Comprendre les énergies renouvelables

Que sont les énergies renouvelables ?
Éléments essentiels sur l'énergie éolienne
Éléments essentiels sur l'énergie solaire
Éléments essentiels sur les infrastructures de transmission
Cycle de vie des énergies renouvelables

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Cette partie du Guide propose un aperçu du développement des énergies éolienne et solaire et des infrastructures de transmission associées, principalement pour les praticiens du patrimoine et les décideurs qui ne sont pas familiers avec ce domaine. Elle traite également des questions liées aux infrastructures de transmission électrique, car le bon fonctionnement des parcs éoliens et des fermes solaires dépend de l’amélioration et du développement des installations de transmission (lignes et postes électriques, etc.).

Une brève présentation des principales caractéristiques techniques et des processus qui sous-tendent la planification des projets d’énergie éolienne ou solaire et des infrastructures de transmission connexes permettra une compréhension plus poussée de leurs impacts potentiels sur le patrimoine mondial et stimulera un dialogue plus efficace entre les parties prenantes pour trouver des solutions. En outre, ce chapitre aborde ce domaine en mettant l'accent sur les problématiques du patrimoine mondial et en soulignant les enjeux sensibles en matière de conservation.

Que sont les énergies renouvelables ? expand_more
Le terme « énergies renouvelables » désignent des énergies dérivées de processus naturels (p. ex. la lumière du soleil et le vent), qui se reconstituent plus rapidement qu’elles ne sont consommées. L'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie géothermique, l'énergie hydraulique, l'énergie marémotrice et la biomasse (telles que définies dans l’illustration ci-dessous) sont des énergies renouvelables couramment utilisées. Ces ressources sont continuellement fournies par la nature et sont donc durables grâce à :
- leur capacité de ne pas s’épuiser totalement, même en cas d’utilisation continue ;
- leurs émissions polluantes et problèmes environnementaux minimaux ;
- leurs risques minimes pour la santé ;
- leur contribution à l’élimination de l'injustice sociale en ce qui concerne l'accessibilité à des sources d'énergie propres.
Bonnes pratiques en matière d’approvisionnement durable, de fabrication responsable et de mise hors service ou de repowering responsable expand_more

Conformément à la Politique pour l'intégration d'une perspective de développement durable dans les processus de la Convention du patrimoine mondialadoptée par les États parties en 2015, des bonnes pratiques doivent être appliquées en matière d’approvisionnement durable, de fabrication responsable et de mise hors service ou de repowering responsable des installations d’énergie solaire au sein d’un bien du patrimoine mondial, dans sa zone tampon ou dans son cadre plus large (par exemple en optimisant le recyclage pour récupérer autant de matériaux rares que possible).
Éléments essentiels sur l'énergie éolienne expand_more
Scénarios de développement de l'énergie éolienne jusqu'en 2050 expand_more

Pour mieux comprendre le développement potentiel du secteur de l'énergie éolienne à l'avenir, un certain nombre d'agences, d'institutions et d'organisations nationales et internationales spécialisées dans l'énergie éolienne ont présenté des scénarios pour différentes régions du monde.

En 2019 et 2020, les États membres de l’Union européenne ont soumis leurs Plans nationaux en matière d’énergie et de climat (PNEC), dans lesquels ils indiquent la quantité d’énergie renouvelable qu’ils prévoient de produire d’ici 2030. Selon l’évaluation de WindEurope, la capacité éolienne dans l’UE pourrait atteindre un total de 339 GW d’ici 2030, dont 268 GW produits à terre (onshore) et 71 GW en mer (offshore).
De même, le Ministère américain de l'énergie a publié son rapport Wind Vision, qui présente la croissance prévue du secteur de l’éolien jusqu'en 2050 et s'accompagne d'une feuille de route indiquant les actions requises, régulièrement mise à jour.

Dans son Plan directeur sur les systèmes électriques du continent africain, l’Agence de développement de l’Union africaine-Nouveau Partenariat pour le développement de l’Afrique (ADUA-NEPAD) prévoit que la part de l’énergie éolienne sur le continent passera de 4 % du bouquet énergétique en 2023 à 23 % en 2040, principalement grâce à la construction de parcs terrestres.

L'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA) a publié le rapport FUTURE OF WIND: Deployment, investment, technology, grid integration and socio-economic aspects (2019) qui présente les perspectives mondiales du déploiement de l'énergie éolienne jusqu'en 2050. 2050.

Qu’est-ce que l’énergie éolienne ?

Comment l’énergie est-elle produite par le vent ?

Le terme « énergie éolienne » désigne le processus par lequel l’énergie cinétique de l’air en mouvement (c’est-à-dire du vent) est transformée en électricité à l’aide d’éoliennes. Lorsque le vent fait tourner les pales d’une éolienne, il déclenche la rotation d’un générateur qui produit de l'électricité, laquelle est ensuite transformée en électricité à plus haute tension et transportée vers des installations de stockage, de distribution et des systèmes de câbles connectés.

Renouvelable, l’énergie éolienne est considérée comme une source d’électricité propre : elle n’épuise pas les ressources naturelles et sa production ne génère pas de gaz à effet de serre (GES).

La technologie de l'énergie éolienne évolue rapidement. Alors qu'à l'origine, les éoliennes devaient être placées sur des montagnes et au sommet des collines, aujourd'hui, grâce aux progrès technologiques, elles peuvent être installées dans des cadres plus divers. Les parcs éoliens peuvent être construits sur la terre ferme (onshore) ou en mer (offshore, principalement dans les mers et les océans). Des mâts plus hauts et des pales plus longues les rendent de plus en plus rentables et permettent d’étendre les parcs.

Composantes d’une infrastructure d’énergie éolienne

Éoliennes

Les éoliennes ont des mâts en acier et/ou en béton et sont couronnées par un moyeu relié à des pales en matériaux composites. Une nacelle abrite les rotors, des câbles, un générateur et un système informatique central. Au pied du mât se trouve un transformateur qui relie l'éolienne au système de raccordement et de distribution d'électricité.

Les éoliennes peuvent être installées sur terre ou en mer. Il existe un large éventail de conceptions possibles pour les éoliennes, afin de s'adapter aux différentes zones et conditions en fonction des exigences en matière de transport ou des obligations techniques et commerciales du promoteur du projet. Les turbines dont le diamètre du rotor est plus grand génèrent plus d’énergie, et celles dont le moyeu est plus haut captent des vents plus rapides. Elles peuvent atteindre une hauteur totale supérieure à 300 m. En 2020 cependant, la hauteur moyenne pondérée des éoliennes terrestres en Europe était légèrement inférieure à 120 m, pour une puissance moyenne de 8,2 MW. La taille moyenne des éoliennes terrestres ne cesse d’augmenter depuis 2010. En 2020, la hauteur totale des éoliennes en mer pouvait atteindre jusqu'à 260 m. Il existe depuis 2019 des éoliennes en mer d’une puissance de 5,8 MW, dont le rotor fait 170 m de diamètre.

(Voir les bases de l’énergie éolienne et les statistiques et tendances présentées par WindEurope ainsi que la fiche d’information de l’IRENA)

Les éoliennes à axe vertical (EAV) sont des modèles sur lesquels l’arbre du rotor est à la verticale. À la différence des éoliennes traditionnelles à axe horizontal, les EAV peuvent capter des vents venant de toutes les directions sans avoir à pivoter. Compactes et souvent cylindriques ou en spirale, elles peuvent être installées dans des zones urbaines ou dans des espaces restreints, p. ex. sur les toits, sur les arêtes des bâtiments et dans les cours ouvertes.

Les EAV sont généralement utilisées pour produire de l’électricité à petite échelle, en particulier dans les environnements où l’espace manque et où le vent tourne souvent. En règle générale elles produisent moins d’énergie que les éoliennes à axe horizontal mais elles sont plus silencieuses et plus faciles à entretenir, et elles fonctionnent bien dans les environnements où les vents sont faibles et changeants. Elles servent souvent à compléter l’approvisionnement électrique des bâtiments résidentiels, commerciaux ou isolés, parfois aux côtés d’installations solaires. À travers le monde, on en trouve de plus en plus souvent dans et sur les bâtiments des zones urbaines.

Impacts potentiels des projets d’énergie éolienne sur le patrimoine mondial

Les installations d’énergie éolienne varient considérablement par leur taille, de la petite éolienne alimentant un microréseau à des parcs éoliens commerciaux s’étendant sur plusieurs milliers d’hectares. Les impacts potentiels de l’énergie éolienne sur les biens du patrimoine mondial naturel et culturel dépendront donc grandement de l’échelle du projet. Ils sont également très variables en fonction des attributs du bien. Il faut retenir que les impacts doivent être évalués en fonction des attributs, tout au début de chaque projet.

Dans un contexte de patrimoine mondial, l’énergie éolienne peut avoir d’importants impacts visuels et sonores. Les éoliennes sont souvent grandes et visibles de loin. Elles peuvent créer un effet stroboscopique pendant la journée et être éclairées la nuit, pour la sécurité aérienne. Elles peuvent produire des infrasons, des vibrations et des bruits ressentis dans les bâtiments environnants, voire des bruits audibles. Elles peuvent modifier la perception de la morphologie des paysages, altérer les qualités esthétiques d’un lieu ou entraîner un effet de surcharge technologique.

Le choix de l’implantation d’un parc et de l’emplacement de chaque éolienne doit reposer sur l’étude rigoureuse de ces considérations de manière à limiter ces impacts, étant entendu que les ressources éoliennes viables sont souvent localisées. Les lieux propices sont donc relativement rares.

Les éoliennes peuvent également bouleverser la biodiversité, de manière générale ou pour quelques espèces seulement. Certaines d'entre elles sont particulièrement vulnérables face aux changements induits (risques de collision avec les pales ou nuisance sonore avec les bruits de chantiers) tandis que de nombreuses autres ne sont que très peu affectées.

La construction de parcs éoliens terrestres à l’échelle commerciale commence généralement par des travaux de défrichement et de nivellement du terrain pour la pose des socles des éoliennes et l’aménagement des zones d’accès environnantes. Les fondations profondes peuvent détruire ou endommager des vestiges archéologiques. Un tel projet suppose aussi souvent de rénover ou d’ouvrir des voies d’accès, de creuser des canaux pour le câblage du site et de faire passer des lignes de transmission. La main-d’œuvre temporaire ou permanente travaillant sur les projets à grande échelle peut avoir des impacts indirects, car elle va consommer les ressources disponibles dans l’environnement élargi. Pendant l’exploitation des éoliennes, la repousse de la végétation naturelle est parfois contrôlée ou empêchée pour permettre un accès facile aux socles et simplifier les opérations de maintenance. Cela peut entraîner la perte, la dégradation et la fragmentation des habitats naturels, avec des répercussions sur la diversité des espèces et sur l’état de l’écosystème. La plupart des impacts de ce type peuvent être évités en implantant ces projets uniquement dans des zones où l’environnement a déjà été modifié, dans des friches, sur d’anciens sites industriels et en dehors du cadre des biens du patrimoine mondial. L’installation d’éoliennes sur des terrains déjà transformés offre des possibilités en matière d’utilisation complémentaire des terres, à travers le développement d’activités agricoles et/ou de mesures en faveur de la biodiversité.

La construction d’éoliennes en mer peut perturber ou modifier les fonds marins et entraîner des changements durables pour l’hydrodynamique et l’écosystème benthique, pouvant aller jusqu’à la perte ou la dégradation des habitats naturels et la mise en péril de paysages marins sensibles et importants. Il faut donc éviter d’installer des parcs éoliens dans des zones marines sensibles. Les éoliennes, leurs fondations et leurs dispositifs anti-affouillement peuvent aussi devenir de nouveaux habitats naturels pour les organismes marins, et s’ils sont conçus dans l’optique de protéger la nature ils peuvent même avoirun effet positif sur la biodiversité (Voir « Amélioration de la biodiversité »)

Le bruit ou les perturbations causés pendant la construction des éoliennes en mer peuvent avoir des effets temporaires importants sur certaines espèces, dont les cétacés. Dans certains cas, les collisions avec les navires de maintenance représentent un risque potentiel. Il existe plusieurs moyens d’atténuer ces impacts. Citons par exemple la planification des travaux en dehors des périodes sensibles, le recours à des rideaux de bulles d’air pour réduire le bruit ou encore l’interruption des travaux en présence d’espèces vulnérables.

L’installation d’éoliennes en mer peut également entraîner une hausse de la mortalité des oiseaux et des chauves-souris en raison des collisions (car les parcs se trouvent sur les axes migratoires de certaines espèces de chauves-souris). En outre, les structures vivement éclairées peuvent attirer des espèces volantes et/ou perturber leurs déplacements et nuire aux qualités esthétiques des paysages nocturnes. Certains oiseaux marins sont attirés par les structures en mer, mais d’autres espèces se déplacent loin des parcs éoliens, ce qui réduit la surface de leur territoire et augmentent leurs dépenses énergétiques. Les informations manquent encore quant aux impacts de l’éolien en mer sur les oiseaux marins dans de nombreuses régions du monde, mais là où des études ont été menées le déplacement apparaît comme un phénomène plus préoccupant que les collisions (de nombreuses espèces cherchent activement à s’éloigner des éoliennes). Le choix réfléchi de la localisation du parc, pour éviter de créer des obstacles, et de la disposition des éoliennes, pour former des corridors, peut atténuer les impacts négatifs du déplacement. Par ailleurs, les systèmes automatisés de détection et d’arrêt, adaptés en fonction des caractéristiques des espèces vulnérables, peuvent réduire le risque de collision.

Les installations éoliennes terrestres et en mer ont des effets tout au long de leur cycle de vie, y compris avant et après leur exploitation proprement dite, de leur construction – à cause des matériaux nécessaires – à leur élimination en fin de vie. (Voir « Cycle de vie de l’énergie renouvelable »). En règle générale, ces impacts ne modifient pas directement la valeur universelle exceptionnelle d’un bien et les attributs qui la transmettent, ni les autres valeurs de conservation. Cependant, conformément à la Politique pour l'intégration d'une perspective de développement durable dans les processus de la Convention du patrimoine mondial, adoptée par les États parties en 2015, des bonnes pratiques doivent être appliquées en matière d’approvisionnement durable, de fabrication responsable et de mise hors service ou de repowering responsable des installations éoliennes en mer sur un site du patrimoine mondial ou à proximité (par exemple en optimisant le recyclage pour récupérer autant de matériaux rares que possible).

S'agissant des impacts potentiels, les aspects suivants des projets d'énergie éolienne sont pertinents dans un contexte de patrimoine mondial :
1. emplacement et conception – l'emplacement, la disposition et l'extension d'un parc éolien, le nombre, la hauteur, la conception et le modèle des éoliennes, le type de fondations, l'emplacement et les dimensions des installations auxiliaires sont autant de facteurs qui jouent un rôle dans une évaluation ;
2. les actions prévues dans chaque phase du cycle de vie de l'installation – une évaluation systématique doit prendre en compte toutes les phases du cycle de vie et identifier les impacts potentiels sur la valeur universelle exceptionnelle des biens du patrimoine mondial pour chacune d'entre elles.
Voir également les parties pertinentes de la section « Évaluation des impacts ».

