Eolien : fonctionnement, filière et chiffres clés

Par Florian Tostivint

Responsable éditorial - énergie

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L’énergie éolienne transforme la force du vent en électricité. Le fonctionnement des éoliennes repose sur la conversion de l’énergie cinétique en énergie mécanique puis électrique. Bien que renouvelable et propre, sa production reste intermittente. Le coût de production varie entre l’éolien terrestre, plus accessible, et l’éolien offshore, plus coûteux mais plus performant. Dans le monde, l’éolien connaît une croissance continue, avec une capacité installée en augmentation et une contribution croissante à la production d’électricité.

Qu'est-ce que l'énergie éolienne ?

L’énergie éolienne est une forme d’énergie renouvelable qui utilise la force du vent pour produire de l’électricité grâce à des éoliennes. Son fonctionnement repose sur des turbines entraînées par le vent, mais son facteur de charge varie selon les sites, influençant la rentabilité des installations. Le coût de production diffère entre l’éolien terrestre, moins cher, et l’éolien offshore, plus coûteux mais plus efficace grâce à des vents plus réguliers.

L'énergie du vent

L’énergie contenue dans le vent est le résultat du réchauffement inégal de la surface terrestre par le soleil, créant des différences de pression atmosphérique. Ces mouvements d’air se traduisent par une force cinétique exploitable par des dispositifs spécifiques. La conversion de cette énergie en électricité repose sur des technologies qui captent, transforment et optimisent le rendement de l’énergie éolienne.

Principes de fonctionnement

Une éolienne capte l’énergie cinétique du vent grâce à ses pales, qui tournent sous l’effet du flux d’air. Ces pales sont fixées à un moyeu, lui-même relié à un rotor, qui transmet l’énergie mécanique à un multiplicateur chargé d’augmenter la vitesse de rotation. Le rotor entraîne un multiplicateur de vitesse qui amplifie la vitesse de rotation avant de transmettre l’énergie mécanique au générateur électrique ; sauf dans certaines éoliennes récentes à entraînement direct depuis le rotor.

Cette énergie est ensuite convertie en électricité par un générateur, logé dans la nacelle, qui abrite également les systèmes de contrôle et de régulation. La régulation du fonctionnement passe par des systèmes de contrôle qui ajustent l’orientation et la vitesse des pales. Ces systèmes assurent une sécurité opérationnelle, notamment en cas de vents trop violents et optimisent la captation lorsque les conditions sont favorables.

L’ensemble est monté sur un mât, permettant d’optimiser la captation du vent en hauteur. Une girouette et un anémomètre, situés sur la nacelle, mesurent la direction et la vitesse du vent pour ajuster l’orientation de l’éolienne. Enfin, l’électricité produite est acheminée via des câbles électriques jusqu’à un transformateur, qui adapte la tension pour son injection dans le réseau.

Avantages et inconvénients

Les avancées technologiques, les économies d’échelle et les aides publiques permettent de réduire progressivement ces coûts, ce qui rend l’énergie éolienne compétitive face aux sources d’énergie traditionnelles et favorise son développement.

Cependant, l'électricité éolienne reste une énergie intermittente : elle ne pourra donc jamais subvenir seule aux besoins en électricité d'un pays.

Avantages :

• Renouvelable et inépuisable : le vent est une ressource naturelle constamment renouvelée, garantissant une production d’énergie sur le long terme.
• Réduction des émissions : l’exploitation de l'éolien permet de limiter l'intensité carbone nationale (seulement 13g CO₂eq/kWh produit) en substituant les énergies fossiles dans le mix électrique.
• Coûts de fonctionnement faibles : une fois les installations mises en place, les coûts de maintenance et d’opération restent relativement bas.
• Création d’emplois locaux : le développement des parcs éoliens stimule l’économie régionale et favorise l’emploi dans les zones rurales.

