PARC ÉOLIEN «TOUS-VENTS»

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1 PARC ÉOLIEN «TOUS-VENTS» Évaluation des effets d ombres clignottantes Sur mandat de Alpiq EcoPower Suisse SA KohleNusbaumer SA Version Janvier

2 Numéro de la version Date de l édition Version janvier 2015 Version août 2013 Version juin 2013 Version mai 2013 Version août 2012 Version décembre 2010 Alpiq EcoPower Suisse SA c/o Alpiq Suisse SA Chemin de Mornex 10 Case postale Lausanne Tél KohleNusbaumer SA Chemin de Mornex 10 Case postale Lausanne Tél info@kn-sa.ch 2

3 Table des matières 1. Introduction Situation Recommandations en matière de projection d ombres Immissions d ombres clignotantes Emplacements des éoliennes et des récepteurs Hypothèses pour le calcul de projection des ombres clignotantes Ensoleillement moyen mensuel du site Distribution des phases de vent Orientation annuelle des éoliennes Résultats Mesures Conclusions Généralités Mesures prévues Remarques Annexes Emplacement des éoliennes et des récepteurs Durée d ensoleillement absolue en Suisse (MétéoSuisse) en pourcents du temps de la journée Calendrier graphique des ombres portées Cartes des isolignes d ombre en heures par année (durée probable) Cartes des isolignes d ombre en minutes par jour (cas le plus défavorable) Cartes des isolignes d ombre en minutes par jour (durée probable) Calendrier des ombres portées pour le récepteur R Calendrier des ombres portées pour le récepteur R

4 1. Introduction Le projet «Tous-Vents» a pour objectif la réalisation d un parc éolien dans la région du Grand Bois d Essertines. Il s étend sur les communes d Essertines-sur-Yverdon, d Orzens, de Pailly et d Ursins. Le projet prévoit l implantation de sept éoliennes d une puissance unitaire de 3 à 4 MW. Ces sept éoliennes devraient produire environ 57 millions de kwh d électricité renouvelable par année, correspondant à la consommation électrique de près de 15'000 ménages. Le développement de parcs éoliens s inscrit dans la volonté cantonale de développer la production d énergie renouvelable. Ce projet éolien possède la particularité de se situer proche des centres de consommation. Dans le cadre de la procédure de Plan Partiel d Affectation (PPA) relative au projet, le bureau KohleNusbaumer SA a été mandaté par Alpiq EcoPower Suisse SA pour effectuer une étude d impact sur les effets de projection d ombres clignotantes devant s inscrire dans le rapport d impact sur l environnement. L objectif de ce rapport est d évaluer les effets de projection d ombres sur les habitations et locaux d exploitation présents à proximité du parc éolien. La rotation des pales entraîne une interruption périodique de la lumière du soleil (dit effet stroboscopique) qui peut éventuellement être désagréable. Ce phénomène peut facilement être anticipé. Il est mis en évidence lorsque le soleil est bas et lorsque le ciel est dégagé de tout nuage. Les périodes pendant lesquelles ce phénomène apparaît sont en général très courtes et il n'est perceptible qu'à proximité des éoliennes. Comme mentionné dans les Directives cantonales pour l installation d éoliennes de hauteur totale supérieure à 30 mètres 1, à défaut de législation fédérale ou cantonale, la norme allemande relative à l exposition aux ombres portées sera respectée. Des allégements sur les valeurs limites pourront être accordés pour des habitations spécifiques. L exposition journalière aux ombres clignotantes ne pourra toutefois pas excéder 60 minutes par jour. Bien que le modèle exact d éoliennes n ait pas encore été arrêté, cette étude se base, à titre d exemple, sur le modèle représentatif Enercon E-101 / 3 MW. La détermination des effets d ombres portées se base sur des projections calculées par le logiciel spécialisé standard WindPro. 1 Etat de Vaud : Direction générale de l environnement, Service du développement territorial, Service des routes, Service de la mobilité. Directives cantonales pour l installation d éoliennes de hauteur totale supérieure à 30 mètres, version 3.3, juillet