Les fondations des éoliennes supportent la charge transmise par le mât et le rotor au sommet, notamment lors des grands moments de renversement générés par la turbine. Une planification minutieuse est donc nécessaire pour choisir le socle approprié. Les fondations des éoliennes peuvent être de différents types et de différentes profondeurs en fonction de leur emplacement (sur terre ou en mer). De plus, il existe de multiples critères liés à leurs besoins en matière de construction. Citons notamment la structure et la hauteur d'une éolienne ; l'intensité du vent ; les caractéristiques du sol/des fonds marins dans la zone de construction ; et la probabilité de catastrophes, comme les tremblements de terre, dans la zone du projet.
Éléments essentiels sur l'énergie solaire expand_more
Qu’est-ce que l’énergie solaire ?

L’énergie solaire est l’énergie provenant du soleil et transformée en électricité (grâce à différents systèmes solaires photovoltaïques) ou en chaleur (énergie solaire thermique/chauffage solaire de l’eau). Abondante par nature, l’énergie solaire ne produit pas d’émissions nocives, à la différence des combustibles fossiles. C’est donc une source d’énergie intéressante pour les remplacer.

Renouvelable, l’énergie solaire est considérée comme une source d’électricité propre : elle n’épuise pas les ressources naturelles et sa production ne génère pas de gaz à effet de serre (GES).

La technologie solaire photovoltaïque évolue rapidement et peut être déployée sous différentes formes. Elle se développe notamment en raison de la variabilité dimensionnelle des installations : des champs entiers peuvent être couverts de vastes panneaux photovoltaïques, et des petits panneaux peuvent être intégrés au toit ou à la façade de bâtiments individuels.

Production d’énergie photovoltaïque

Les panneaux solaires photovoltaïques captent l’énergie du soleil pour générer de l’électricité propre. Cette captation se fait grâce à des cellules photovoltaïques composées de différents matériaux semi-conducteurs qui créent un champ électrique sous l’action du rayonnement solaire. Le courant ainsi produit peut être utilisé directement, stocké dans des batteries ou d’autres dispositifs de stockage ou injectée dans le réseau électrique pour alimenter des habitations et des entreprises.

Le solaire photovoltaïque génère de l’électricité sans pollution ni bruit, et demande beaucoup moins d’entretien que d’autres sources d’énergie renouvelable. Il peut aussi être compatible avec d’autres sources d’énergie renouvelable (dont l’énergie éolienne) ou avec différentes activités (dont l’agriculture). Cela permet d’optimiser l’utilisation des terres et ou le rendement des machines (par exemple pour alimenter une pompe à chaleur ou un véhicule électrique).

Le solaire photovoltaïque est polyvalent, évolutif et adaptable. Cette technologie peut trouver sa place dans des cadres divers, sur terre (panneaux au sol) ou sur l’eau (panneaux flottants). Les installations peuvent être à visée commerciale (c’est-à-dire suffisamment grandes pour alimenter le réseau en électricité) ou bien pensées pour répondre aux besoins locaux. Dans ce cas elles se trouvent sur les toits des bâtiments ou sont intégrées à des infrastructures (comme les parcs de stationnement) et fournissent de l’énergie solaire distribuée.
Les différents technologies photovoltaïques, en fonction de leur aspect et de leur rendement expand_more
Les technologies photovoltaïques se développent très rapidement. Les panneaux solaires ne sont plus seulement des panneaux noirs brillants recouverts d’une couche de verre et encadrés par une structure en aluminium. Il est aujourd’hui possible de choisir la taille et la couleur des panneaux solaires, de contrôler les reflets sur la surface et même d’apposer sur les panneaux des images en couleur.

Il existe trois grandes technologies solaires photovoltaïques : les cellules en silicium cristallin (c-Si), les cellules en couche mince et les cellules à pérovskites. Elles ont chacune leurs caractéristiques, leurs avantages et leurs inconvénients.

Cellules solaires en silicium cristallin (c-Si)
Les cellules en silicium cristallin sont les plus fréquemment utilisées. On distingue deux sous-catégories : les cellules en silicium monocristallin et les cellules en silicium polycristallin.
- Aspect :
  Les cellules en silicium monocristallin ont une surface uniformément noire et des bords arrondis car elles sont composées d’un seul grand cristal de silicium. Les cellules en silicium polycristallin, en revanche, sont composées de plusieurs cristaux de silicium qui leur donnent une teinte bleutée et un aspect tacheté.
- Options d’ordre esthétique :
  Comprenant traditionnellement une surface en verre et un cadre en aluminium, les cellules en silicium cristallin sont désormais disponibles avec des cadres de différentes couleurs, des textures de surface variées et de revêtements antireflet. Il est également possible d’utiliser du verre limitant la réverbération et d’intégrer les panneaux plus discrètement dans les structures des bâtiments, même si le choix de la couleur de la cellule de base est plus restreint que pour les cellules en couche mince.
- Rendement :
  Le rendement des cellules en silicium monocristallin est généralement compris entre 15 % et 22 %. Celui des cellules en silicium polycristallin est légèrement inférieur (entre 13 % et 16 %). Les cellules en silicium monocristallin obtiennent un meilleur rendement car elles sont composées d’un silicium plus pur et le flux des électrons est plus efficace.
- Recyclabilité :
  Les panneaux en silicium cristallin se recyclent très bien. La plupart de leurs composants, dont les fines tranches de silicium (wafers), le verre et les cadres en aluminium peuvent être triés et traités selon les méthodes de recyclage habituelles. Le recyclage commercial de ces systèmes est mature et de plus en plus accessible.
Cellules solaires en couche mince
Les technologies solaires en couche mince consistent à déposer un matériau photovoltaïque sur une base en verre, en métal ou en plastique. Il peut s’agir de silicium amorphe (a-Si), de tellurure de cadmium (CdTe) ou de séléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS).
- Aspect :
  Les panneaux au silicium amorphe sont généralement uniformément noirs ou brun foncé. Les cellules au tellurure de cadmium sont souvent gris foncé ou noir mat. Les panneaux au CIGS se reconnaissent à leur surface lisse d’un noir profond. Toutes les cellules en couche mince présentent un aspect plus uniforme que les modèles au silicium cristallin.
- Options d’ordre esthétique :
  Les couches minces de matériaux photovoltaïques peuvent être appliquées sur des substrats souples ou rigides. Les cellules de ce type se prêtent donc bien à une installation sur des surfaces courbes, sur les toitures et sur les façades. Leurs caractéristiques esthétiques peuvent être adaptées aux besoins, notamment en ce qui concerne la finition de la surface et la couleur. Certains modèles peuvent être incorporés dans les vitres ou les tissus, dans le cadre d’installations photovoltaïques intégrées au bâti (BIPV).
- Rendement :
  Le rendement des cellules au silicium amorphe est généralement compris entre 7 % et 10 %. Celui des cellules au tellurure de cadmium est légèrement supérieur (entre 9 % et 11 %). Parmi les cellules en couche mince, les modèle au CIGS offrent le meilleur rendement, entre 10 % et 13 %, et il va sans doute encore augmenter.
- Recyclabilité :
  Les cellules en couche mince sont plus ou moins recyclables en fonction des matériaux utilisés. Les modèles au tellurure de cadmium nécessitent un recyclage spécialisé car le cadmium est une substance dangereuse. Le CIGS et le silicium amorphe sont moins toxiques mais les dispositifs permettant de les recycler sont plus rares. Des recherches sont actuellement menées afin d’améliorer le recyclage de tous les types de cellules en couche mince.
Cellules solaires à pérovskites
Les cellules solaires à pérovskites relèvent d’une technologie plus récente, dont le développement se poursuit activement. Elles utilisent des matériaux ayant une structure pérovskite et sont généralement produites sous forme de couches minces et légères.
- Aspect :
  Les cellules à pérovskites peuvent être opaques ou translucides. Leur couleur et leur réflexivité dépendent de la composition du matériau employé. Il en existe donc toute une gamme, allant du rouge au brun en passant par le gris et même le vert.
- Options d’ordre esthétique :
  La couleur et transparence peuvent être personnalisées. Les cellules de ce type s’intègrent donc particulièrement bien aux fenêtres, aux façades et aux autres éléments architecturaux. Puisqu’elles font appel à des techniques de traitement des solutions, elles peuvent aussi être couvertes de motifs ou d’images, ce qui facilite leur utilisation dans le cadre de BIPV, par exemple.
- Rendement :
  En laboratoire, les cellules à pérovskites ont obtenu un rendement de plus de 25 %, c’est-à-dire comparable ou supérieur à celui des modèles traditionnels au silicium cristallin. Cependant les versions commerciales ne sont pas encore au point, et leur durabilité doit encore être améliorée.
- Recyclabilité :
  Le recyclage des cellules à pérovskites en est seulement à ses débuts. Puisqu'elles contiennent à la fois des matériaux organiques et non organiques, et du plomb pour certaines, des travaux sont en cours afin d’établir des stratégies stables et sûres sur le plan environnemental pour gérer la fin de vie de ces modèles.
Options transversales pour personnaliser l’aspect et le cycle de vie
Dans l’ensemble, les technologies solaires photovoltaïques sont personnalisables :
- Choix de la couleur et de la texture : les modules solaires photovoltaïques peuvent être fabriqués avec du verre coloré et être recouverts de revêtements mats ou imprimés. Cela permet de mieux les assortir aux matériaux de construction ou de limiter les effets de contraste visuel.
- Réduction de la réflectivité : des revêtements antireflet ou des traitements de surface spécifiques permettent de limiter la réflexion lumineuse. Cela est particulièrement utile pour réduire le scintillement et l’éblouissement, afin que les panneaux se fondent davantage dans leur environnement.
- Modèles sans cadre ou avec cadre invisible : Les panneaux peuvent être montés sans cadre ou sur des supports en retrait, pour améliorer leur intégration dans le paysage.
Composants des systèmes solaires photovoltaïques

• Bien que le solaire photovoltaïque soit par nature très modulable et que les installations varient grandement par leur taille et par leur forme, on y retrouve toujours certains éléments :
- Panneaux photovoltaïques : c’est l’appareil représentatif de l’énergie solaire. Il s’agit d’une pièce plate qui transforme la lumière du soleil en énergie électrique. Lorsque plusieurs panneaux photovoltaïques sont réunis, on parle souvent de « champ ». Un centre de production d’électricité photovoltaïque à grande échelle est appelé « ferme solaire » ou « centrale photovoltaïque ».
- Les panneaux plus fréquents, en silicone cristallin, se composent de plusieurs éléments :
Systèmes solaires photovoltaïques connectés aux réseaux publics

Pour pouvoir remplacer les sources d’énergie non renouvelables et répondre à la demande nationale d’électricité, il faut installer des fermes solaires à grande échelle, couvrant plusieurs hectares de terrain. Outre les champs photovoltaïques plus vastes et plus nombreux, qui peuvent être installés pour répondre aux besoins locaux, une ferme solaire comprend d’autres éléments qui méritent qu’on s’y intéresse :
- Câblage et infrastructure électrique : ce sont les câbles qui transportent l’électricité depuis les champs jusqu’aux autres structures de la ferme. Ils peuvent passer par des tranchées souterraines ou être montés sur des poteaux.
- Les postes électriques : avant de quitter la ferme solaire, l’électricité est envoyée vers un poste électrique afin d’augmenter sa tension pour qu’elle puisse être transmise plus efficacement sur de longues distances. Chaque poste électrique est relié au réseau national. Pour les fermes solaires de plus petite taille et qui sont connectées aux réseaux de distribution locaux, l’augmentation de la tension peut se faire à l’aide d’un transformateur.
- Les lignes de transmission : ce sont les gros câbles qui transportent l’électricité à haute tension sur de longues distances. Ils sont généralement montés sur de grands pylônes.
- Les voies d’accès : les grandes fermes solaires photovoltaïques se trouvent souvent dans des lieux qui nécessitent la construction de voies d’accès pour faciliter les opérations d’exploitation et de maintenance.
- D’autres infrastructures, dont des barrières de sécurité éventuellement éclairées, doivent également être mises en place.
Systèmes solaires photovoltaïques autonomes, hors réseau

On parle d’énergie solaire distribuée lorsque le solaire photovoltaïque répond aux besoins locaux en énergie. À l’échelle mondiale, les systèmes de ce type pourront compléter l’énergie solaire commerciale qui alimente la plupart des réseaux nationaux mais ne suffiront pas à la remplacer. Cependant, la nature modulaire du solaire photovoltaïque permet d’exploiter cette énergie dans une grande variété de lieux, en adaptant la taille des installations à l’espace disponible. C’est la raison pour laquelle plus du tiers des nouvelles installations photovoltaïques se trouvent sur les toits, car ces petits projets sont plus faciles à mettre en place que les fermes solaires à grande échelle qui demandent beaucoup d’espace. Les installations solaires photovoltaïques intégrées à l’environnement bâti ont également l’avantage de mieux résister aux aléas liés au changement climatique – comme les phénomènes météorologiques extrêmes – que les fermes solaires

L’énergie solaire distribuée repose généralement sur des systèmes autonomes qui permettent d’utiliser l’énergie directement ou de la stocker dans des batteries pour l’utiliser ultérieurement. Cependant, il est souvent possible d’établir une connexion parallèle avec le réseau, afin de recevoir de l’énergie lorsque le solaire photovoltaïque ne produit pas suffisamment d’électricité (par exemple la nuit) ou d’injecter le surplus d’énergie dans le réseau.

Il existe plusieurs options pour la mise en place de systèmes solaires autonomes :
- Panneaux sur une toiture existante : un châssis est fixé à la structure du toit d’un bâtiment, et les panneaux viennent recouvrir le revêtement du toit (tuiles, etc.). Sur un toit plat, le châssis est construit de manière à ce que les panneaux soient inclinés vers le soleil.
- Systèmes photovoltaïques intégrés au bâti : il est parfois possible d’intégrer des panneaux photovoltaïques directement à la structure d’un bâtiment pour remplacer les matériaux de construction conventionnels (p. ex. au niveau des façades, des toits et des fenêtres) (Voir également ici). C’est ce qu’on appelle le photovoltaïque intégré au bâti (BIPV, pour building-integrated photovoltaics).
- Panneaux au sol : lorsque des parcelles de terre sont disponibles ou qu’il n’est pas possible d’installer des panneaux sur un bâtiment, ils peuvent être placés au sol. Leur taille peut être adaptée à l’espace disponible ou aux besoins à couvrir.
Systèmes photovoltaïques intégrés au bâti (BIPV)

On parle de photovoltaïque intégré au bâti (BIPV) lorsque les panneaux solaires sont conçus pour être intégrés à l’enveloppe d’un bâtiment et y remplacer les éléments conventionnels (comme les toits, les murs, les fenêtres et les auvents vitrés, entre autres) lorsque c’est possible. Cela permet de recueillir l’énergie solaire même en milieu urbain, là où l’espace disponible est limité. L’énergie générée par un système BIPV peut être utilisée par le bâtiment lui-même, et il est possible de stocker l’éventuel surplus sur le site voire de le réinjecter dans le réseau.