Inconvénients :

• Intermittence : la variabilité du vent entraîne une production d’énergie fluctuante, nécessitant des adaptations sur le réseau et sur le marché électrique.
• Coûts d'installation : ces projets sont coûteux et le seraient davantage encore sans les subventions publiques, payées par tous.
• Impact paysager : l'installation d'éoliennes peut modifier le paysage et impacter la valeur foncière d'un bien, et donc susciter des oppositions locales.
• Bruit et nuisances : les éoliennes peuvent générer du bruit et perturber les habitats naturels ainsi que le bien-être des riverains.

Les types d’éoliennes

Les différents types d’éoliennes se distinguent principalement par leur lieu d'implantation et leur conception technique.

Les éoliennes se déclinent en plusieurs types :

• terrestres, installées sur des sites dégagés ;
• offshore, placées en mer pour capter des vents plus forts ;
• et dédiées à l’autoconsommation, utilisées à petite échelle pour alimenter des foyers ou des entreprises.

Ces dernières années, les modèles d’éoliennes ont évolué avec l’augmentation de la taille des rotors et la hauteur des mâts, permettant une meilleure captation du vent et un facteur de charge plus élevé. Les éoliennes offshore ont bénéficié d’innovations majeures, notamment avec le développement des éoliennes flottantes, capables d’être installées en eaux profondes pour exploiter des vents plus réguliers et puissants.

Par ailleurs, l’optimisation des matériaux et des systèmes de contrôle a permis d’améliorer la durabilité, la maintenance prédictive et l’intégration au réseau.

Sur terre

Les éoliennes terrestres sont installées sur des sites accessibles et bénéficient d’un entretien facilité par la proximité des infrastructures. Elles sont souvent placées sur des terrains dégagés afin d’optimiser la captation du vent, ce qui implique une étude préalable minutieuse des conditions locales.

La conception de ces installations tient compte des contraintes topographiques et environnementales, afin de permettre une intégration harmonieuse dans le paysage autant que faire se peut. L’ingénierie de ces systèmes se focalise sur l’optimisation de la performance et la réduction des coûts opérationnels, en s’appuyant sur des technologies éprouvées et des matériaux adaptés aux conditions terrestres.

Sur mer

Les éoliennes en mer exploitent des vents généralement plus forts et réguliers. Installées sur des plateformes marines ou sur fondations immergées, elles bénéficient de conditions atmosphériques plus optimales. La complexité technique et logistique de leur mise en œuvre requiert des compétences spécifiques en ingénierie, notamment en matière de résistance aux conditions maritimes extrêmes. 

Par ailleurs, l’impact environnemental et la cohabitation avec d’autres activités maritimes (pêche, navigation) sont soigneusement étudiés afin de minimiser les conflits d’usage.

Pour l’autoconsommation

Les éoliennes domestiques se caractérisent par des installations de plus petite échelle, adaptées aux besoins spécifiques d’un particulier ou d’une entreprise.

Ces dispositifs offrent une alternative verte pour les zones isolées ou pour les structures cherchant à réduire leur empreinte carbone. L’intégration avec des solutions de stockage et la gestion intelligente de la consommation permettent de maximiser l’efficacité et de réduire les pertes.

Les chiffres clés

Le déploiement de l’énergie éolienne est mis en évidence par la croissance soutenue de la capacité installée et de la production électrique dans tous les pays développés.

Source : World Energy Data

En France

En France, la filière éolienne connaît une dynamique encourageante, avec une puissance installée de 23,8 GW en terrestre et 1,5 GW en marin en 2024, soit un total de 25,3 GW. Les parcs éoliens sont situés dans des régions aux conditions favorables, comme les Hauts-de-France, la Bretagne, les Pays de la Loire, ou encore le Grand Est.

La production éolienne a atteint un niveau record en 2023, soit un total de 50,7 TWh, dont 48,7 TWh en terrestre et 1,9 TWh en offshore. Elle a toutefois régressé en 2024, mais soulignons le doublement de la production offshore grâce au raccordement de nouveaux parcs, qui a atteint 4 TWh. Le filière éolienne se classe toujours au 3ᵉ rang des filières de production électrique du pays, devant les centrales à gaz.

