eau est à 800 m de la surface. Le grisou, présent en permanence dans les veines de charbon inexploitées, reste un danger dans le cas de puits non obturés. La différence de pression fait remonter le gaz léger qui peut être exploité par Gaz de France.

Au cours de l'extraction du charbon ou de l'uranium, les stériles qui sont les roches extraites qui ne sont pas traitées parce qu'elles contiennent trop peu de matériau combustible utilisable, sont récupérés. Ainsi, en 1992, la quantité cumulée des stériles de mines d'uranium en France était de l'ordre de 270 millions de tonnes. Ces stériles, s'ils ne sont pas exploités, polluent les sols et entraînent des risques pour les nappes phréatiques.

http://www.je.minefi.gouv.fr

Ces stériles sont, pour le charbon, stockés en terrils, généralement des cônes pouvant atteindre une hauteur de 100 m. Les matériaux peuvent être réutilisés pour les travaux publics, mais il arrive aussi que ces terrils soient intégrés au paysage et, pour certains, ouverts aux activités de loisirs (piste de ski artificielle de Noeux-les-mines en France).

Comme dans le cas du charbon, les sous-produits de l'extraction des ressources fossiles peuvent être considérés comme des polluants des sols, mais ils peuvent aussi être exploités. La désulfuration du gaz de Lacq, nécessaire avant sa mise en circulation dans le réseau, a ainsi conduit à une production importante de soufre en France.

Les sources d'énergie renouvelables, comme l'éolien ou le solaire, ne présentent pas d'inconvénients concernant les eaux ou les sols, mais l'utilisation de la biomasse et la construction d'installations hydroélectriques posent, en matière de sol et d'eau, des problèmes très particuliers.

Si l'on considère l'hydraulique, la construction d'un barrage entraîne un certain nombre d'avantages et d'inconvénients qui font que sa construction est souvent controversée.

La gestion de l'eau stockée permet de réguler le débit des cours d'eau et de développer de nouvelles activités dans la région d'implantation d'une installation hydroélectrique. Grâce à des usines de "basse chute", le Rhin et le Rhône sont même devenus navigables. Ainsi, dans une certaine mesure, l'eau accumulée soutient l'étiage par temps de sécheresse, et, en période de crue importante, la régulation des cours d'eau, quoique parfois difficile, est globalement positive. Il faut cependant trouver un juste équilibre entre l'inondation des terrains en amont et une limitation des crues en aval.

En France, un accord-cadre a été signé entre E.D.F. et l'Etat, en 1990, réglementant la redistribution de l'eau, en qualité et en quantité, pour l'alimentation en eau potable, l'irrigation des terres agricoles, etc.. La crue du Rhône de janvier 1994, par exemple, n'a pu être totalement contenue car ce sont des milliards de m³ d'eau qui se sont déversés en quelques jours dans ce fleuve.

A titre de comparaison, le plus grand réservoir, le lac de Serre-Ponçon a une capacité de 1,2 milliards de m³. Dans le même temps, ce barrage, ainsi que celui de Sainte-Croix ont permis d'atténuer l'amplitude de la crue de la Durance. Un exemple de redistribution particulièrement réussie : la vallée de la Durance où s'est développée l'agriculture sur 80 000 ha desservis (arbres fruitiers; cultures maraîchères; lavandin; etc.). L'aménagement du barrage de Pont-de-Veyrières a conduit au contrat  "Ardèche Claire" garantissant le développement de la région. De même, le "Plan Garonne", s'étalant jusqu'en 2003 (aménagement du bassin de l'Adour-Garonne) maintiendra, par exemple, un débit suffisant de l'Ariège à Foix.

C'est probablement dans les pays en développement que les questions comme la régulation des cours d'eau, celle des crues et des avantages de l'irrigation sont les plus cruciales. En Inde, la politique de développement définie par les gouvernements successifs depuis 1947, et qui est plus ou moins remise en cause actuellement, a fait aux barrages une place d'honneur. Les surfaces irriguées ont plus que doublé entre 1952 et 1996, passant de 21 à 53,5 millions d'hectares.