La technologie BIPV se développe rapidement, l’objectif étant d’accroître la production énergétique tout en améliorant les caractéristiques esthétiques des éléments. Certains d’entre eux sont fabriqués de manière à ressembler autant que possible aux différents éléments de construction, pour servir à la fois dans les nouveaux bâtiments et dans le cadre de travaux de rénovation énergétique.

Cependant, les systèmes BIPV étant totalement intégrés à un bâtiment, il faut tenir compte de la perte possible du tissu historique afin d’y avoir recours uniquement lorsque les circonstances s’y prêtent. Pour prendre des décisions pleinement éclairées concernant leur utilisation, il est indispensable de bien comprendre les attributs du patrimoine mondial, les principes en matière de conservation et la réglementation relative à la préservation du patrimoine. En outre, leur installation supposera de préparer les travaux de manière minutieuse et de faire appel à des spécialistes disposant des connaissances appropriées.

À la différence des panneaux solaires traditionnels montés sur des surfaces existantes, les systèmes BIPV sont pensés pour être intégrés aux bâtiments :
- sur les toits : panneaux intégrés aux revêtements (bardeaux, tuiles, tôles, etc.),
- sur les façades : panneaux intégrés aux murs extérieurs,
- au niveau des fenêtres : panneaux solaires transparents utilisés pour remplacer les fenêtres et les puits de lumière,
- sur les balcons : panneaux intégrés aux balustrades entourant les balcons ou les terrasses,
- sur les auvents : auvents solaires créés pour protéger les espaces extérieurs.
En outre, les systèmes BIPV peuvent aussi être intégrés :
- dans les parcs de stationnement : panneaux utilisés pour apporter de l’ombre
- sur le mobilier urbain : des systèmes BIPV peuvent être intégrés à une large gamme d’éléments (lampadaires, abribus, etc.)
Systèmes agrivoltaïques

Le terme « agrivoltaïque » renvoie à l’association d’une production électrique photovoltaïque et d’une production agricole sur un même terrain ou sur une même étendue d’eau. Les systèmes agrivoltaïques peuvent grandement optimiser l’utilisation des terres et contribuer à concilier production d’énergie renouvelable et production agricole, alors que ces deux secteurs peuvent avoir des intérêts contradictoires. Dans certaines régions, l’agrivoltaïque peut également favoriser l’adaptation aux effets du changement climatique, en apportant de l’ombre et une protection face aux conditions météorologiques extrêmes. L’agrivoltaïque peut également servir à alimenter sur site des dispositifs automatisés d’agriculture de précision.

Le concept a vu le jour dans les années 1980, mais l’agrivoltaïque ne prend de l’ampleur que depuis une dizaine d’années environ, parallèlement à l’expansion des fermes solaires terrestres.

Les systèmes agrivoltaïques peuvent être composés de panneaux solaires surélevés, installés au-dessus des cultures. Il peut aussi s’agir de panneaux plus bas espacés de manière à permettre la poursuite des activités agricoles. Ils se prêtent à une large gamme d’activités agricoles : élevage sur prairie, apiculture, cultures arables annuelles ou culture de plantes vivaces. Dans le même ordre d’idées [Voir « Systèmes solaires photovoltaïques en milieu aquatique (agrivoltaïque/photovoltaïque flottant) »], le photovoltaïque flottant peut être associé à l’aquaculture. Les systèmes fermés (panneaux photovoltaïques installés sur des serres) constituent un autre type d’installations agrivoltaïque.

Le choix du dispositif approprié dépend du contexte climatique et agricole. Les panneaux photovoltaïques font de l’ombre. C’est un facteur à prendre en compte dans le choix des cultures mais il peut parfois être bénéfique (notamment dans les climats chauds et secs et pour les espèces qui ont besoin d’ombre). En effet, l’ombre réduit l’évapotranspiration, la température de l’air et le risque de brûlure. Les panneaux peuvent également protéger les sols et les cultures face aux conditions climatiques extrêmes, notamment les fortes pluies et les averses de grêle.

Il convient de soigneusement choisir l’emplacement des panneaux pour homogénéiser l’ombrage sur l’ensemble du site, afin de garantir la croissance uniforme des végétaux.

En fonction des conditions, les systèmes agrivoltaïques se prêtent à la culture des légumes feuilles (dont la laitue), des plantes fourragères et de différents variétés de fruits, de baies, d’herbes et d’épices. L’agrivoltaïsme est une pratique courante chez les éleveurs ovins. Des essais sont en cours pour développer l’élevage sur des terrains accueillant des champs photovoltaïques verticaux.

Systèmes solaires photovoltaïques en milieu aquatique (agrivoltaïque/photovoltaïque flottant)

Les systèmes photovoltaïques flottants (photovoltaïque à la surface de l'eau) sont des champs photovoltaïques flottant sur des étendues d'eau. Cette approche est relativement nouvelle (le premier système fonctionnel a été installé au Japon en 2007) mais elle se développe rapidement, et sa progression devrait se poursuivre à l'échelle mondiale.

Les terrains propices à l'installation de grands champs solaires photovoltaïques sont rares, en particulier dans les zones densément peuplées. Le photovoltaïque flottant apporte une solution à ce problème ainsi qu'un certain nombre d’avantages techniques car l’effet refroidissant lié au positionnement dans l’eau ou près de l'eau peut améliorer la production d’énergie. D'un autre côté, l'humidité élevée et constante (surtout lorsqu’elle est associée à de fortes températures) peut accélérer la diminution des performances (c'est-à-dire la réduction de la quantité d'électricité produite) par les modules photovoltaïques au fil du temps, et leur durée de vie utile est donc réduite.

À ce jour, la plupart des installations photovoltaïques flottantes ont été mises en place sur de grandes étendues d'eau intérieures, principalement des lacs artificiels et des réservoirs. Les systèmes photovoltaïques flottants en mer se multiplient, et ils peuvent éventuellement être rattachés à d'autres dispositifs tels que des parcs éoliens ou des fermes aquacoles. Le photovoltaïque flottant peut également trouver sa place sur les canaux et les rivières.

Les installations photovoltaïques flottantes peuvent prendre diverses formes. Les panneaux photovoltaïques peuvent être installés au-dessus de la surface de l'eau :
1. sur des poutres (par-dessus les canaux, par exemple),
2. sur des pilotis (dans les eaux peu profondes),
3. sur des structures flottantes équipées de dispositifs de flottaison,
4. sur des cadres flottants, à la surface de l'eau ou juste en dessous.
(Bien que souvent désignées par le terme « photovoltaïque flottant », les installations mentionnées aux points (a) et (b) sont fixes et ne flottent pas.)

Sur la mer ou les grandes étendues d'eau douce, le photovoltaïque flottant doit pouvoir résister aux vagues et aux courants. Plusieurs solutions existent. Les panneaux peuvent être montés sur des cadres se trouvant au-dessus de dispositifs de flottaison renforcés (qui sont volumineux et relativement coûteux) ; des pontons flottants modulaires reliés par des gonds peuvent accueillir les panneaux ; ou des structures photovoltaïques souples en couche mince peuvent flotter directement à la surface de l'eau.

Le photovoltaïque flottant entraîne un certain nombre d'impacts environnementaux, différents de ceux du photovoltaïque terrestre (et moins bien étudiés jusqu’à présent). Ces impacts dépendent du contexte, de l'échelle et de la conception des installations photovoltaïques flottantes et peuvent aussi bien être de nature négative que positive (Voir « Avantages du développement de l’énergie éolienne et solaire »).
Cycle de vie et flux de ressources de la technologie solaire photovoltaïque expand_more
La technologie solaire photovoltaïque, indispensable à la transition vers une énergie propre, repose sur un cycle de vie complet – qui commence par l’extraction des matières premières et la fabrication et se termine par la mise hors service et le recyclage après plusieurs décennies d’exploitation. Pour concevoir des systèmes d’énergie solaire durables, il est indispensable de bien comprendre les matériaux utilisés, leurs impacts environnementaux et la gestion de la fin de vie des installations.

Panneaux en silicium cristallin (c-Si) (les plus couramment utilisés dans les installations domestiques et commerciales).

Rendement :
- Silicium monocristallin : 15%–22%
- Silicium polycristallin : 13%–17%
Matériaux et composants :
- Verre (couche de protection) : ~ 76 %
- Aluminium (cadre) : 8 %
- Silicium (couche active) : 5 %
- Cuivre (câblage et barres omnibus) : 1 %
- Traces d’argent, de plomb et d’autres métaux
- Encapsulants en plastique (p. ex. EVA) pour la résistance et l’isolation
Ressources nécessaires :

Le traitement du silicium de grande pureté est très énergivore. L’utilisation de matériaux rares, comme l’argent, entraîne des risques d’approvisionnement et une tension sur les coûts.

Recyclage :

Les panneaux en silicium cristallin sont ceux qui se recyclent le mieux. L’aluminium et le verre sont systématiquement récupérés, et le silicium peut être réutilisé après avoir été raffiné. La récupération des métaux rares est aujourd’hui limitée mais les techniques s’améliorent.

Panneaux solaires en couche mince

Rendement :
- Silicium amorphe (a-Si) : 7%–10%
- Tellurure de cadmium (CdTe) : 9%-11%
- Séléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS) : 10%–13%
Utilisé pour l’intégration au bâti et les structures légères, et lorsque la souplesse est l’une des caractéristiques recherchées.

Matériaux et composants :
- Verre : 88 %–97 %
- Couche active de cadmium, de tellure, d’indium, de gallium ou de silicium amorphe : <1 %
- Membranes en plastique ou en métal
Ressources nécessaires :

La quantité de matériaux nécessaires est généralement moindre mais ces technologies font appel à des éléments chimiques plus rares et parfois toxiques (comme le cadmium du CdTe). Elles causent donc certaines inquiétudes liées à la chaîne d’approvisionnement et à la protection de l’environnement.

Recyclage :

Des techniques spécialisées doivent être employées, en particulier pour le CdTe. À l’heure actuelle, les infrastructures de recyclage se développent et les progrès sont plus rapides dans les marchés régulés comme l’Union européenne.

Cellules solaires à pérovskites

Rendement :
- Plus de 25 % en laboratoire
- À l’échelle commerciale, le rendement est à l’étude
Une technologie récente qui évolue rapidement et ouvre la voie à des systèmes photovoltaïques légers et peu coûteux

Matériaux et composants :
- Composés hybrides organiques-inorganiques avec une structure pérovskite
- Comprennent souvent des composés à base de plomb
- Imprimées sur du verre, du métal ou des substrats en plastique souple
Ressources nécessaires :

La fabrication de ces systèmes demande moins de matériaux et d’énergie que les modèles traditionnels à base de silicium. Cependant, leur stabilité et leur toxicité (principalement due à la présence de plomb) fait encore l’objet d’études.

Recyclage :

Le recyclage n’est pas encore possible à l’échelle commerciale. Les travaux de recherche sur les méthodes de recyclage en sont à leur début, l’accent étant mis sur l’élimination et la récupération sûres des matériaux critiques.
Impacts potentiels des systèmes solaires photovoltaïques sur le patrimoine mondial

Le solaire photovoltaïque est une forme d'énergie renouvelable très évolutive. Les installations peuvent être de dimensions très variées, d'un panneau de la taille d'une carte postale alimentant un piège photographique aux fermes solaires s'étendant sur plusieurs milliers d'hectares en passant par les installations sur les toits. Les impacts potentiels du solaire photovoltaïque dans un contexte de patrimoine mondial seront donc grandement dépendants de l'échelle du projet. Cette technologie peut néanmoins aussi être une source d'opportunités pour atteindre les objectifs de durabilité lorsqu'ils concordent avec les objectifs en matière de préservation de la valeur universelle exceptionnelle d’un bien du patrimoine mondial.

Par définition, et en fonction de l'implantation et de l'orientation, le scintillement et l'éblouissement produits par les installations photovoltaïques peuvent avoir un impact visuel important. Même à petite échelle, des panneaux solaires mal situés pourraient nuire à la valeur universelle exceptionnelle découlant de la beauté naturelle ou des caractéristiques morphologiques et esthétiques d’un bien, et donc perturber des liens visuels et des bassins visuels importants. Il est généralement possible d'atténuer ces impacts, au moins dans une certaine mesure, en travaillant notamment sur la conception, l'implantation et le choix des technologies appropriées, compte tenu du fait que les panneaux photovoltaïques doivent être installés dans un espace ouvert et non ombragé. Bien que les directives actuellement disponibles pour limiter les impacts visuels concernent plutôt les sites culturels que les sites naturels, des approches similaires fonctionnent dans les deux cas.

Lorsqu’ils sont mal conçus, les projets d’énergie solaire photovoltaïque peuvent compromettre à la fois la biodiversité et l’environnement historique. La mise en place de champs de panneaux solaires terrestres à l’échelle commerciale commence généralement par des travaux de défrichement et de nivellement du terrain. Bien souvent, il faut également réaménager ou construire des voies d’accès et faire passer des lignes de transmission. Par ailleurs, la main-d’œuvre temporaire ou permanente travaillant sur les projets à grande échelle peut avoir des impacts indirects, car elle va consommer les ressources disponibles dans l’environnement élargi. Faute d’une planification adéquate, les projets d’énergie solaire photovoltaïque peuvent entraîner la perte, la dégradation et la fragmentation des habitats naturels, avec des répercussions sur la diversité des espèces et sur l’état de l’écosystème. En outre, puisqu’il faut poser des fondations, creuser des tranchées pour le passage des câbles et durcir les sols, les projets de ce type peuvent endommager ou détruire des vestiges archéologiques. Ces effets potentiels mettent en évidence l’importance des évaluations d’impact portant spécifiquement sur le patrimoine environnemental et culturel du site envisagé. (Voir également la section « Évaluation des impacts » ).

L’installation de panneaux solaires photovoltaïques sur des bâtiments historiques peut endommager le tissu historique. Par exemple elle peut conduire à remplacer des toitures anciennes, à ouvrir des brèches dans des murs ou des planchers ayant une importance historique, ou à réaménager l’intérieur des bâtiments pour mettre en place des infrastructures auxiliaires (les onduleurs par exemple). Les matériaux peuvent alors perdre leur authenticité et leur intégrité, ainsi que leurs qualités esthétiques. Les installations solaires photovoltaïques à grande échelle pourraient nuire aux valeurs d’un bien et entraîner le départ progressif ou soudain de la communauté attachée à ce lieu patrimonial.