Source : Ministère de la Transition Écologique et RTE - Graphique : Selectra

Production d'électricité éolienne terrestre en France (en GWh) - source RTE

Production d'électricité éolienne en mer en France (en GWh) - source RTE

Grâce à son immense littoral et la grandeur de son pays, l’Hexagone dispose du second meilleur potentiel en Europe en termes d'énergie éolienne.

Source : Chiffres clés de la production d’électricité française en 2024 RTE - Graphique : Selectra

En ce 14 mai 2025, la production journalière provenant d'éoliennes en France s'est élevée à 27 GWh.

En Europe

Au niveau européen, l’énergie éolienne se positionne comme un pilier essentiel de la transition énergétique avec une puissance installée cumulée qui dépasse les 200 GW.

La production d’électricité issue de ces installations contribue significativement à la consommation énergétique de la région, avec des chiffres de production de plusieurs centaines de TWh annuellement. L'Allemagne (142,42 TWh) et l'Espagne (64,15 TWh) avaient encore un grand temps d'avance en 2023, et c'est toujours le cas en 2025.

Données en TWh de la production brute d'électricité d'origine éolienne - Source : EurObserv'ER, 2023 et 2024 - Graphique : Selectra

Les politiques énergétiques européennes, soutenues par des financements et des cadres réglementaires favorables, ont permis de stimuler les investissements dans le secteur. En parallèle, les initiatives transfrontalières renforcent la coopération entre les États membres pour optimiser la gestion du réseau électrique et pallier l’intermittence.

L’ensemble de ces facteurs positionne l’Europe en leader mondial dans le domaine de l’éolien.

Dans le monde

À l’échelle mondiale, l’énergie éolienne connaît une expansion rapide, avec une puissance installée cumulée qui se chiffre désormais à plus de 1000 gigawatts en 2025. La production globale d’électricité issue de cette source renouvelable s'approche des 3000 TWh. Des milliers d’éoliennes sont opérationnelles sur divers continents, illustrant la montée en puissance d’une technologie devenue incontournable.

Les investissements dans l’éolien mondial sont le plus souvent soutenus par des politiques nationales et internationales incitatives, ainsi que par des partenariats public-privé. Les avancées technologiques et la baisse des coûts de production favorisent un déploiement accéléré, notamment dans les régions bénéficiant de conditions de vent optimales.

Coûts et rendement

Le rendement moyen des éoliennes terrestres est d’environ 25 à 30 %, tandis que celui des éoliennes en mer est généralement 40 à 50 %, en raison de vents plus constants et puissants.

Coûts de production

Les projets onshore bénéficient généralement de coûts d’implantation plus faibles que ceux en mer, du fait de l’accessibilité des sites et de la logistique facilitée.

Sur terre, le coût de production de l’énergie éolienne repose sur l’investissement initial, les coûts d’installation et de maintenance.

En mer, les coûts de production sont en général plus élevés en raison des défis techniques et logistiques liés à l’installation en milieu marin. La nécessité de structures résistantes à la corrosion, l’accès difficile et les conditions climatiques extrêmes entraînent des investissements initiaux conséquents. Cependant, les parcs éoliens offshore bénéficient souvent de vents plus réguliers et puissants, ce qui compense en partie ces surcoûts.

• Éoliennes terrestres (onshore) : Coût de production moyen entre 40 et 70 €/MWh.
• Éoliennes en mer (offshore) : Coût de production moyen entre 80 et 150 €/MWh.

Facteur de charge et intermittence

Le facteur de charge représente le rapport entre l’énergie réellement produite et l’énergie théorique maximale sur une période donnée. Ce paramètre est crucial pour évaluer l’efficacité d’une éolienne et de toute source d'énergie, car il prend en compte la variabilité du vent et les périodes d’inactivité. En pratique, un facteur de charge élevé indique une exploitation optimale et une bonne adaptation aux conditions locales. L'objectif est de maximiser ce ratio en réduisant les pertes et augmentant la rentabilité des installations.