En Chine, la construction du barrage des Trois Gorges répond à trois objectifs principaux :

·     la volonté de maîtriser le débit du fleuve Yang Tsé Kiang dont les crues, la dernière en 1998, ont été particulièrement catastrophiques. C’est l’argument humanitaire de la sécurisation des populations nombreuses (50 à 80 millions d'habitants) de la plaine;

·     l'augmentation des capacités de navigation, facilitant la création de pôles économiques à l'intérieur du pays (grâce à un système d’ascenseurs, les cargos pourront remonter vers le bassin du Sichuan en passant l'obstacle actuel des gorges);

·     la réalisation d'un grand complexe hydroélectrique (de puissance identique à celle de 12 réacteurs nucléaires modernes) nécessité par le développement économique croissant des grandes villes chinoises. C’est un argument d'écologie globale.

Enfin, le barrage d'Assouan, en Egypte, même s'il a eu des conséquences importantes sur les écosystèmes et la population de la région, a entraîné une révolution hydraulique puisque la capacité de stockage du pays est passée de 4 milliards de mètres cubes d'eau, avant 1964, à 165 milliards de mètres cubes.

Cela a eu des conséquences sur la fin des cycles des crues catastrophiques qui emportaient tout et endeuillaient des milliers de familles; l'année de sa mise en eau, le barrage a bloqué une des crues les plus fortes du siècle. La crue de 1996 qui a dépassé les 130 milliards de mètres cubes d'eau aurait eu des conséquences beaucoup plus catastrophiques si le barrage n'avait pas existé. Par ailleurs, les sécheresses dramatiques qu'ont vécues le Soudan et d'autres pays du Sahel africain entre 1984 et 1988, n'ont pas eu lieu en Egypte. Pour résumer, les profonds bouleversements de la vallée du Nil, sur le long terme, ont eu comme effets positifs :

·     une augmentation globale des surfaces cultivables;

·     le développement de la navigation fluviale, le débit du fleuve étant mieux contrôlé;

·     une bonne protection des riverains contre les inondations;

·     la puissance électrique de l'Egypte qui a doublé, grâce à l'usine hydroélectrique d'Assouan;

·     l'essor de la pêche dans le lac Nasser, en amont du barrage.

Les régions sujettes à tremblements de terre sont évidemment à surveiller. Mais aussi, des études sérieuses permettent de se poser la question de savoir si le poids d'un grand barrage auquel s'ajoute celui de l'eau ne peuvent pas provoquer eux-mêmes des séismes locaux. Par exemple, des mesures effectuées à la suite de l'élévation du niveau de l'eau du Zambèze en amont du barrage de Kariba, dès son achèvement dans les années 1960, ont mis en évidence des changements de la surface du sol sur 36 km à la ronde. Et dès sa mise en eau finale, il a été constaté un très grand nombre de tremblements de terre (certains atteignant la magnitude de 5 ou plus sur l'échelle de Richter). On redoute également ce phénomène autour du barrage de l'Itaipù, entre le Brésil et le Paraguay.

Le cas de la forêt et du développement de la biomasse comme source d'énergie est bien différent. La gestion des ressources doit être équilibrée si on ne veut pas voir apparaître des modifications au niveau des sols et des eaux.

La déforestation est actuellement, en dehors des périodes de tempêtes qui détruisent les forêts, un phénomène tropical. Pour retenir un ordre de grandeur, plus de 1 % des forêts tropicales sont concernées chaque année. Ce phénomène est lié à la croissance démographique et à la satisfaction de besoins vitaux, mais aussi à des conditions climatiques défavorables et à des sécheresses fréquentes. Il conduit à accentuer l'érosion et à fragiliser des sols qui le sont déjà. Le régime et la qualité des eaux sont aussi gravement perturbés. En région amazonienne, l'augmentation de la sédimentation et de la turbidité des eaux, consécutive au ruissellement et au transport de quantités importantes de particules des sols, provoque la réduction des prises de poisson et met en difficulté l'alimentation de subsistance des populations.

Le développement des cultures bioénergétiques doit aussi être mené de manière raisonnée. Les grandes exploitations agricoles peuvent engendrer une pollution des sols et des eaux, en particulier par les reliquats des fertilisants. Les engrais et produits phytosanitaires ne doivent pas être appliqués en doses excessives. Leur apport doit être limité aux seuls besoins de la plante, en tenant compte de reliquats d'éléments fertilisants disponibles dans le sol et des risques sanitaires réels. Une charte agro-environnementale mise en place sous l'égide de la Fédération des Oléo-Protéagineux (FOP), existe depuis 1992 en France, pour la production de colza énergétique sur jachère.