Pendant l’exploitation des champs de panneaux solaires, la repousse de la végétation naturelle est parfois contrôlée ou empêchée pour permettre un accès facile et simplifier les opérations de maintenance. On peut également observer le déplacement de certaines espèces (qui ne viennent plus se nourrir, se reposer ou nicher à proximité des fermes solaires et perdent donc une partie de leur habitat). La plupart des impacts de ce type peuvent être évités en implantant ces projets uniquement dans des zones où l’environnement a déjà été modifié (ou sur des étendues d’eau artificielles, dans le cas des installations photovoltaïques flottantes), ou en dehors des paysages culturels sensibles ou des environnements urbains. Cependant, même dans ce cas, la surexploitation de l’environnement élargi peut modifier l’expérience d’un bien du patrimoine culturel dans son contexte au point d’affecter le cadre même de ce lieu. Les fermes solaires peuvent être conçues de manière à laisser les animaux brouter en-dessous, à favoriser la restauration de la végétation indigène et à accueillir des espèces pollinisatrices, créant de fait des paysages multifonctionnels qui contribuent aussi bien à la production énergétique qu’à la réalisation des objectifs de conservation.

L’installation de panneaux solaires photovoltaïques sur des terrains déjà transformés offre des possibilités en matière d’utilisation complémentaire des terres, à travers le développement de l’agrivoltaïque et/ou de mesures en faveur de la biodiversité (Voir les sections « Avantages du développement de l’éolien et du solaire » et « Projets d’énergie solaire et leur évaluation »). Les fermes solaires photovoltaïques peuvent souvent être installées dans des zones arides peu végétalisées, dont l’environnement n’est que très peu modifié. Sur les sites de ce type, les impacts peuvent être minimisés en étudiant soigneusement l’implantation des panneaux de manière à ne pas endommager les éléments importants pour la biodiversité (terriers occupés, raies d'écoulement où les animaux viennent s’abriter ou nicher, bosquets, etc.) et à éviter autant que possible le nivellement du terrain.

Le choix minutieux du site permet également de rester à l’écart des zones sacrées ou sensibles sur le plan culturel afin de ne pas perturber l’utilisation traditionnelle des terres et de ne pas risquer de déplacer des vestiges archéologiques/historiques. Parce qu’ils occupent de vastes espaces et nécessitent parfois l’installation de barrières, les champs solaires photovoltaïques peuvent entraver les déplacements des animaux et empêcher la dispersion de la faune et de la flore, voire couper certaines routes traditionnelles importantes dans le paysage. Ils peuvent donc réduire la connectivité sur un territoire donné, diminuer le flux génétique, perturber la dynamique des métapopulations et modifier les comportements migratoires (en particulier pour les grands mammifères). Ces impacts peuvent se cumuler dans un même paysage, s’il abrite plusieurs fermes solaires. Ils sont susceptibles de modifier les attributs qui transmettent la valeur universelle exceptionnelle d’un bien ou d’autres valeurs de conservation, par exemple la présence d’un mammifère migrateur protégé qui passe une partie de son cycle de vie au sein du bien, ou encore un écosystème exceptionnel entretenant des liens écologiques avec d’autres sites à l’échelle du paysage. Les impacts liés à ces obstacles peuvent être atténués en évitant d’implanter des installations dans des habitats naturels, en veillant à ce que le projet – tant par sa conception que par sa gestion – préserve et/ou restaure les corridors biologiques nécessaires au déplacement de la faune et en choisissant des barrières qui n’empêchent pas le passage des animaux vulnérables.

L’ombre projetée par les panneaux solaires photovoltaïques modifie les conditions microclimatiques, avec des conséquences qui peuvent être négatives ou positives selon le contexte et les espèces concernées. Dans les zones chaudes et arides en particulier, ainsi que sur les étendues d’eau couvertes par des installations flottantes, cette ombre peut être bénéfique pour certaines espèces ou créer les conditions propices à l’amélioration de la biodiversité. Pour limiter les possibles effets négatifs de l’ombre dans les habitats naturels, il faut mener des études écologiques rigoureuses et choisir soigneusement l’emplacement des champs de panneaux, ainsi que leur hauteur et leur densité.

Les installations solaires photovoltaïques peuvent avoir d’autres impacts directs sur la faune. Une hausse de la mortalité chez les oiseaux et les chauves-souris a été enregistrée, suite à des collisions avec différents éléments des installations, dont les panneaux et leurs supports, les postes électriques, les lignes de transmission et les barrières. Les collisions avec les véhicules de service peuvent également entraîner la mort de certains animaux. Il arrive que les insectes aquatiques soient dangereusement attirés par la lumière émise par les panneaux. Pour protéger les espèces en péril, il est possible de prendre certaines mesures pour limiter le risque de collision avec les lignes de transmission [lien vers le chapitre correspondant], les structures éclairées la nuit, les barrières ou les véhicules. Les morts doivent également être recensés afin d’éclairer les démarches de gestion adaptative. Néanmoins, il existe à ce jour peu de données montrant que le solaire photovoltaïque pourrait être la cause directe d'une hausse de la mortalité et avoir des répercussions significatives sur les populations animales (à la différence de l’énergie éolienne).

Les autres impacts opérationnels du solaire photovoltaïque sont relativement minimes. Lorsque de l’eau est utilisée pour nettoyer les panneaux dans des zones qui connaissent des problèmes d’approvisionnement, cela peut augmenter la pression sur les ressources hydriques, au point d’avoir des conséquences écologiques et de perturber l’utilisation des systèmes hydrologiques traditionnels (les puits et les dispositifs d’irrigation notamment). Plusieurs méthodes de nettoyage à sec ont déjà été mises au point, et la recherche dans ce domaine se poursuit activement. Les produits chimiques utilisés lors des opérations de nettoyage ou les herbicides employés pour contrôler la repousse de la végétation peuvent être à l’origine d’une pollution des eaux de ruissellement ou être entraînés par le vent. Ces problèmes peuvent être évités en ayant recours à des produits non toxiques, en appliquant des techniques de gestion alternative et/ou en prenant d’autres mesures de lutte contre la pollution.

Les installations de moindre envergure, tels que les panneaux sur les bâtiments, peuvent compromettre l’intégrité structurelle des éléments architecturaux historiques qui ne sont pas conçus pour supporter un poids supplémentaire. La pose des panneaux et la mise en place du câblage peuvent directement endommager le tissu urbain historique. Si l’emplacement du projet est mal choisi, il peut également modifier les caractéristiques du bâtiment ou du paysage urbain. Les panneaux installés sur les toits peuvent également perturber des espèces vulnérables et protégés, comme les chauves-souris. Pour tout projet de BIPV concernant un bâtiment historique, les caractéristiques historiques, esthétiques et structurelles des éléments qui seraient remplacées par des panneaux solaires photovoltaïques doivent être soigneusement examinées.

Les installations solaires photovoltaïques peuvent avoir des effets tout au long de leur cycle de vie, y compris avant et après leur exploitation proprement dite, de leur construction – à cause des matériaux nécessaires – à leur élimination en fin de vie (Voir dans la sous-section « Cycle de vie des énergies renouvelables »). En règle générale, ces impacts ne modifient pas directement la valeur universelle exceptionnelle d’un bien et les attributs qui la transmettent, ni les autres valeurs de conservation.

Pour les projets d’énergie solaire photovoltaïque, les impacts cumulatifs sont particulièrement préoccupants. Il est fréquent de trouver plusieurs fermes solaires photovoltaïques dans une même zone, et les infrastructures associées (lignes de transmission, voie d’accès, etc.) doivent également être prises en compte au moment de l’évaluation de l’impact, même si elles sont généralement considérées comme des projets distincts. En ce qui concerne l’énergie solaire distribuée, les impacts cumulatifs peuvent être importants lorsque des panneaux sont installés au-dessus ou à proximité de bâtiments dans un paysage ou un environnement urbain. Dans tous les cas, l’impact potentiel global des projets de ce type sur le patrimoine mondial doit être parfaitement compris avant que les décisions soient prises.

Chauffage solaire de l’eau

Les systèmes de chauffage solaire de l’eau utilisent l’énergie du soleil pour chauffer l’eau destinée aux usages domestiques, commerciaux ou industriels. Parce qu’ils exploitent l’énergie solaire, renouvelable par définition, ces systèmes contribuent grandement à limiter la dépendance vis-à-vis des combustibles fossiles tout en réduisant le montant des factures d’énergie.

Comment fonctionne le chauffage solaire de l’eau

Les chauffe-eau solaires fonctionnent généralement à l’aide de capteurs solaires thermiques qui captent les rayons du soleil et transfèrent leur énergie thermique à un fluide dans un circuit. Ce fluide va chauffer l’eau stockée dans un ballon isolé, qui peut ensuite être mise à disposition selon les besoins : eau chaude domestique, chauffage des pièces, procédés industriels, etc.
- Eau chaude domestique : eau chaude pour le bain, la cuisine et le ménage dans des habitations.
- Chauffage des pièces : eau chaude pour alimenter des systèmes de chauffage par rayonnement au niveau du sol ou des systèmes de chauffage à collecteur d’air dans les bâtiments.
- Chauffage des piscines : eau chaude pour réchauffer l’eau des piscines.
- Procédés industriels : eau chaude nécessaire à des processus de fabrication ou de transformation alimentaire, entre autres applications commerciales.
- Agriculture : eau chaude pour l’élevage laitier, les serres et les systèmes d’irrigation.
Les chauffe-eau solaires sont constitués de plusieurs éléments :
- Capteurs solaires thermiques
- Fluide caloporteur
- Ballon
- Échangeur de chaleur
- Circulateur (pour les systèmes actifs uniquement)
- Contrôleur et capteurs
- Chauffage d’appoint
- Tuyauterie
Chauffe-eau solaires résidentiels

Les chauffe-eau solaires peuvent être installés sur les toits des bâtiments résidentiels ou à proximité afin que l’énergie du soleil chauffe l’eau à usage domestique. La première étape de tout projet d’installation consiste à examiner le site pour déterminer l’orientation du toit, mesurer son inclinaison et contrôler son intégrité structurelle, ou bien, le cas échéant, à trouver un emplacement approprié au sol. Sur les toits, des cadres sont fixés à la toiture, souvent à l’aide de tasseaux attachés aux chevrons pour assurer la stabilité de l’ensemble, ou sur des surfaces en béton planes. Les capteurs sont ensuite fixés aux cadres. La tuyauterie relie les capteurs au ballon, qui peut se trouver à côté des capteurs sur le toit (système à thermosiphon) ou plus bas, à un étage inférieur du bâtiment ou au sol (système à pompe). Dans les systèmes à pompe, un contrôleur et un circulateur assurent le mouvement de l’eau entre les capteurs et le ballon.

Le système est relié à la tuyauterie de la maison ou de l’immeuble et, dans certains cas, un chauffage d’appoint électrique ou au gaz est prévu pour prendre le relais pendant les périodes de faible ensoleillement.

Les obligations en matière de permis pour l’installation d’un chauffe-eau solaire varient d’un pays à l’autre. Un permis est obligatoire dans de nombreux pays, en particulier si le système nécessite de modifier la plomberie, les systèmes électriques ou la structure du toit. Dans certaines régions cependant, les modèles de petite taille ou standard peuvent être installés sans autorisation préalable. Il convient de systématiquement consulter la réglementation locale avant de lancer les travaux d’installation.

Impacts potentiels des chauffe-eau solaires sur le patrimoine mondial

Comme le solaire photovoltaïque, le chauffage solaire de l’eau est une technologie très évolutive, aux impacts variables selon l’échelle du projet. À l’heure actuelle, la grande majorité de la capacité installée provient de systèmes de petite taille, installés sur les toits des bâtiments ou à proximité pour couvrir les besoins domestiques. Le chauffage solaire de l’eau à grande échelle, pour un usage industriel et/ou pour répondre aux besoins d’un quartier, n’est aujourd’hui opérationnel que dans quelques pays. Les installations de grande envergure devraient toutefois se multiplier dans les années à venir.

Il existe à ce jour peu d’informations sur les impacts environnementaux potentiels du chauffage solaire de l’eau. Il y a cependant tout lieu de penser que les effets du chauffage solaire de l’eau sur les biens du patrimoine mondial sont globalement très semblables à ceux du solaire photovoltaïque, bien que ces deux technologies reposent sur des processus physiques différents. Pour en savoir plus, voir la section sur les impacts potentiels des systèmes d’énergie solaire (voir « Projets d’énergie solaire et leur évaluation » pour plus de détails). Les différences relèvent du détail : les chauffe-eaux solaires sont moins susceptibles que les installations solaires photovoltaïques de scintiller ou d’éblouir, et les capteurs n’ont pas à être nettoyés aussi souvent que les panneaux photovoltaïques (les chauffe-eau solaires consomment donc moins d’eau pendant leur période d’exploitation que les systèmes photovoltaïques à nettoyage humide).

Toute décision concernant l’installation d’un chauffe-eau solaire sur un bâtiment historique doit être fondée sur une étude de son impact visuel et de la capacité structurelle du bâtiment en question. La pose d’un chauffe-eau solaire nécessite souvent l’installation de tuyaux et de câbles électriques. L’emplacement et la méthode d’installation de ces lignes en réseau doivent être soigneusement étudiés, compte tenu de leur impact sur l’authenticité du tissu urbain, de leur impact visuel et de leur réversibilité.

Les matériaux et les processus de construction sont différents pour le chauffage solaire de l’eau et pour le solaire photovoltaïque. Tout comme les systèmes photovoltaïques, les systèmes de chauffage solaire de l’eau peuvent avoir des effets tout au long de leur cycle de vie, y compris avant et après leur exploitation proprement dite, de leur construction – à cause des matériaux nécessaires – à leur élimination en fin de vie (Voir la section « Cycle de vie des énergies renouvelables »). En règle générale, ces impacts ne modifient pas directement la valeur universelle exceptionnelle d’un bien et les attributs qui la transmettent, ni les autres valeurs de conservation.

Solaire à concentration (CSP, pour concentrated solar power)

Le solaire à concentration est une technologie qui repose sur la concentration de la chaleur du soleil. Plusieurs miroirs sont utilisés pour diriger les rayons du soleil vers un récepteur contenant un fluide caloporteur haute température, lequel chauffe de l’eau pour produire de la vapeur. Cette vapeur fait tourner une turbine qui génère de l’électricité. Le CSP produit de l’électricité, mais aussi de la chaleur pour d’autres applications industrielles.

Comparé au solaire photovoltaïque, la technologie CSP a l’avantage d’être intégrable à un dispositif de stockage de l’énergie thermique pour fournir de l’électricité qui peut être transmise aux utilisateurs lorsqu’ils en ont besoin.

