Des chercheurs de l'EPFL ont développé un simulateur capable de calculer les performances des parcs éoliens sur 30 ans tout en prenant en compte la nécessité de préserver la biodiversité locale. Testé sur un site des Carpates en Roumanie, le simulateur pourrait être appliqué à la région du Jura suisse, qui a un paysage similaire.

Trois laboratoires de l'EPFL ont participé au développement du modèle en partenariat avec l'Université de Bucarest en Roumanie. Des chercheurs du Laboratoire d'ingénierie éolienne et des énergies renouvelables (WIRE), le Laboratoire des systèmes écologiques (ECOS) et le Laboratoire des systèmes d'information géographique (LASIG) ont mis en commun leurs données et modèles avec ceux des experts du Centre des systèmes d'information paysage-territoire (CeLTIS) de l'Université de Bucarest dans le cadre d'une initiative novatrice en énergie éolienne.

Leur objectif est de fournir aux collectivités locales un modèle leur permettant de simuler dans un paysage donné le potentiel éolien à long terme, prise en compte de l'évolution du paysage et de sa biodiversité :le modèle permet d'intégrer par exemple le rôle de l'utilisation des terres agricoles. Ceci est important pour trouver le bon équilibre entre les terres arables et les pâturages, qui peut aider à générer des vents forts, et bois naturel, où les arbres ont tendance à réduire les performances des parcs éoliens.

Cette étude faisait partie du projet WindLand financé par le Fonds national suisse de la recherche scientifique, à travers un partenariat scientifique impliquant SCCER-FURIES, InnoSuisse et la Roumanie. L'étude de cas a simulé l'impact de la politique d'utilisation des terres sur le potentiel éolien et la biodiversité dans les Carpates du Sud, même si aucun projet de ce type n'est en préparation pour le moment.

Ne tirez pas pour une production maximale

Pour les autorités intéressées par la construction d'un parc éolien, le modèle fournit des données sur la quantité d'énergie éolienne pouvant être produite et sur l'hétérogénéité du paysage pour préserver la biodiversité locale. Selon l'étude, si la zone environnante est principalement boisée, le parc éolien ne produira que 60% de sa capacité maximale et la biodiversité sera modérée. D'autre part, si la zone est totalement défrichée pour le pâturage et l'agriculture intensive, le parc éolien sera en pleine production mais la biodiversité sera considérablement réduite en raison du paysage banal.

Lorsque le juste équilibre est trouvé entre terres agricoles et forêts, le parc éolien peut maintenir 70 à 80 % de sa capacité de production, et la biodiversité reste élevée en raison du paysage hétérogène et de la diversité des habitats. Un autre avantage de ce modèle couplé multidisciplinaire est qu'il quantifie la production d'énergie du parc éolien tout au long de sa vie utile.

La topographie et le paysage des Carpates sont similaires à ceux du Jura suisse, avec des montagnes – allant de 930 à 1, 400 mètres – parsemé de forêts, champs et pâturages, ainsi que des arbres isolés. Le modèle pourrait donc également être appliqué en Suisse.

Trouver un compromis

"Nos résultats montrent qu'il est possible d'atteindre un compromis entre biodiversité et production d'énergie éolienne et qu'essayer d'atteindre une production d'énergie maximale d'emblée est une erreur, " explique Jiannong Fang, chercheur au WIRE Lab et auteur principal de l'étude, qui a été publié dans le numéro de juin de Science de l'environnement total , en partenariat avec l'Institut Fédéral des Forêts, Recherche sur la neige et le paysage (WSL).

Physicien de formation, Fang a appris à parler la langue de ses collègues en écologie et géographie des laboratoires ECOS et LASIG afin d'intégrer l'économie, agronomique, social, données environnementales et topographiques dans son modèle. « Grâce aux modèles de ces laboratoires, J'ai pu améliorer mes prévisions éoliennes et les étendre sur le long terme, " dit Fang. " J'ai également pu voir comment le paysage et la forêt environnante pourraient être développés et comment cela aurait un impact sur le potentiel de l'énergie éolienne. "

Depuis la chute du communisme, de grandes parcelles de pâturages boisés, qui couvrait la moitié de la région des Carpates, ont été laissés à l'abandon. Ces zones étaient autrefois très riches en biodiversité, et les vents forts en auraient fait un endroit idéal pour un parc éolien. Mais aujourd'hui, la forêt revendique son territoire. Le simulateur développé par l'EPFL vise à déterminer comment le paysage peut être utilisé efficacement pour la production éolienne tout en préservant la biodiversité actuelle de la région.

Jiannong Fang cherche à affiner davantage son modèle :« Le changement climatique peut avoir un léger impact sur nos conclusions. En ajoutant divers scénarios climatiques relatifs, par exemple, aux changements d'humidité et de végétation rendraient les prédictions de notre modèle encore plus fiables et pourraient faire l'objet d'un futur travail."