Lorsque le colza est produit selon les recommandations de cette charte, on observe une nette diminution (20 % en moyenne) dans l'utilisation des engrais et produits phytosanitaires, et cela réduit donc sensiblement les risques de pollution des nappes. Le maintien, en période hivernale, d'une couverture végétale par le colza permet de limiter les risques de lessivage des nitrates contenus dans les sols; c'est pourquoi le colza d'hiver, est considéré comme un excellent piège à nitrates.

Impacts sur les écosystèmes

Les sources d'énergie fossiles

Les émissions atmosphériques de polluants et les rejets résiduaires entraînent une modification des écosystèmes. Les retombées de polluants peuvent conduire à une acidification des eaux ou à une dégradation des forêts.

L'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre dans l'atmosphère aura des effets sur la végétation, qui ne seront pas forcément négatifs, mais qui modifieront la photosynthèse et la respiration de certaines plantes. L'augmentation régulière de la température de la planète conduit actuellement à des modifications de la vie animale. Par exemple, on retrouve en Méditerranée et dans l'Atlantique des poissons fréquentant habituellement des eaux beaucoup plus chaudes. Un moustique vecteur de la Dengue (maladie virale tropicale), est présent depuis les années 90 dans le Nord de l'Italie.

La pollution thermique engendrée par les installations industrielles et nucléaires modifie aussi les systèmes aquatiques.

Les déversements de produits pétroliers lors d'accidents maritimes sont assez spectaculaires et désastreux pour la faune pour être dans toutes les mémoires.

L'utilisation des ressources fossiles risque donc de modifier durablement notre environnement. Leur remplacement, lorsque cela est possible, par les énergies renouvelables, beaucoup moins polluantes, éviterait probablement certains déboires mais en entraînerait d'autres.

Quelques sources d'énergie renouvelables

Les installations hydroélectriques et les écosystèmes

Les ruptures de barrage ne sont pas rares (barrage de type barrage-voûte, de Malpasset, en France en 1959 avec 400 victimes; barrage de type barrage-poids, réputé plus fragile, de Morvi en Inde en 1979 entraînant plus de 15 000 morts). La rupture catastrophique du barrage de Malpasset a provoqué, dans le monde entier, une remise en cause systématique des pratiques en vigueur et a donné un coup de fouet à la recherche en mécanique des roches.

Un barrage, quelle que soit sa taille, bloque les poissons migrateurs, comme le saumon ou l'alose, qui remontent les cours d'eau pour rejoindre leurs zones de frai très en amont. Ce problème est pris en compte, grâce à l'installation de "passes" aménagées :

·     écluses à poissons sur les ouvrages "au fil de l'eau";

·     ascenseurs à poissons lorsque le barrage est plus abrupt.

On procède également à un ré-alevinage systématique pour maintenir les espèces concernées.

En amont du barrage se produit une concentration importante de la biomasse végétale. C’est un problème inhérent à tout réservoir d'eau. Il a pour conséquence la diminution du dioxygène dissous, ce qui nuit à la faune aquatique et à certains usages de l'eau. Ainsi, le barrage de Sélingué, sur le Niger, au Mali, est envahi par la végétation. Derrière le barrage d'Assouan, sur le Nil, s'accumule le limon (à raison de 60 millions de m³ par an) produisant la prolifération des "jacinthes d'eau" obstruant les canaux. Il a même fallu fermer les deux vannes des turbines au bout de 24 ans de fonctionnement. En France, tous les 10 ans, on procède à une vidange des retenues d'eau permettant, à la fois, de curer le bassin et de vérifier les installations habituellement immergées. Le lâcher d'eau doit être progressif lors de la vidange et, après la remise en eau, il faut surveiller le retour à l'équilibre biologique. 

En aval d'une installation hydroélectrique, la meilleure gestion de l'eau se traduit par des retombées bénéfiques, mais la perturbation modifie profondément l'écosystème et le profil agricole de toute la vallée. Le cas le plus frappant est celui de la vallée du Nil. Auparavant, la rive droite du fleuve était régulièrement inondée et approvisionnée en limon (100 à 150 millions de tonnes par an), ce qui permettait une agriculture naturelle et florissante, la rive gauche restant quasi désertique. Depuis la construction du barrage, les inondations ont cessé, mais la productivité des terres cultivables a beaucoup diminué car le barrage empêche le renouvellement de la fertilité des sols à l'occasion de chaque crue. L'Egypte compense alors par l'utilisation d'engrais et, record dans les pays du tiers monde, consomme une quantité d'engrais (319 kg à l'hectare) comparable à celle des Pays-Bas (346 kg/ha). Cela conduit à des difficultés économiques.