Cependant, à la différence des systèmes photovoltaïques ou de chauffage solaire, les centrales CSP ne peuvent pas exploiter le rayonnement solaire qui a été diffusé par les nuages ou la poussière. Pour la plupart, elles ont donc été construites dans des zones désertiques, là où le ciel est toujours dégagé. On distingue quatre grands modèles commerciaux déjà utilisés ou en cours de développement : d’une part les tours à récepteur centralisé et les centrales à miroirs paraboliques (qui concentrent l’énergie en un point), et d’autre part les concentrateurs cylindro-paraboliques et les collecteurs linéaires de Fresnel (qui concentrent l’énergie en une ligne). Chaque modèle possède des avantages et des inconvénients sur le plan technique. Aujourd’hui, les plus courants sont, de loin :
- les concentrateurs cylindro-paraboliques : des miroirs paraboliques disposés en ligne suivent le parcours du soleil et concentrent son énergie sur un tube récepteur linéaire
et
- les tours à récepteur centralisé : des miroirs suivent le parcours le soleil et concentrent son énergie sur un récepteur central fixe placé au sommet d’une tour.
Le solaire à concentration se distingue du photovoltaïque à concentration (CPV, pour concentrator photovoltaics), qui consiste à concentrer les rayons du soleil vers des cellules photovoltaïques spécialisées et à haut rendement. Le CSP utilise l’énergie thermique tandis que le CPV utilise l’effet photovoltaïque pour générer de l’électricité, comme les systèmes photovoltaïques classiques. Tout comme le CSP, le CPV fonctionne avec un maximum d'efficacité si l'installation se trouve dans une zone où le ciel est dégagé et l’ensoleillement direct fort. Le CPV est moins adaptable et plus coûteux que le photovoltaïque conventionnel, et l’énergie produite est moins facilement acheminable qu’avec une centrale CSP. Cette technologie ne devrait donc pas jouer un grand rôle pour l’avenir des installations d’énergie solaire.

Impacts potentiels du CSP sur le patrimoine mondial

À la différence du solaire photovoltaïque, le solaire à concentration est généralement conçu à des fins commerciales, raison pour laquelle les installations sont à grande échelle et nécessitent de vastes espaces. Comme le solaire photovoltaïque commercial, le CSP peut avoir des impacts visuels importants non seulement du fait de la hauteur des tours mais aussi du scintillement et de l’éblouissement produits par les miroirs et les récepteurs. C’est un aspect à prendre en compte par exemple lorsque la valeur universelle exceptionnelle d’un bien est liée à sa beauté naturelle ou aux qualités esthétiques d’un bien culturel ou naturel du patrimoine mondial, ou encore lorsque l’intégrité visuelle d’un paysage doit être préservée.

L’implantation d’une centrale solaire à concentration peut avoir des répercussions sur la biodiversité : perte directe, dégradation et fragmentation des habitats naturels ; déplacement qui entraîne une perte effective de territoires ; et obstacles au mouvement et à la dispersion. Un tel projet peut aussi couper des tracés historiques ou perturber l’utilisation traditionnelle ou la nature spirituelle des lieux patrimoniaux. Le choix de l’emplacement doit se faire en ayant pris en considération tous ces éléments. Pour en savoir plus, consultez la section sur les impacts potentiels du CSP (Voir « Projets d’énergie solaire et leur évaluation ») pour plus de détails.

Dans certains cas, les effets potentiels du CSP peuvent être plus importants que ceux du solaire photovoltaïque. Les infrastructures nécessaires sont de plus grande envergure. Les répercussions en amont et à l’échelle locale, liées à l’extraction, au transport et au stockage des matériaux, ainsi qu’à la construction ou à la réhabilitation des voies d’accès, sont donc potentiellement plus importantes. Les travaux de construction –nivellement, creusement des fondations et des tranchées, durcissement de la surface, etc. – risquent d’endommager ou de détruire des vestiges archéologiques. Il convient donc de rester à bonne distance des sites archéologiques ou sensibles sur le plan culturel, d’évaluer toute interaction possible avec des vestiges archéologiques avant d’implanter un projet de centrale CSP dans un espace donné et, le cas échéant, de surveiller le déroulement des travaux et d’appliquer d’autres mesures préventives.

Par rapport au solaire photovoltaïque, une main-d’œuvre plus importante est nécessaire pour la construction et la maintenance des installations, ce qui est également susceptible d'entraîner des effets indirects et induits plus importants. Du fait de leurs caractéristiques physiques, les centrales solaires à concentration – et en particulier les modèles à tour – laissent moins de marge de manœuvre pour la réduction des impacts que les installations photovoltaïques. Il est plus difficile de préserver certaines caractéristiques de la biodiversité, mais aussi de limiter le défrichement et le nivellement du terrain. C’est aussi la raison pour laquelle les centrales CSP présentent moins d’opportunités que les installations photovoltaïques, en règle générale, pour l’amélioration de la biodiversité. Cela étant, de telles opportunités devraient toujours être explorées dans la mesure du possible.

Les centrales CSP se trouvent souvent dans des zones arides déjà soumises à un stress hydrique. L’utilisation d’eau est donc un enjeu environnemental majeur susceptible de perturber l’utilisation des systèmes hydrologiques traditionnels (les puits et les dispositifs d’irrigation notamment). Le refroidissement des centrales par voie humide nécessite d’importantes quantités d’eau, et le rejet d’eau chaude dans les systèmes aquatiques peut également avoir des conséquences négatives sur le plan écologique. Les systèmes de refroidissement à sec (à l’air ambiant ou – dans les années à venir – à l’air frais puisé sous terre) peuvent permettre de limiter ces impacts mais sont moins efficaces techniquement.

En règle générale, il faut de l’eau pour nettoyer les miroirs des centrales CSP (comme pour nettoyer les panneaux photovoltaïques). Là encore il existe des systèmes de nettoyage à sec, pour économiser de l’eau et limiter les impacts écologiques potentiels.

Quelques d’oiseaux morts ont été signalés à proximité des centrales CSP, car les animaux traversent parfois les rayons solaires concentrés. Les enregistrements mentionnent également des cas d'animaux sauvages morts empoisonnés ou noyés dans les bassins d’évaporation, qui servent à stocker l’eau pendant les opérations de refroidissement et/ou de nettoyage afin de concentrer les produits chimiques qu’elle contient avant de l’éliminer. Les risques pour la faune peuvent être réduits en choisissant une conception appropriée et, si nécessaire, en installant des effaroucheurs à proximité des bassins d’évaporation. Le recyclage des eaux usées peut être un moyen de réduire la consommation d’eau globale, mais elles doivent être traitées correctement afin d’éviter toute pollution dangereuse avant leur rejet dans l’environnement.

Comme les installations solaires photovoltaïques, les centrales CSP peuvent avoir des effets tout au long de leur cycle de vie, y compris avant et après leur exploitation proprement dite, de leur construction – à cause des matériaux nécessaires – à leur élimination en fin de vie (Voir également la section « Cycle de vie des énergies renouvelables »). En règle générale, ces impacts ne modifient pas directement la valeur universelle exceptionnelle d’un bien et les attributs qui la transmettent, ni les autres valeurs de conservation.
Éléments essentiels sur les infrastructures de transmission expand_more
Les systèmes d'énergies éolienne et solaire à l'échelle commerciale fonctionnent à l'aide d’infrastructures conçues pour collecter et distribuer l’électricité qu’ils génèrent. Généralement, ces infrastructures comprennent le câblage reliant les éoliennes, les champs solaires photovoltaïques ou les générateurs thermiques à un poste électrique, à un transformateur et à des lignes électriques à haute tension de sortie et de transmission pour rejoindre le réseau et transporter l'électricité vers un poste électrique plus éloigné, ou à des lignes de distribution – de tension inférieure – qui fournissent ensuite les l’électricité aux utilisateurs. Tous ces éléments doivent être construits, mis en service et entretenus. C'est la raison pour laquelle des travaux routiers font généralement partie des étapes du développement logistique des projets d'énergies éolienne et solaire à l'échelle commerciale.

Les parcs éoliens et les fermes solaires peuvent utiliser des infrastructures qui existent déjà, mais il est souvent nécessaire d'établir au moins un nouveau poste électrique et un transformateur, et de prolonger les lignes de transmission car dans de nombreux cas les projets éoliens et solaires se trouvent dans des zones ne disposant pas des équipements de transmission indispensables, lesquels doivent aussi être adaptés à la quantité d’énergie produite.

La transition vers les énergies renouvelables nécessite dans la plupart des cas une électrification profonde de la consommation énergétique et le déploiement rapide de sources d'énergie renouvelables et donc, par conséquent, la multiplication à grande échelle des infrastructures de transmission.

En règle générale, un système de transmission électrique est constitué des principaux éléments suivants :
1. Lignes de transmission à haute tension
2. Postes électriques
3. Transformateurs
4. Convertisseurs
5. Disjoncteurs et commutateurs
6. Centres de contrôle
Chaque élément des infrastructures de transmission peut avoir des impacts qui doivent être pris en considération compte tenu de la valeur universelle exceptionnelle d’un bien du patrimoine mondial et les attributs qui la transmettent, ainsi que d'autres valeurs patrimoniales. (Voir également la section « Projets d’infrastructure de transport et leur évaluation »)

Dans la plupart des pays, les infrastructures de transmission font partie des réseaux énergétiques nationaux : toute extension, mise à niveau ou modification suppose donc généralement la prise de décisions stratégiques à l'échelle nationale. Étant entendu que ce que ces travaux pourraient avoir d'importants impacts sur plusieurs sites du patrimoine, y compris des biens du patrimoine mondial, il faut adopter une approche stratégique pour déterminer leur emplacement et optimiser leur conception. (Voir plus d’informations dans la section « Évaluation environnementale stratégique »)
Quand une évaluation environnementale stratégique doit-elle être envisagée ? expand_more
Une évaluation environnementale stratégique doit généralement être demandée dans le cadre de toute politique, de tout plan et de tout programme en matière d'énergies renouvelables, afin que :
- les considérations liées au patrimoine mondial puissent être traitées le plus tôt possible au cours de la planification du projet, pour établir un cadre qui guidera le développement de tous les projets énergétiques ultérieurs ;
- une approche cohérente de la protection du patrimoine mondial puisse être adoptée à l'échelle nationale ou régionale dans le cadre des plans en matière d'énergies renouvelables, en particulier lorsqu'il est probable que de multiples autorisations soient demandées pour des projets individuels ;
- de plutôt évaluer chaque installation énergétique, la situation soit étudiée dans son ensemble pour tous les projets énergétiques proposés, y compris en ce qui concerne les infrastructures de transmission, les voies d'accès et de transport, etc. se trouvant sur un site du patrimoine mondial ou à proximité, dans sa zone tampon ou dans son cadre plus large ;
- la désignation de corridors de développement ou de zones prioritaires témoigne d’une bonne compréhension des concepts du patrimoine mondial, y compris en ce qui concerne la valeur universelle exceptionnelle spécifique (OUV) et les attributs qui la transmettent ;
- les modalités d’affectation des sols ou les schémas de développement des infrastructures susceptibles d'affecter au moins un bien du patrimoine mondial soient pris en considération ;
- le développement des infrastructures à long terme et les objectifs de conservation du patrimoine (mondial) puissent être conciliés à l'échelle régionale ou nationale ;
- il soit possible de vérifier les liens (recoupements, interactions, etc.) entre la politique/le plan/le programme énergétique et d'autres politiques – notamment les différentes stratégies en matière d'énergie solaire et éolienne, les plans de rénovation du réseau national, les plans d’aménagement du territoire – susceptibles de concerner des zones sensibles sur le plan patrimonial.
Voir la section « Évaluations environnementales stratégiques »
Composants de l'infrastructure de transmission

Les câbles, les lignes de transmission et de distribution constituent l’épine dorsale du réseau électrique, transportant l’électricité depuis les sources de production jusqu’aux utilisateurs finaux. Ces lignes sont généralement soutenues par des pylônes et des tours qui élèvent et sécurisent les câbles sur des terrains et des distances variables. Le réseau est également soutenu par des transformateurs et des sous-stations qui régulent la tension, ainsi que par des infrastructures associées telles que des routes d’accès, des pistes d'entretien, des bâtiments de contrôle et des systèmes de communication qui permettent un fonctionnement sûr, efficace et continu.

Câbles

Les câbles sont des éléments clés de toute infrastructure électrique. Il faut installer et utiliser une multitude de câbles : certains servent à transmettre l'électricité produite aux postes électriques et aux réseaux (câbles de transmission), d'autres relient les turbines (réseau inter-turbines) ou les panneaux solaires. Ils peuvent être enterrés ou aériens, en fonction de la topographie de la zone et des obligations légales (y compris les réglementations liées au patrimoine).

Les câbles sont également indispensables pour relier les petits systèmes photovoltaïques, comme ceux qui sont installés sur les toits des bâtiments, à des onduleurs ou à des batteries en vue d’une utilisation locale de l’énergie produite, ou pour relier l’installation solaire photovoltaïque au réseau. Ils doivent pour cela passer dans les bâtiments ou être installés au-dessus. Ils peuvent aussi être enterrés ou traverser un paysage.
Pourquoi une attention particulière doit-elle être accordée à la conception des câbles? expand_more
Selon les caractéristiques d'un bien du patrimoine mondial, les câbles souterrains et aériens peuvent poser des problèmes et avoir de multiples impacts négatifs potentiels au regard de la valeur universelle exceptionnelle et des attributs d'un bien du patrimoine mondial.

Il peut s'agir, entre autres :
- de modifications de l’organisation spatiale, qui peuvent aussi avoir des impacts visuels ;
- de pollution sonore ;
- de dommages aux vestiges archéologiques (et à leur cadre) ;
- de dommages ou de perte d'habitat, notamment par :
- la pollution chimique ;
- le risque d’enchevêtrement pour les oiseaux et d’autres animaux ;
- l’affaissement des lignes, avec des conséquences graves pour la faune sauvage et les espèces en péril ou protégées ;
- les « effets réserve » suite à l'exclusion de la pêche ;
- la génération de chaleur excessive qui modifie l'habitat et les espèces ;
- la génération de champs électromagnétiques (CEM) - ce risque concerne particulièrement les installations en mer, où les CEM sont susceptibles de nuire aux moules, aux vers, aux poissons cartilagineux électrosensibles tels que les requins et les raies, et aux poissons osseux tels que les anguilles.
Il est très souvent nécessaire que les projets d’installation de câbles fassent l'objet d'une évaluation d'impact stratégique au moment de l'élaboration de la politique en la matière, ou d’une EIE ou EIP dans le cadre de chaque projet individuel.