L’intermittence, inhérente à l’énergie éolienne, signifie que la production n’est pas constante et dépend directement des conditions météorologiques. Cette variabilité peut poser des défis en termes de gestion de réseau électrique, nécessitant des solutions de stockage et des systèmes complémentaires pour assurer une alimentation stable.

• Éoliennes terrestres (onshore) : Facteur de charge moyen entre 20 % et 30 %.
• Éoliennes en mer (offshore) : Facteur de charge moyen entre 40 % et 60 %.

Quelles subventions publiques ?

En France, le déploiement de l'énergie éolienne bénéficie de plusieurs mécanismes de soutiens financiers :

Obligation d'achat : ce dispositif impose à EDF d'acheter l'électricité produite par les installations éoliennes en mer à un tarif fixé par arrêté ministériel. Il est de 230 à 260 €/MWh (Tarif de l'Arrêté du 9 avril 2020 valable en 2024). Le surcoût engendré est compensé par l'accise sur l'électricité, payée par l'ensemble des consommateurs.

Complément de rémunération : introduit pour intégrer davantage les énergies renouvelables au marché, ce mécanisme permet aux producteurs éoliens terrestres de vendre leur électricité directement sur le marché tout en percevant une prime. Cette prime compense la différence entre le prix de marché et un tarif de référence, actuellement de 72 à 76 €/MWh (Tarifs de l'Arrêté du 29 décembre 2022 modifiant l'arrêté du 6 mai 2017 valables en 2024).

Pour les projets de grande envergure, notamment dans le secteur de l'éolien offshore, l'État organise aussi des appels d'offres.

La filière éolienne

La filière éolienne rassemble l’ensemble des acteurs impliqués dans la conception, la production et l’installation des éoliennes, depuis la recherche jusqu’à l’exploitation.

Quelles sont les principales entreprises du marché ?

Le marché mondial de l’éolien est dominé par plusieurs grandes entreprises. Parmi elles, Vestas est reconnue pour son expertise danoise et sa longue tradition dans l’ingénierie éolienne, lui permettant de dominer le marché davant Siemens Gamesa qui combine l’expertise allemande et espagnole pour proposer des solutions performantes. GE Renewable Energy s’appuie sur un savoir-faire américain pour développer des technologies avancées, et Goldwind le fabricant chinois qui détient déjà 10% du marché mondial.

Où en construit-on en France ?

En France, la production et l’assemblage des composants éoliens se concentrent notamment dans l’Est, en Normandie, en Bretagne et dans le Sud-Ouest, où les infrastructures logistiques et industrielles facilitent la fabrication et la maintenance. Ces pôles industriels bénéficient d’un savoir-faire régional accumulé et d’un soutien public fort, garantissant ainsi une chaîne de production robuste et compétitive.

Les considérations politiques : soutiens et rejets

Des plans nationaux et européens ont permis d’accélérer le déploiement des parcs éoliens, en favorisant la recherche, l’innovation et l’intégration au réseau électrique. Parallèlement, des concertations avec les collectivités locales et les acteurs économiques renforcent la légitimité de ces projets, malgré des débats persistants sur les enjeux environnementaux et d’urbanisme.

L’éolien fait ainsi face à des oppositions politiques et sociales, avec des partis et personnalités prônant l’abandon progressif de ces projets en raison de préoccupations liées au bruit, aux impacts paysagers et aux incertitudes sur l’intermittence. Certains élus nationaux défendent des alternatives ou des réorientations stratégiques, remettant en question les subventions et les priorités d’investissement public.

En outre, les éoliennes en Europe aggravent les congestions des réseaux électriques, notamment en Allemagne, où l'excès de production éolienne du nord ne peut être efficacement acheminé vers le sud industriel. Ces déséquilibres provoquent des flux incontrôlés vers les pays voisins, perturbant leurs réseaux et augmentant les prix de l’électricité sur les marchés. La Suède et la Norvège envisagent même de se déconnecter du système actuel, jugé inefficace. Bien que l’UE impose une révision des zones d’enchères pour limiter ces problèmes, l'Allemagne refuse actuellement toujours de diviser son marché, intensifiant les tensions énergétiques européennes.