Par exemple, toute l'exportation égyptienne de pommes de terre de l'année 1999-2000 a été refusée sur les marchés européens, car la concentration en produits chimiques était trop forte. L'eau claire que déverse le Nil à l'heure actuelle provoque l'érosion du lit et des berges à cause de sa grande rapidité d'écoulement, et ce depuis le barrage d'Assouan sur le Haut-Nil jusqu'à son delta situé à 1 000 km en aval où l'érosion marine n'est plus compensée par l'apport du limon.

De plus, dans ce delta, le trop grand apport d'eau douce a réduit considérablement la quantité de plancton et de carbone organique, donc le développement des sardines, thons, crustacés, etc.. Sur ses berges, le réseau d'irrigation mal contrôlé, provoque des remontées salines à partir des nappes souterraines. La salinisation des terres est accrue par l'évaporation due à la chaleur. Il faut alors procéder à des drainages coûteux.

Enfin, les eaux du Nil sont très polluées ce qui est à l'origine probablement d'une détérioration de la santé publique et de l'apparition de cancers favorisés par la pollution et la contamination des eaux.

La création d’une nouvelle étendue d’eau peut modifier l’humidité de l'air. Le barrage d'Assouan, par exemple, a créé une mer artificielle qui a changé l'hygrométrie de l'air, mettant en péril, par la prolifération de champignons, les fresques tombales des pharaons alors que le tourisme est le principal poste de la balance des paiements égyptienne.

L'énergie éolienne et les dommages aux oiseaux et à la vie aquatique

Les implantations éoliennes bien repérables, ne dérangent généralement pas les oiseaux : des études scientifiques ont démontré que la plupart des oiseaux identifient et évitent l'hélice qui tourne. Mais certains oiseaux peuvent être frappés par les pales en mouvement lent, à l'air peu menaçant : les aigles, et probablement d'autres oiseaux de proie, semblent moins vigilants lorsqu'ils chassent. Enfin, les oiseaux affectionnent de se poser sur les structures métalliques, comme les mâts en treillis (du type des pylônes électriques à haute tension). Aussi, ces derniers ne sont plus utilisés que pour les petites éoliennes domestiques. Les autres mâts, grandes tours blanches cylindriques, empêchent les oiseaux de s'y installer et les éoliennes modernes comportent ainsi beaucoup moins de risques pour eux.

Il est néanmoins essentiel de s'assurer que le lieu d'un projet d'implantation d'éoliennes ne se situe pas dans un couloir de migration d'oiseaux, ni à proximité d'un site de reproduction. Les projets d'éoliennes sont étudiés avec le concours de spécialistes de la Ligue pour la protection des oiseaux, afin de préciser la cartographie des espèces et des habitats sensibles, et d'ajuster les tracés.

Déjà réalisées au Danemark, on prévoit en France des machines off-shore, c'est-à-dire en pleine mer, à moins de 15 km des côtes. Inquiets, les pêcheurs ont bloqué le port de Dunkerque lors du congrès national éolien de 1999. Mais, il semble que les éoliennes ne dérangent pas les poissons. Elles peuvent même au contraire avoir un impact très positif en participant à leur développement en tant que récifs artificiels attirant les poissons. C'est ce que démontre une étude danoise, avant et après l'implantation de son site de Vindeby. D’autres affirment cependant que les vibrations transmises à l’eau par les éoliennes “off-shore” auraient plutôt tendance à éloigner le poisson.

Suggestion d’activité : Questionnaire préliminaire sur les polluants

Autres nuisances et problèmes divers

Les populations transférées

La construction des mines, comme celles d'uranium ou de charbon, peut occasionner la destruction de villages entiers, le déménagement d'autres villages, et le détournement de rivières, aussi bien que la stérilisation de terrains agricoles et de terrains naturels.