Voir la section « Évaluation des Impacts »
Lignes de transmission et de distribution

L’infrastructure électrique régionale ou nationale (ou le réseau électrique), se compose de lignes de transmission et de distribution. Les lignes de transmission transportent l’électricité à haute tension de la centrale de production vers des postes électriques où la tension est abaissée. Depuis les postes électriques, les lignes de distribution alimentent les quartiers et transmettent l’électricité aux utilisateurs finaux. Le réseau comprend une série de pylônes électriques reliés par plusieurs câbles qui peuvent s’étendre sur de longues distances. Lorsqu’il s’étend au-delà des frontières nationales, on parle de super réseau. En règle générale, la mise en place de fermes solaires photovoltaïques et de parcs éoliens ne suppose pas la construction de nouvelles lignes de transmission. Cependant, la mise à niveau des lignes de transmission et de distribution existantes ou le développement de nouvelles infrastructures de transmission ou de distribution peuvent parfois faire partie intégrante du projet. C'est notamment le cas en ce qui concerne les microréseaux (petits réseaux énergétiques autonomes) ou le câblage reliant les éoliennes ou les panneaux à un poste électrique.

Les pylônes et les câbles sont des structures très visibles, susceptibles de modifier significativement la valeur universelle exceptionnelle d’un bien, lorsque celle-ci est liée à la beauté et aux caractéristiques esthétiques exceptionnelles du lieu. Même lorsqu'ils se trouvent dans le cadre élargi, leur présence peut avoir un effet négatif sur la manière dont le cadre d'un bien du patrimoine mondial contribue à sa valeur universelle exceptionnelle.

Les lignes de distribution peuvent également avoir des conséquences à plus petite échelle, par exemple lorsqu'elles alimentent des bâtiments historiques. Toutes les installations de distribution doivent être conçues en tenant compte de ces préoccupations.

Les lignes de distribution autour d'un parc éolien ou d'une ferme solaire photovoltaïque peuvent souvent être enterrées, ce qui par ailleurs permet d'éviter le risque d'électrocution. Cette approche peut être considérée comme une bonne pratique, si tant est que des mesures préventives soient prises pour préserver le patrimoine archéologique.

Si elles sont mal conçues, les lignes de distribution peuvent entraîner un risque d'électrocution fatale pour certaines espèces, notamment les oiseaux de grande envergure qui se posent sur les pylônes. Ce risque peut facilement être limité à peu de frais en utilisant des modèles de pylônes, de câbles et d'isolateurs adaptés aux besoins de la faune sauvage. Certaines espèces d'oiseaux sont également exposées au risque de collision avec les lignes de transmission, en particulier le fin fil de terre qui se trouve au-dessus des câbles de transmission et est relativement difficile à voir. Le risque est d'autant plus grand pour les grandes espèces qui manœuvrent plus difficilement. Les lignes situées à proximité des lieux où se rassemblent les oiseaux, (comme les zones humides) sont également très dangereuses car les animaux risquent de ne pas pouvoir prendre assez de hauteur pour éviter un contact avec les câbles après leur envol. Une bonne pratique consiste à placer les lignes à bonne distance des lieux à haut risque et à installer des balises ou d’autres dispositifs (balles, spirales ou clapets) sur les fils de terre et les câbles pour les rendre plus visibles. Lorsque des espèces actives la nuit (comme les flamants) sont concernées, il convient d'utiliser des dispositifs éclairés. Si les lieux à haut risque ne peuvent pas être contournés, l'enterrement des câbles peut être la seule option viable.

Certaines espèces d'oiseaux de plein champ tendent à se déplacer pour ne pas avoir à se nourrir ou à nicher à proximité des éoliennes. Cela conduit à une perte effective d'une partie de leur habitat. Ce risque doit être évalué au moyen d'une étude écologique préalable, puis limité autant que possible par la modification de la trajectoire des lignes de transmission.

Le choix de l'emplacement et des trajectoires des lignes de transmission doit être soigneusement examiné en tenant compte des différentes considérations. L'enterrement de certaines sections des lignes de transmission, bien que coûteux et susceptible d'avoir des conséquences sur les éléments archéologiques, est une mesure d'atténuation possible pour protéger les bassins visuels particulièrement importants.

Les câbles sous-marins peuvent perturber les espèces marines en raison des champs électromagnétiques générés, de la modification des fonds marins et des sédiments en suspension (pendant les phases d'installation et de mise hors service). L'ampleur des impacts liés aux perturbations électromagnétiques est encore mal connue et fait actuellement l'objet de travaux. Cependant, les câbles sous-marins devraient toujours être placés de manière à éviter les habitats naturels sensibles ou les zones de pêche traditionnelles.

Les voies d'accès le long des couloirs des lignes électriques peuvent également fragmenter les habitats naturels et les paysages, entraînant pour la faune sauvage un risque de perturbations ou de collisions avec les véhicules, tout en facilitant l'accès de personnes à des zones jusqu'à présent préservées. Cela peut altérer les modalités d’affectation des sols dans le paysage culturel, ou encore entraîner un risque d'intrusion sur des terres sacrées ou importantes sur le plan spirituel. Ces risques peuvent être limités par :
- une planification rigoureuse décidée à l'issue d'évaluations d'impact appropriées ;
- une surveillance attentive tout au long des travaux et de la période d'exploitation ;
- un contrôle des voies d'accès et des opérations de maintenance ;
- une collaboration efficace avec les peuples autochtones et les communautés locales ; et
- la mise en place de protocoles de suivi et de maintenance.
Conception de réseaux électriques expand_more
À mesure que les pays développent leurs infrastructures d'énergie renouvelable, la conception et l'emplacement des réseaux électriques et des éléments qui les composent (pylônes, postes électriques, lignes de transmission, etc.) doivent faire l'objet d'une attention particulière lorsque ces réseaux se trouvent à proximité d’un bien du patrimoine mondial ou dans le cadre plus large de celui-ci. Ces installations, bien qu'essentielles pour la distribution d'énergie, peuvent avoir des impacts visuels, physiques ou culturels non désirés si elles n'ont pas été conçues avec le plus grand soin.

Pour limiter les effets négatifs, il est indispensable que l'implantation et la conception des éléments du réseau électrique se fassent en étroite collaboration avec les autorités chargées de la protection du patrimoine. Cela permet de faire en sorte que les décisions prises témoignent d'une compréhension profonde de la valeur universelle exceptionnelle (VUE) du site (autrement dit des qualités mêmes qui lui ont valu d'être reconnu comme un élément du patrimoine mondial).

Sensibilité et compréhension, clés d'une planification réussie
- Les évaluations de la vulnérabilité et les cartes de sensibilité (➔ Voir « Évaluation de la vulnérabilité des biens du patrimoine mondial » et « Cartographie de la vulnérabilité dans les environnements urbains du patrimoine mondial comme outil pour faciliter les installations d'énergie renouvelable ») peuvent orienter le placement des éléments d'infrastructure, en particulier lorsqu'il s'agit de déterminer la trajectoire des lignes et l'espacement des pylônes.
- Ces outils permettent d'identifier les zones sensibles d'un site, sur le plan visuel ou écologique, pour éclairer les choix en matière de conception.
Solutions respectueuses du patrimoine
- La topographie peut être une alliée : Les planificateurs peuvent mettre à profit les caractéristiques naturelles du terrain (collines, arbres, vallées), pour que les pylônes et les infrastructures auxiliaires ne perturbent pas les panoramas importants ou les paysages culturels.
- Clôtures et barrières adaptées au contexte : Lorsque la mise en place de clôtures est indispensable pour des raisons de sécurité ou pour protéger les activités agricoles, il faut veiller à ce qu'elles se fondent dans le paysage et respectent les traditions locales.
Le développement d'un réseau électrique à proximité d'un site du patrimoine ne doit pas être considéré comme un simple chantier de construction d’infrastructures. Il faut choisir des solutions adaptées au site, établir un dialogue en amont avec les autorités chargées du patrimoine et adopter une approche respectueuse du paysage afin de protéger la valeur que nous voulons transmettre aux générations futures.

Il est très souvent nécessaire que les projets de développement des réseaux électriques fassent l'objet d'une évaluation d'impact stratégique au moment de l'élaboration de la politique en la matière, ou d’une EIE ou EIP dans le cadre de chaque projet individuel.

Voir le chapitre « Évaluation des impacts »
Transformateurs et Postes électriques

Le transformateur est un appareil qui transforme l'énergie produite par une infrastructure énergétique (parc éolien ou ferme solaire par exemple) en électricité à plus haute tension et la transfère vers le réseau électrique via des câbles, ou en électricité à plus basse tension pour l’injecter dans les réseaux de distribution à plus basse tension. Le transformateur est relié par des câbles à un ou plusieurs postes électriques. La taille et le type d'un transformateur dépendent du type de poste électrique récepteur et de la capacité de production du projet d’énergie renouvelable.

Il existe de nombreux types de transformateurs : à huile, sec, cuirassé, à colonnes, monophasé, triphasé, etc.

Les postes électriques sont des éléments essentiels des installations d'énergies renouvelables à visée commerciale. Ils servent d'interfaces entre l'énergie générée par les éoliennes ou les panneaux solaires et la transmission de l'énergie dans le réseau électrique.

Ces postes électriques comprennent normalement :
1. des transformateurs ou convertisseurs, des disjoncteurs, des condensateurs, des relais et des postes de contrôle, des parafoudres et des barres omnibus ;
2. des systèmes de contrôle, de protection et de mesure qui permettent le fonctionnement correct du parc éolien conformément aux réglementations locales et aux exigences du réseau ;
3. des systèmes de communication, par fibre optique/câbles filaires, qui garantissent la bonne communication avec les postes électriques voisins et avec le centre de contrôle du réseau ;
4. des systèmes de protection contre le feu et les intrusions – notamment des détecteurs, des alarmes et des extincteurs, ainsi que des barrières et des dispositifs d’éclairage.
Dans le cas des projets d’énergie éolienne ou solaire en mer, le transformateur (également appelé station de conversion) peut consister en une infrastructure offshore ou terrestre de taille moyenne à grande, généralement connectée à une ou plusieurs sous-stations.

Les transformateurs en fonctionnement émettent un bourdonnement à basse fréquence qui peut troubler le calme ambiant. Les postes électriques et les transformateurs peuvent attirer les animaux, notamment parce qu'ils génèrent un microclimat chaud ou sont vivement éclairés la nuit. Ils constituent donc une source de risques d'électrocution de collision notamment. Le risque de fuite d’huile ou d’incendie des transformateurs est également une menace pour la flore, la faune ou les sites du patrimoine environnants. Le recours à des transformateurs secs peut éviter le risque de pollution après une fuite. Des études écologiques de référence peuvent permettre d'identifier les espèces à risque et d'adapter la conception et le fonctionnement de ces dispositifs afin de limiter les impacts (par exemple en installant des barrières appropriées, en contournant les lieux qui peuvent servir de perchoirs et en remplaçant l'éclairage continu par des systèmes clignotants).

La construction de postes électriques et de transformateurs dans les zones historiques, les paysages culturels, etc. doit être étudiée attentivement, non seulement pour limiter leur impact visuel mais aussi pour garantir leur sécurité. Si ces précautions ne sont pas prises, ils peuvent devenir les symboles très visibles d'une intervention technologique discordante dans un paysage historique.

Particularités des postes électriques en mer expand_more

Les postes électriques en mer sont placés à proximité des parcs éoliens auxquels ils sont rattachés. Il s'agit généralement de grandes structures, pesant entre 400 et 22 000 tonnes. Elles sont construites sur des fondations fixes - soit des fondations monopieu en acier, soit des fondations « jacket » plus importantes, soit des structures gravitaires en béton.

Ces postes électriques collectent et transforment l’énergie générée par les éoliennes, et en augmentent la tension pour qu’elle parvienne jusqu’à terre. Ils fonctionnent grâce à un certain nombre d’infrastructures connexes – câbles sous-marins, dispositifs anti-affouillement, débarcadères, ponts pour hélicoptère, etc. Tous ces éléments peuvent considérablement élargir l’empreinte de l’installation. En fonction de leur emplacement et de leur disposition, ils peuvent être visibles depuis des biens côtiers du patrimoine mondial ou modifier les écosystèmes marins dont découle la valeur universelle exceptionnelle de ces biens.

La construction et la maintenance des postes électriques en mer peut également donner lieu à des activités aux répercussions importantes, qui sont susceptibles de perturber les habitats naturels et les voies migratoires des espèces (battage des pieux, dragage, creusement des tranchées, circulation des navires, etc.) Lorsque les biens du patrimoine mondial englobent une zone marine ou se trouvent à proximité, ou lorsque leur cadre plus large comprend un paysage marin, l’emplacement, l’échelle et les effets cumulatifs des postes électriques en mer doivent faire l’objet d’une évaluation environnementale stratégique (Voir également les informations sur les « évaluations environnementales stratégiques »)

La lumière et le bruit des postes électriques à proximité des sites du patrimoine peut également avoir des effets négatifs sur le sentiment d’appartenance des communautés qui fréquentent ces lieux. Les spécificités du contexte doivent donc être évaluées en amont afin de choisir au mieux l’emplacement de ces infrastructures.

Puisque des opérations de maintenance ont régulièrement lieu sur les postes électriques, les voies d’accès doivent faire partie des éléments pris en considération.
Réduction du risque d’incendie et d’explosion des transformateurs et des postes électriques expand_more
Les transformateurs et les postes électriques jouent un rôle essentiel pour la transmission de l’énergie, mais ils peuvent aussi être dangereux. Des incendies ou des explosions peuvent se produire en cas de défaillance des équipements, de surchauffe ou de défaut électrique (court-circuit ou étincelles, par exemple). Non seulement ces incidents constituent un risque majeur pour la sécurité du personnel, mais ils peuvent aussi entraîner d’importantes pannes de courant et endommager l’environnement.

C’est la raison il faut accorder une attention particulière aux transformateurs à huile, qui contiennent de l’huile isolante inflammable. Si cette huile surchauffe ou entre en contact avec des étincelles, elle peut prendre feu et c’est ainsi qu’un petit défaut électrique peut déclencher un feu à grande échelle.

Comment réduire le risque

La réduction des risques repose sur la maintenance périodique et sur la détection précoce des défauts. Parmi les principales actions à mettre en place, citons :
- les inspections régulières pour détecter les dégâts ou l’usure
- les contrôles à l’aide d’appareils d’imagerie thermique pour repérer les surchauffes ou les « points chauds »
- les tests de la qualité de l’huile pour éviter les contaminations et vérifier qu’elle conserve ses propriétés isolantes
- les tests électriques pour repérer les défauts d’isolation et les niveaux anormaux d’intensité du courant
- le nettoyage et le resserrage des pièces, en particulier dans les zones à haute tension
- la vérification de l’efficacité du système de ventilation, pour éviter toute surchauffe
- la réparation ou le remplacement des éléments obsolètes
Pour limiter les dégâts en cas de défaillance, les installations doivent disposer :
- de systèmes de lutte contre l’incendie (p. ex. systèmes d’extinction à gaz, à brouillard d’eau ou à mousse)
- de relais de protection pour isoler rapidement les défauts et éviter les défaillances en cascade
Des mesures cohérente de maintenance et de prévention sont indispensables pour garantir la sécurité et la fiabilité des transformateurs et des postes électriques. En réagissant rapidement, les opérateurs peuvent grandement réduire le risque d’incident et assurer à la fois leur sécurité et le bon fonctionnement des installations.
Routes et voies d’accès

Le transport des matériaux, la construction, la maintenance et la mise hors service des parcs éoliens et des fermes solaires nécessitent des voies d'accès, et même des ports pour les installations en mer. Des routes ou des voies larges et solides sont indispensables pour permettre l'accès aux postes électriques et à la base des éoliennes. Elle permettent aussi d’accéder aux infrastructures de transmission, même si des hélicoptères peuvent être utilisés pour installer des lignes à haute tension dans des endroits inaccessibles. Selon les cas, il est possible d’augmenter la capacité et la largeur des infrastructures existantes, ou bien de construire de nouvelles voies d’accès. De même, des voies d’accès aux ports doivent être adaptées ou créées pour permettre la construction et la maintenance des installations d’énergies renouvelables en mer.

Les exigences techniques concernant ces infrastructures peuvent varier tout au long du cycle de vie des parcs éoliens et des fermes solaires en mer. Par exemple, le transport des pièces d'éoliennes telles que les pales doit se faire sur des routes larges et droites, sans bosses ni creux, et il existe des spécifications quant au type de matériaux utilisés pour leur construction. Les modules solaires étant plus petits, des routes plus étroites et moins planes peuvent convenir. Les projets d'énergie renouvelable en mer nécessiteront l'établissement de routes maritimes pour les navires participant à l'exploitation, y compris pour la maintenance des éoliennes, des installations photovoltaïques flottantes et des infrastructures auxiliaires.
Tracé de routes et de voies d’accès expand_more
La construction, l’exploitation, la maintenance et la mise hors service des infrastructures d’énergie renouvelable peuvent entraîner une hausse significative du trafic routier et modifier significativement les paysages traversés. On pourrait penser que les routes et voies d’accès sont moins importantes que les éoliennes ou les panneaux solaires, mais leurs impacts peuvent être significatifs –en particulier lorsque les projets concernés se trouvent à proximité d’un bien du patrimoine mondial ou dans son cadre élargi.

Même lorsque le du projet lui-même est en dehors des limites du bien inscrit ou de sa zone tampon, le trafic routier lié aux travaux de construction et les infrastructures associées peuvent avoir des répercussions directes ou indirectes sur les attributs qui véhiculent la valeur universelle exceptionnelle (VUE) d’un site. Lesdits effets peuvent concerner non seulement les éléments culturels ou relevant du paysage, mais aussi les communautés locales, les écosystèmes, la faune et la flore.

Principaux éléments à prendre en compte lors de la planification
- Les effets du trafic routier (poussière, bruit, vibrations et pollution) peuvent perturber les éléments caractéristiques du patrimoine, les habitats naturels et les communautés, en particulier pendant la phase de construction.
- Avant d’ouvrir une nouvelle route, il faut prendre en considération :
Conception tenant compte du contexte
- Dans la mesure du possible, les routes ne doivent ni traverser ni fragmenter des zones qui affectent la valeur universelle exceptionnelle (VUE) d’un bien ou d’autres valeurs patrimoniales.
- Sur un terrain en pente ou à la topographie complexe, des opérations de remplissage, d’aplanissement ou de stabilisation peuvent être nécessaires. Ces modifications risquent :
Si tel est le cas, d’autres approches doivent être explorées afin de mieux intégrer les routes aux paysages et d’éviter autant que possible de nuire aux valeurs patrimoniales.

Le milieu marin compte aussi

Pour les projets d’énergie renouvelable en mer, l'accès se fait par des voies de navigation, à l’aide de navires de maintenance, et non par la route. Cela étant, les mêmes principes s’appliquent :
- Le choix des voies de navigation doit tenir compte du parcours des oiseaux migrateurs et des mammifères marins.
- Les sites importants pour la reproduction, l’alimentation et le repos des espèces— au sein d’un bien, dans sa zone tampon ou dans son cadre plus large – doivent être protégés du bruit, du risque de collision et des perturbations liées à la circulation des navires.
Les routes d’accès et les voies de service ne sont pas seulement des infrastructures techniques indispensables, elles contribuent à l’empreinte globale du projet. Elles doivent être conçues de manière à respecter et protéger les attributs culturels, naturels et immatériels qui véhiculent la valeur universelle exceptionnelle (VUE) des biens du patrimoine mondial se trouvant à proximité.
Cycle de vie des énergies renouvelables expand_more
Les impacts potentiels des projets d’énergie renouvelable sur les biens du patrimoine mondial doivent également être évalués en fonction des différentes phases du cycle de vie d'un projet. Les impacts peuvent différer d'une phase à l'autre, certains pouvant se produire tout au long du cycle de vie d'un projet, d'autres seulement pendant une courte période ou à des intervalles saisonniers. (Voir également les informations sur l'évaluation de l'impact d'un projet proposé sur l'ensemble de son cycle de vie dans « Evaluation d’impact environnemental et social et Évaluation de l'impact sur le patrimoine »)

De la planification à la mise en service

Cette phase de projet comprend à la fois la planification stratégique et détaillée du développement d'une installation d’énergies renouvelables – généralement la construction de plusieurs éoliennes ou d'une ferme solaire – et la mise en service du projet (c’est-à-dire l’ensemble des activités réalisées avant la délivrance d'un permis d'exploitation pour confirmer que les éoliennes ou les panneaux solaires photovoltaïques ont été correctement installés et sont prêts à produire de l'énergie). Elle demande un certain laps de temps et il peut s'écouler plusieurs années entre la phase de planification et la phase d'exploitation.

Cette phase comprend plusieurs activités :
- la mise en conformité avec les règles d'aménagement du territoire ;
- l’évaluation des ressources et du potentiel éolien et solaire ;
- l’identification des terrains disponibles (achat ou location) ;
- l’identification des zones potentiellement adaptées au projet ;
- la consultation des détenteurs de droits et des parties prenantes ;
- le dialogue avec d’autres acteurs du patrimoine mondial ;
- l’analyse du site par le biais de calculs et de modélisations numériques permettant d'identifier l'emplacement et le type d’installation les plus appropriés ;
- l’évaluation précoce de la faisabilité technique du projet ;
- l'identification des contraintes réglementaires ;
- la conception de installation (y compris la taille et le modèle des éoliennes, la couleur et l’emplacement des panneaux solaires photovoltaïques, les caractéristiques technologiques, la conception électrique, le plan des infrastructures) ;
- l’évaluation d’impact et d’autres études techniques (p. ex. examen préalable des risques, évaluation de la biodiversité, cartographie de la sensibilité de la biodiversité, études du cadre) ;
- la préparation de la procédure d’octroi du permis de construire ;
- la sécurisation des mécanismes financiers ;
- La construction de l’installation d’énergies renouvelables et des installations auxiliaires ,
- la mise en service (qui couvre toutes les activités après l'achèvement la mise en place des éoliennes ou des panneaux solaires photovoltaïques).
Le délais moyen pour obtenir l’approbation requise et construire un projet d’énergie renouvelable (réseaux électriques, énergie solaire photovoltaïque, parcs éoliens terrestres et marins) peut être très variable selon les circonstances. Dans les économies avancées, il n’est pas rare de devoir compter entre 5 et 13 ans pour qu’une nouvelle ligne électrique aérienne soit autorisée et construite. Le délai dépend, entre autres, de la longueur de la ligne. La finalisation de projets nécessitant une tension inférieure est plus rapide, il faut compter quatre à huit ans. La construction de réseaux de distribution dure en moyenne quatre ans.

L'Association internationale de l'énergie (AIE) met à jour chaque année ses Perspectives énergétiques mondiales. Ce rapport fournit, entre autres, un aperçu des délais de déploiement (planification, approbation et construction) des différentes technologies énergétiques.
Pourquoi les évaluations d’impact sont-elles essentielles dès les premières phases d’un projet ? expand_more
Lors de la planification de projets d'énergie éolienne ou solaire à proximité d'un bien du patrimoine mondial, il est indispensable de comprendre dans quelle mesure ce projet est susceptible de modifier la valeur universelle exceptionnelle (VUE) du bien, c'est-à-dire non seulement le site lui-même mais aussi ses attributs et son cadre plus large.

Pour garantir un développement responsable, les impacts potentiels sur les attributs qui véhiculent la VUE doivent être évalués le plus tôt possible, idéalement pendant les phases de sélection et d’étude préliminaire de l'évaluation d'impact.

➔ Voir la section « Évaluation des Impacts »

Effectuer cette évaluation le plus tôt possible présente des avantages importants :
- elle permet d'identifier les risques avant que de grands investissements soient lancés, et laisse suffisamment de temps pour ajuster les plans du projet ;
- elle favorise la prise de décisions éclairées en matière d'implantation et de conception, pour par exemple éviter les zones sensibles dès le départ ;
- elle renforce la collaboration avec les autorités chargées du patrimoine, les communautés concernées et d'autres parties prenantes ;
- elle évite d’avoir à remanier le projet, à prendre du retard ou à subir des refus ultérieurs, et donc de perdre de l’argent ;
Une sélection précoce peut modifier l'orientation du projet

Il arrive que les conclusions initiales obtenues à l'issue des phases de sélection et d’évaluation préliminaire révèlent que :
- un projet pourrait avoir des effets négatifs inacceptables sur les principaux attributs d’un bien du patrimoine mondial ;
- l'emplacement où la conception proposée sont incompatibles avec la VUE.
Dans de tels cas, les décideurs et les promoteurs du projet doivent :
- rechercher d'autres sites ou d'autres configurations, ou
- envisager de mettre un terme au projet.
Même si cela peut être vu comme un contretemps, prendre ces décisions en amont peut finalement permettre de gagner du temps, d'économiser des ressources et d'éviter toute atteinte à la réputation des promoteurs du projet. C'est aussi un moyen de préserver l'intégrité de l’un des biens patrimoniaux les plus précieux au monde.

Mener une évaluation d’impact précoce n’est pas seulement une bonne pratique, c'est une stratégie judicieuse pour atteindre en parallèle les objectifs en matière d'énergies renouvelables et les objectifs en matière de protection du patrimoine.
Étude de cas expand_more

Un bon exemple de document d'orientation au niveau national est le Siting and Designing Wind Farms in the Landscape publié en 2017 par Scottish Natural Heritage, l’entité écossaise chargée du patrimoine. Ce document donne des conseils sur le choix de l'emplacement et la conception des parcs éoliens dans les paysages écossais. Il décrit un processus de conception itératif impliquant l'évaluation des paysages et des effets visuels des parcs éoliens.

Voir également les études de cas décrites dans Patrimoine mondial et planification de l’énergie éolienne (2021), et dans le document d'orientation de l’UE sur les développements de l’énergie éolienne et la législation de l’UE sur la nature (2020), qui fournit des informations sur le développement de l’énergie éolienne et certains aspects de la législation de l’UE sur la nature.

Exploitation et maintenance

La durée standard de la phase d’exploitation et de maintenance des parcs éoliens et des fermes solaires est généralement de 20 à 25 ans, et peut être prolongée de 10 ans. Les panneaux solaires photovoltaïques et les capteurs des chauffe-eau solaires ont une durée de vie comprise entre 25 et 30 ans. Pour les projets commerciaux, la phase d’exploitation et de maintenance commence après une période d’essai et après l’approbation du contrat d’achat de l’électricité produite, par les autorités nationales, régionales ou locales concernées ou les énergéticiens. Cette phase comprend l’entretien courant et les réparations qui sont nécessaires pour garantir le fonctionnement continu des installations et atteindre la durée de vie prévue, mais aussi pour assurer la conformité avec les accords financiers, de sûreté, de sécurité et de location.
Impacts potentiels dans les phases d’exploitation et de maintenance expand_more
Lorsque les parcs éoliens et des fermes solaires, ainsi que les infrastructures de transmission connexe, sont construits et exploités, leur impact peut être particulièrement néfaste pour les biens du patrimoine mondial caractérisés par :
- des éléments servant de points de repère dans le paysage ;
- des relations visuelles importantes entre différents attributs (axes de vue, panoramas, perspectives, silhouettes) ;
- un paysage naturel ou urbain remarquable ;
- des associations d’ordre spirituel ou traditionnel ;
- des éléments et des lieux pittoresques permettant d'apprécier la beauté du paysage ;
- des caractéristiques naturelles d’éléments et de zones, y compris des caractéristiques de paysage ainsi que des formations géologiques et physiographiques (montagnes, sommets, glaciers, lacs, rivières) ;
- des phénomènes naturels ou des zones d'une beauté naturelle et d'une importance esthétique exceptionnelles ;
- des processus migratoires ;
- une écologie et une biodiversité sensibles ;
- des zones agricoles ou des zones d'activités saisonnières importantes.
Les impacts sont également très variables en fonction des attributs du bien Il faut retenir que les impacts doivent être évalués en fonction des attributs, tout au début de chaque projet.

Voir également la section « Évaluation des impacts »

On trouvera une liste exhaustive des impacts potentiels sur la nature et la biodiversité dans la publication de l’UICN, Mitigating biodiversity impacts associated with solar and wind energy development.Guidelines for project developers (2021).
Différentes options pour la fin de vie d’une installation

Extension de la durée de vie

Grâce au remplacement partiel des composantes (par exemple, les pales ou le multiplicateur des éoliennes), la durée de vie des parcs éoliens peut être prolongée. La durée de vie de chaque éolienne peut ainsi être prolongée de 10 ans pour atteindre au final 30 à 35 ans. Pour prolonger la durée de vie déjà approuvée et autorisée, une « évaluation de la durée de vie utile restante » (autrement dit une analyse de la charge de fatigue) doit être entreprise et doit être assortie d’une inspection du site et d’une révision du cadre de maintenance. En conséquence, les propriétaires des parcs éoliens peuvent être tenus d'entreprendre certains travaux de réparation et de renforcer ou de rénover certaines zones.

Les systèmes solaires photovoltaïques sont plus flexibles, et le remplacement des panneaux solaires ou des capteurs utilisés pour le chauffage de l'eau marqueraient de fait le début d'un nouveau cycle de vie, à travers un repowering. Cette opération peut nécessiter l'obtention de nouveaux permis ou la prolongation des permis existants dans le cas des installations à grande échelle.

Repowering

Le repowering (ou renouvellement) consiste à remplacer les infrastructures existantes par des technologies plus récentes, en restant dans la même zone.