Le même problème se pose avec les installations hydroélectriques. Le réservoir d'eau doit souvent s'étendre dans des zones cultivées, voire habitées. La construction de grands barrages contraint à des déplacements de populations parfois massifs. Les populations déplacées sont souvent des populations pauvres, petits pêcheurs, petits agriculteurs qui ne retrouveront pas un espace équivalent où exercer ces activités. C'est le cas de la plupart des grands barrages. Déjà à Serre-Ponçon, tout un village a été englouti après déplacement de sa population. Seul le clocher de l'ancienne église émerge selon le niveau du lac. On a également beaucoup parlé du déplacement des temples d'Abu-Simbel et de Philae (grâce à des aides internationales) lors de la construction du barrage d'Assouan en 1965, sur le Haut-Nil en Égypte. 80 000 nubiens ont dû aussi quitter la région.

De même, 60 000 personnes ont été transplantées pour permettre la mise en eau du barrage de Kariba sur le Zambèze, en Afrique centrale. Aux Philippines, le barrage de Lubuanga, sur le Chico, dans l'île de Luçon, inonde les terres de 100 000 riziculteurs.

Le gigantesque barrage des Trois-Gorges, en construction sur le Yang Tsé Kiang, en Chine soulève des controverses de plus en plus difficiles à museler. Ce sont 101 communes qui seront totalement inondées, nécessitant le déplacement de 2 millions de riverains, de 1 300 usines, et la disparition de l'agriculture de toute une région. Les dirigeants chinois et les responsables du projet ont décidé de procéder au transfert des habitants en essayant, par la même occasion, d'introduire de nouvelles techniques agricoles et industrielles, en cherchant à améliorer les conditions de vie en matière d'habitat. Les mécontentements demeurent, notamment chez les agriculteurs dont les "propriétés" sont souvent supérieures à celles inscrites au cadastre, et dont la productivité des terrains demande du temps.

En Inde, le mouvement "sauvons la Narmada" regroupe, depuis 1989, tous les opposants au projet d'aménagement de grands barrages sur le fleuve; cette organisation (narmada) développe des arguments contre la construction de barrages, alors que la compagnie publique (sardar.sarovardan) chargée de la construction développe des arguments en faveur de cette construction.

Chaque fois que se pose la question du transfert de populations par suite d'investissements industriels ou économiques, l'indemnisation conséquente des personnes doit être envisagée. Dans les pays démocratiques, le versement des indemnités est une règle. Par exemple, au Québec, dans les années soixante dix-quatre vingt, la réalisation du complexe hydroélectrique de la baie James, dans la baie d'Hudson, a conduit la compagnie Hydro-Québec à verser des indemnités très importantes aux indiens de la région, et d'importants services sociaux ont été mis en place.

Les nuisances diverses

Toute installation industrielle présente des inconvénients de diverses sortes qui ont, sur les populations environnantes, des conséquences parfois catastrophiques. Le risque "Seveso" est, à la suite de l'explosion de Toulouse, connu de la plupart des français. Toute activité humaine entraîne une pollution. Ces inconvénients doivent être connus, tout en étant relativisés.

Les dégazages atmosphériques de H₂S

Par exemple, localement, il y a un risque à aller faire des forages profonds, pour l’exploitation du pétrole ou de la géothermie : en amenant, en surface, de l'eau emprisonnée sous pression en profondeur, on provoque inévitablement un dégazage laissant échapper une partie des gaz dissous, à savoir du méthane (CH₄) et de l'hydrogène sulfuré (H₂S). Le méthane présente des risques d'explosion et, surtout, l'hydrogène sulfuré est un toxique mortel. H₂S est heureusement caractérisé par une odeur perceptible bien avant son seuil de toxicité, mais qui, malheureusement, n'est plus perçue au-delà d'un second seuil. Un danger, dont il convient de se protéger, persiste donc. Mais un danger moins traître que celui présenté, dans une autre industrie, par le CO₂, inodore, des cuves de vinification du raisin.

En phase d'exploitation normale, les gaz ne devraient pas s'échapper. Par exemple, dans l’exploitation de la chaleur géothermique, le réseau de distribution de chaleur, qui circule dans des échangeurs est pour cela maintenu en surpression (8 bars), pour éviter les passages accidentels de ces gaz.

Les difficultés se rencontrent, en revanche, principalement au moment des forages ou, ultérieurement, lors des temps d'arrêts pour intervention sur l'exploitation. La surveillance doit alors être accrue, accompagnée de précautions particulières pouvant aller jusqu'au port de masque sur place et à l'évacuation des habitants dans un certain périmètre autour de la centrale.

Le dégazage en surface présente un autre inconvénient : les bulles gazeuses formées, en circulant dans les conduites, provoquent le phénomène dit de "cavitation", qui fatigue les installations. De nombreuses centrales sont maintenant équipées, ou en cours d'équipement, d'une installation de dégazage automatique qui conduit directement les gaz à un brûleur.

Suggestion d'activité : TPE : Risques naturels et technologiques

Les nuisances sonores

L'implantation d'un ensemble hydroélectrique perturbe le paysage et peut aussi engendrer des nuisances sonores. En France, un protocole signé entre E.D.F. et l'État en 1992 tend à limiter ces inconvénients par des études effectuées en collaboration avec des architectes paysagistes et des urbanistes. Ceci concerne essentiellement les petites centrales (PCH), car la construction de grands barrages a déjà pratiquement couvert tous les sites possibles en France. Une PCH insonore, totalement enterrée, est par exemple installée sur un bief du Doubs, dans le Jura, à Roche-sur-Nenon.

Le développement de la filière PCH est grandement subordonné aux conditions de son insertion dans l'environnement. Les autorisations sont délivrées au compte-goutte, car l'implantation d'une petite centrale rencontre souvent l'opposition des associations locales. Les dossiers s'étudient en concertation avec les futurs exploitants de la centrale, les associations de pêcheurs, les écologistes, la Direction de l'Eau du Ministère de l'environnement, la DGEMP du Ministère de l'Industrie, des Postes et Télécommunications et du commerce.

L'idée qu'une éolienne, et a fortiori un groupement d'éoliennes, dit "ferme éolienne", est bruyante, est assez répandue. C'est en Europe, où la densité de population est forte, qu'est née cette préoccupation. Or, une éolienne moderne ne produit pas plus de bruit que le vent dans un grand pylône électrique. Les petites éoliennes, qui tournent vite, sont un peu plus bruyantes que les grandes, mais ceci est surtout perceptible parce que l'on cherche à les placer près des maisons. Les fabricants ont maintenant considérablement réduit cette nuisance potentielle : les éoliennes sont de plus en plus silencieuses.

Il y a deux sources de bruit dans une éolienne : le vent dans le rotor, et les vibrations engendrées par les liaisons mécaniques entre l'arbre du rotor et la génératrice :

·     Côté rotor, on a travaillé en aérodynamique pour optimiser le profil des pales, et donc leur rendement. Cela a permis de diminuer la vitesse de rotation de la machine qui peut descendre à seulement ½ tour par seconde, ce qui fait moins de bruit qu'à plus grande vitesse.

·     Côté transmission, à l'intérieur de la nacelle, les bruits mécaniques ont été maîtrisés grâce à l'emploi d'engrenages de précision silencieux et au montage des arbres sur coussinets amortisseurs.

Pour obtenir le permis d'installation, un futur installateur doit se conformer à des normes de niveau de bruit et d'installation des éoliennes à une distance importante des résidences. Le niveau sonore du souffle du rotor ne doit pas dépasser 55 dB, au pied de la machine. A titre de comparaison, on entend encore 45 dB à 300 m. C'est moins que le bruit du vent.

Suggestion d'activité : Questions d'études expérimentales utilisant un sonomètre

http://www.windpower.org/fr/tour/env/sound.htm

Les nuisances visuelles

L'impact paysager des fermes éoliennes, et surtout la façon dont il est ressenti par les populations voisines des sites, appelle de nouvelles pratiques de développement des projets.

Peut-on dire que les éoliennes abîment, ou même défigurent, le paysage ? Les critiques les plus fréquemment rencontrées, parlent "d'atteinte à l'intégrité du paysage". Il est vrai qu'avec ses 60 mètres de haut, une grande éolienne est facilement visible, d'autant plus que les parcs se situent en général sur des crêtes ou des sommets de colline : les exposer au vent implique souvent de les exposer aux regards. Sont-elles plus insupportables que les pylônes électriques, les tours de télécommunications, les antennes ou paraboles de télévision, ou que certains panneaux publicitaires ? Même la tour Eiffel a, en son temps, divisé la France.