Dans le domaine de l’éolien, il s'agit souvent de remplacer les anciennes éoliennes par des modèles plus hauts et plus puissants, pour que les éoliennes soient moins nombreuses mais plus hautes dans une même zone. Dans le domaine du solaire, les progrès des technologies photovoltaïques peuvent conduire à une production énergétique accrue ou à une modification de l'apparence des fermes. Il est notamment possible de camoufler les panneaux en choisissant une couleur et une texture adaptées. On parle de revamping et de repowering lorsque les éléments d'un ancien système photovoltaïque sont remplacés par des systèmes plus récents pour améliorer la performance globale d’une centrale. Le revamping (ou modernisation) suppose de remplacer les pièces sans radicalement modifier la puissance nominale d'une centrale, tandis que le repowering a également pour objectif d'accroître la capacité de production d'une centrale. Les activités de repowering dans le domaine du solaire photovoltaïque continuent de progresser, et les professionnels du secteur ont adopté un ensemble de bonnes pratiques pour orienter les initiatives en la matière.

Le remplacement prématuré des modules photovoltaïques représente un problème complexe sur le plan de la durabilité. D'une part, la réduction de la durée de vie de produits justement conçus pour durer va à l'encontre des principes de l'économie circulaire, notamment en ce qui concerne la réduction des déchets et la préservation des ressources. D'autre part, les progrès rapides des technologies solaires photovoltaïques se sont traduites par une augmentation notable du rendement et des performances, qui peut inciter à moderniser les systèmes. Pour trouver le bon équilibre entre ces facteurs, le secteur s’engage dans des démarches de revamping et de repowering en remplaçant les pièces obsolètes pour obtenir un meilleur rendement général. Ces initiatives peuvent effectivement générer des déchets plus rapidement que prévu mais elles augmentent également la production énergétique et contribuent donc davantage à la réduction des gaz à effet de serre.

La décision d’entreprendre un repowering ou de simplement mettre hors service une installation d'énergie renouvelable dépend principalement des facteurs suivants :
- la performances de la centrale et le coût de l'exploitation et de la maintenance ;
- la durée de vie restante des cadres/supports (qui est de 20 ans en règle générale) ;
- la prolongation des permis d’utilisation des terres et des baux, le soutien politique et les objectifs en matière d’énergies renouvelables ;
- l'évolution des prix de gros sur le marché de l'électricité ;
- les progrès technologiques et l’optimisation de l’espace grâce à des panneaux plus efficaces qui génèrent plus d’énergie avec une même surface et rendent donc possible l’augmentation de la capacité sans élargir les installations ;
Le cadre réglementaire et les restrictions environnementales.

Les politiques relatives au repowering peuvent varier considérablement au niveau national. Alors que cette opération peut déclencher un nouveau processus d'autorisation comprenant des évaluations d'impact (généralement dans le cadre d'un processus d'évaluation de l'impact environnemental et social) et le (ré)examen de l'adéquation d'une zone dans un pays, ailleurs il peut faire l’objet d’une demande d’autorisation « accélérée ». En outre, les parcs éoliens ou les fermes solaires ne se prêtent pas nécessairement à un repowering, auquel cas un autre scénario de fin de vie des installations devra être envisagé (à savoir la prolongation de la durée de vie ou la mise hors service).
Réversibilité, extension de la durée de vie et repowering expand_more
Les parcs éoliens et les fermes solaires sont parfois considérés comme des installations temporaires dont les impacts sont largement réversibles. Théoriquement, à l'issue de sa durée de vie opérationnelle, comprise entre 20 et 35 ans, une installation de ce type peut être démontée et le site remis en état. Ce processus fait généralement l'objet d'un plan de mise hors service, qui doit être défini en amont et intégré aux procédures d'octroi de permis de construire et de démanteler.

Cependant, en pratique, la réversibilité totale est souvent difficile à atteindre et plusieurs facteurs déterminent la mesure dans laquelle un site peut véritablement retrouver son état antérieur à l'implantation du projet. Citons notamment :
- les caractéristiques du projet énergétique : emplacement, densité de l'installation, nivellement du terrain, matériaux utilisés, etc.
- la présence de fondations, de voies d'accès et d'infrastructures auxiliaires, en particulier dans le cas des parcs éoliens
- la nature et la sensibilité du bien du patrimoine mondial et des attributs qui véhiculent sa valeur universelle exceptionnelle (VUE), par exemple les couches archéologiques, les formations géologiques ou les systèmes hydrologiques fragiles.
Voir également la section « Évaluation des impacts ».

Le plus souvent, que se passe-t-il après 30 ans ?

Dans la plupart des cas, plutôt que de démanteler les infrastructures, les promoteurs du projet cherchent à prolonger la durée de vie des installations ou à lancer un repowering, c'est-à-dire le remplacement des équipements vieillissants par des systèmes plus récents et plus efficaces. S'il est avantageux techniquement, le repowering n'est pas une activité neutre du point de vue du patrimoine. Il implique une nouvelle démarche d'octroi de permis (même si elle est parfois si simplifiée) et peut nécessiter la réalisation d'une nouvelle évaluation d’impact environnemental et social ou une nouvelle évaluation d’impact sur le patrimoine.

Que le projet soit neuf, ait été prolongé ou ait fait l'objet d'un repowering, les évaluations d'impact doivent être effectuées avec la même rigueur. Cela garantit la cohérence de la sauvegarde de la VUE du bien du patrimoine mondial sur l'ensemble du cycle de vie du projet, de son développement à son renouvellement en passant par son exploitation.

Le démantèlement n'est pas une stratégie d'atténuation suffisante

Il est important de souligner que, si un projet éolien ou solaire – ou ses infrastructures de transmission – a des effets négatifs sur les attributs qui véhiculent la VUE, la possibilité d'un démantèlement ultérieur n'est pas considérée comme une mesure d'atténuation. L'argument selon lequel l'installation est seulement temporaire n'est pas une justification acceptable pour approuver un projet qui pourrait avoir des conséquences irréversibles.

En revanche :
- Les impacts négatifs potentiels doivent être abordés en amont, dès la première évaluation et la phase de conception.
- Les moyens de restauration doivent être explorés dans le cadre même de l'évaluation d'impact.
- Aucune supposition quant au caractère réversible du projet ne peut être faite en l'absence de preuves claires et d'une planification appropriée.
La réversibilité et le repowering ne doivent jamais être pris pour acquis dans le contexte du patrimoine mondial. Chaque proposition doit être évaluée sur la base d'une compréhension précise du cycle de vie dans son ensemble et de ses effets potentiels sur les valeurs qui sous-tendent la protection internationale dont bénéficie le site. C'est seulement en menant des évaluations cohérentes et reposant sur des éléments probants que nous pouvons concilier les besoins en matière de développement des énergies propres avec la responsabilité constante de protéger le patrimoine mondial pour les générations futures.
Repowering et patrimoine mondial expand_more

En 2023, l'Union européenne a mis à jour sa directive sur des énergies renouvelables (2023). Elle stipule que les pays de l'Union européenne doivent désormais simplifier et accélérer le processus d'approbation des travaux de mise à niveau, appelés repowering, sur les installation d’énergie renouvelable existantes, comme les parcs éoliens. Même si ces travaux doivent être assortis d’un permis officiel, le processus doit être plus rapide puisque le terrain a déjà été affecté à la production d'énergie éolienne.

Selon WindEurope, grande organisation du secteur de l’éolien, lors de l'évaluation d’impact environnemental de nouvelles éoliennes, la comparaison doit être faite avec le site existant, et non pas avec un site sur lequel aucune éolienne n'a jamais été installée (un site « vierge »).

Cependant, dans le contexte du patrimoine mondial, ce processus accéléré ne doit pas conduire à sauter des étapes importantes. Si un projet de repowering est lancé à proximité d’un bien du patrimoine mondial, une évaluation d'impact en bonne et due forme doit avoir lieu. L'objectif doit être d'examiner de quelle manière le site rénové pourrait modifier la valeur universelle exceptionnelle du bien, en commençant par examiner la déclaration officielle de cette valeur. L’évaluation doit également déterminer s’il est préférable de démanteler le site entièrement et de remettre le terrain en état plutôt que de lancer une opération de repowering.

Mise hors service : démantèlement, enlèvement, réutilisation, réhabilitation/restauration, recyclage et récupération

La mise hors service est le processus qui consiste à retirer toutes les infrastructures d’énergie éolienne ou solaire d’une zone. Cette phase consiste à démanteler et à enlever les systèmes nécessaires à la production d’énergie éolienne ou solaire et toutes les autres infrastructures de raccordement, puis à traiter et recycler les déchets et les matériaux. À la suite de ce processus, dans l’idéal la zone doit être entièrement nettoyée et le terrain doit être remis dans son état d'origine. L’ampleur des travaux d’enlèvement et de réhabilitation pendant cette phase dépend en grande partie des politiques nationales en vigueur et de l'existence ou non de directives nationales spécifiques pour le démantèlement et la démolition des éoliennes et autres infrastructures spécifiques du projet. Sauf indication contraire, le site doit être remis en état pour redevenir « vierge ».

Un plan de mise hors service détaillé est normalement un élément obligatoire de la proposition de projet d'énergie renouvelables à grande échelle, qui est examinée et approuvée dans le cadre du processus de demande de permis. Ce plan doit également porter sur l’enlèvement des installations et préciser la répartition des responsabilités et des frais entre les différents acteurs concernés. Le plan reflète généralement les contrats régissant l'utilisation des terres et les points de raccordement au réseau, et se réfère aux conditions imposées par les autorités locales, par le biais des permis de construire ou de démolir, ainsi qu'à la législation nationale, régionale ou locale pertinente. En conséquence, les permis, contrats et plans relatifs à l'énergie renouvelable doivent inclure des dispositions pour l’enlèvement des infrastructures et la restauration du terrain dans son état d'origine après la mise hors service définitive du parc éolien ou de la ferme solaire et, le cas échéant, des installations auxiliaires.

Une part relativement faible mais croissante des modules photovoltaïques atteint la fin de sa durée de vie économique. Si certains panneaux mis hors service sont endommagés ou défectueux et doivent être mis au rebut, un certain nombre d'entre eux sont encore en bon état et pourraient encore jouer un rôle dans la transition mondiale vers l’énergie propre. Par conséquent, le secteur du solaire concentre de plus en plus ses efforts sur le développement de méthodes efficaces permettant de trier, de réparer et de réaffecter ces composants. C'est un enjeu de plus en plus important car les activités de repowering se développent : de nombreux systèmes photovoltaïques sont remplacés, plus souvent pour des raisons économiques que pour des problèmes techniques. La réutilisation de modules photovoltaïques ou d'onduleurs en état de marche permet de réduire les déchets et la pollution tout en créant de nouvelles opportunités économiques. En outre, cela va dans le sens du respect des obligations réglementaires (notamment la directive-cadre relative aux déchets de l'Union européenne) et renforce l'engagement du secteur en faveur des principes fondamentaux de la durabilité et de l'économie circulaire. Cependant, en 2025, il n'existe pas encore de normes ou de spécifications techniques établies concernant la réutilisation des modules photovoltaïques. Elles sont toutefois en cours d’élaboration.
Lignes directrices relatives à la mise hors service des projets d'énergie renouvelable expand_more
Des entreprises responsables du secteur des énergies renouvelables prennent des mesures pour réduire l'impact environnemental des installations éoliennes et solaires une fois qu'elles ont atteint leur fin de vie utile.
- WindEurope a publié en 2020 un guide sur la mise hors service des éoliennes terrestres, qui sert lorsque les règles nationales en la matière sont insuffisantes.
- SolarPower Europe a publié en 2024 un ensemble de bonnes pratiques de gestion de la fin de vie des systèmes solaires photovoltaïques au sol.
Dans d’autres régions :
Cependant, de telles lignes directrices officielles sont encore rares en Afrique, en Asie et en Amérique du Sud. Plusieurs pays travaillent actuellement à l’élaboration de normes nationales.
Retrait des installations éoliennes et solaires expand_more
Quels les éléments à prendre en compte pour les biens du patrimoine mondial ?

En règle générale, les parcs éoliens et les fermes solaires fonctionnent efficacement pendant 25 à 30 ans. Mais la planification de ce qui va se passer ensuite, y compris en ce qui concerne la restauration du terrain, doit commencer avant même le début des travaux de construction.

Pour le patrimoine mondial, cela signifie que :
- L’évaluation d'impact du projet doit étudier la mesure dans laquelle les différentes phases (construction, exploitation et mise hors service) sont susceptibles de modifier la valeur universelle exceptionnelle d’un bien et ses principaux attributs.
- Des plans d'atténuation et de restauration doivent être élaborés le plus tôt possible et figurer dans :
Ces documents doivent :
- être communiqués à toute les parties prenantes concernées (gestionnaires de sites, autorités locales, sous-traitants)
- être appliqués tout au long du cycle de vie projet, en particulier pendant la phase de mise hors service.
➔ Voir le chapitre : Évaluation des impacts

À la fin de la vie d'un projet, l'opérateur doit faire en sorte que le retrait des installations ne nuise pas aux attributs qui donnent sa valeur à un bien du patrimoine mondial situé à proximité. Les travaux de restauration doivent être entrepris avec soin et de manière responsable pour respecter ces critères.

Publié en 2025 par l’Organisation des Nations Unies pour l’éducation, la science et la culture, 7, place de Fontenoy, 75352 Paris 07 SP, France, sous la licence CC-BY-NC-SA 3.0 IGO

Comprendre les énergies renouvelables

Que sont les énergies renouvelables ? expand_more

Éléments essentiels sur l'énergie éolienne expand_more

Qu’est-ce que l’énergie éolienne ?

Comment l’énergie est-elle produite par le vent ?

Composantes d’une infrastructure d’énergie éolienne

Éoliennes

Impacts potentiels des projets d’énergie éolienne sur le patrimoine mondial

Éléments essentiels sur l'énergie solaire expand_more

Qu’est-ce que l’énergie solaire ?

Production d’énergie photovoltaïque

Composants des systèmes solaires photovoltaïques

Systèmes solaires photovoltaïques connectés aux réseaux publics

Systèmes solaires photovoltaïques autonomes, hors réseau

Systèmes photovoltaïques intégrés au bâti (BIPV)

Systèmes agrivoltaïques

Systèmes solaires photovoltaïques en milieu aquatique (agrivoltaïque/photovoltaïque flottant)

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Chauffage solaire de l’eau

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Éléments essentiels sur les infrastructures de transmission expand_more

Composants de l'infrastructure de transmission

Câbles

Lignes de transmission et de distribution

Transformateurs et Postes électriques

Routes et voies d’accès

Cycle de vie des énergies renouvelables expand_more

De la planification à la mise en service

Exploitation et maintenance

Différentes options pour la fin de vie d’une installation

Extension de la durée de vie

Repowering

Le cadre réglementaire et les restrictions environnementales.

Mise hors service : démantèlement, enlèvement, réutilisation, réhabilitation/restauration, recyclage et récupération

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