Certains opposants invoquent un effet stroboscopique nocif. Or, les pales des grandes éoliennes mettent plusieurs secondes pour effectuer un tour. Si la contemplation de petites éoliennes rapides gêne les populations, ils n'ont qu'à faire comme pour le soleil qu'ils ne blâment pas : ne pas les regarder longuement en face. D'autres opposants se plaignent du brouillage des transmissions de programmes radio ou de télévision ou de bris d'éoliennes.

L'Agence Nationale des Fréquences répartit les fréquences et la gestion des servitudes radioélectriques sur l'ensemble du territoire français. La carte des servitudes est, par précaution, établie de façon très large. L'installation d'une éolienne tient compte des servitudes liées au site.

Dans de rares cas, les pylônes se sont tordus ou les débris d'éoliennes ont chuté à leur pied. La résistance des éoliennes au vent fort a été soigneusement étudiée. Quand le vent se renforce, un freinage ralentit les pales. Le rotor est totalement arrêté à 25 m/s de vent (90 km/h) et les pales sont mises en drapeau. Les éoliennes sont calculées pour résister à des vents extrêmes (jusqu'à 200 km/h à l'arrêt). Les plus petites éoliennes, celles jusqu'à 200 kV, peuvent posséder un mât articulé qui permet de les ramener au sol dès qu'un cyclone est annoncé. Lors des tempêtes de décembre 1999, en France et en Europe, toutes les machines ont résisté, sans dégâts aucun.

Il y a certainement un effort de design à faire dans chaque situation. Il faut aboutir à une harmonisation visuelle avec les paysages et avec des formes existantes. Actuellement, par exemple, les machines sont élancées, de couleurs claires ou peintes en blanc. La couleur blanche peut apparaître comme un choix peu judicieux, mais c'est celle qui se remarque le moins lorsque les éoliennes sont vues en contre-plongée avec le ciel à l'arrière plan. Les efforts récents ont permis une meilleure acceptation des éoliennes par l’opinion publique : en 2004, le chanteur Dominique A pouvait oser : « Regarde les éoliennes, …, comme elles sont belles ! »

Avec le respect de certaines règles, comme l'enfouissement des lignes à haute tension et l'utilisation de tour tubulaire plutôt qu'en treillis (du type des pylônes électriques à haute tension), seules les éoliennes resteront visibles. Leur démantèlement éventuel, dans plusieurs dizaines d'années, sera rapide et pourra laisser la zone propre.

Les avantages des différentes sources d'énergie du point de vue environnemental

Parmi les avantages de certaines sources d'énergie, on peut citer le développement du tourisme. La formation d'un plan d'eau derrière un barrage donne ainsi un essor important au tourisme local : infrastructures pour loisirs nautiques, sportifs et culturels (pêche, planche à voile, etc.). On peut citer, en France, le lac de Serre-Ponçon, dans les Hautes-Alpes, ou celui de Vassivière, en Limousin, mis en eau en 1950, équipé, depuis 1988, d'un ensemble touristique comportant une capacité d'hébergement de 11 000 lits.

De même, l'utilisation de la géothermie peut intéresser certaines installations de balnéothérapie.

Pour résumer, les avantages environnementaux des sources d'énergie renouvelables portent sur la baisse des émissions des différents polluants atmosphériques et des rejets résiduaires. L'utilisation de l'énergie hydraulique pour l'alimentation électrique est très nettement préférable aux centrales thermiques classiques, puisque cette source est non polluante au niveau de l'atmosphère; elle entraîne, par ailleurs, des bienfaits au niveau de l'irrigation et de la lutte contre les sécheresses dans plusieurs pays. Il faut, par contre, tenir compte du fait que les questions de gestion et d'approvisionnement en eau se posent déjà avec acuité dans certains pays et risquent, durant les années à venir, de conduire à des tensions conflictuelles entre pays voisins.

Le remplacement des sources d'énergies fossiles par des énergies renouvelables, devrait être envisagé plus largement chaque fois que cela est possible et, pour les pays qui s'équipent et s'industrialisent, ces sources devraient être privilégiées. Les recherches sur les moyens alternatifs de transport ou les nouvelles sources d'énergie devraient, elles aussi, se développer plus efficacement, si les moyens qui leur sont réservés sont accrus.