5 WindPRO version Déc 2012 Projet: Tout-vent Description : Imprimé le: / Page Installation d'éoliennes :54 / 1 Titulaire de la licence: KohleNusbaum er SA chemin de Mornex 10 CH-1003 Lausanne Nicolas Sommer / nicolas.sommer@kn-sa.ch 2. Situation Calculé : Ve rs io n pr ov is o ire av ril Le projet s inscrit sur le territoire des communes d Essertines-sur-Yverdon, Orzens, Pailly et Ursins, :12/ sur la colline allongée s étendant des villages de Vuarrens à Ursins à environ 680 m d altitude SHADOW - Carte (Figure 1). Calcul: Calcul ombre E-101 / 3 MW (135m) Figure 1 : Situation du projet. Emplacements des éoliennes (rouges) et des récepteurs (jaunes) m Carte : Tous_vents, Echelle d'impression 1:35 000, Centre de la carte LV03 Est: Nord: Nouvelle-éolienne Récepteur-d'ombres durée du10, papillotement: niveau: CONTOURLINE_Tout-vent_0.w WindPRO est un produit d'emd International Carte A/S, Niels Jernesvej DK-9220 Aalborg Courbes Ø, Tlf de , Fax , windpro@emd.dk po (1) 5

6 3. Recommandations en matière de projection d ombres Il n existe pas de base légale en matière d ombres clignotantes au niveau national. En Allemagne, une norme fixe à 30 heures par an la limite maximale de projection d'ombres réelle. Selon cette norme, il faut calculer le nombre d'heures de projection d'ombres à partir des heures où la propriété est effectivement utilisée par des personnes. Comme mentionné dans les Directives cantonales pour l installation d éoliennes de hauteur totale supérieure à 30 mètres, à défaut de législation fédérale ou cantonale, la norme allemande relative à l exposition aux ombres portées sera respectée. Des allégements sur les valeurs limites pourront être accordés pour des habitations spécifiques. L exposition journalière aux ombres clignotantes ne pourra toutefois pas excéder 60 minutes par jour. Normes et recommandations Durée d exposition maximale en heures par an Durée d exposition maximale en minutes par jour Vaud Vaud avec allégements 30 h/an 30 h/an 30 min/j 60 min/j Pour la recommandation des heures par an, il s agit de prendre la durée probable de la projection d ombres clignotantes. Le calcul de cette durée probable tient compte de la météorologie, de la présence ou de l absence de vent, de l orientation du rotor par rapport aux récepteurs. La recommandation des minutes par jour prend en compte le cas le plus défavorable, où aucune déduction ne peut être faite : ensoleillement toute la journée, vent suffisant pour faire tourner les éoliennes et rotor face au récepteur. 6

7 4. Immissions d ombres clignotantes Emplacements des éoliennes et des récepteurs La carte en annexe 8.1 permet de situer les éoliennes et les différents récepteurs considérés dans l analyse. Ces récepteurs sont les bâtiments (habitations ou locaux d exploitation) potentiellement concernés par le projet. La description des emplacements des éoliennes et des récepteurs est donnée dans le Tableau 1 ci-dessous. Les distances entre lieux d émission et récepteurs sont reportées dans le Tableau 2. Tableau 1 : Coordonnées des emplacements des éoliennes (E) et des récepteurs d ombre (R). Point E [m] N [m] Altitude [m] Utilisation E1 Eolienne Terrain agricole E2 Eolienne Terrain agricole E3 Eolienne Terrain agricole E4 Eolienne Terrain agricole E5 Eolienne Terrain agricole E6 Eolienne Terrain agricole E7 Eolienne Terrain agricole R1 Le Puble Habitation R2 Nonfoux Habitation R3 La Croix Habitation R4 La Verne Habitation R5 La Croix-Pailly Habitation R6 Pailly Centre du village R7 La Motte Habitation R8 Vuarrengel Habitation R9 Chalets Habitation R10 Chauchy I Habitation R11 Chauchy II Habitation R12 Haute Fin Habitation R13 Gros Champs Habitation R14 Orzens centre Centre du village R15 Salagnon Habitation R16 Essertines centre Centre du village Tableau 2 : Distances [m] des récepteurs par rapport aux éoliennes et distance minimale. E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 Distance minimale [m] R1 Le Puble R2 Nonfoux R3 La Croix R4 La Verne R5 La Croix-Pailly R6 Pailly R7 La Motte R8 Vuarrengel R9 Chalets R10 Chauchy I R11 Chauchy II R12 Haute Fin R13 Gros Champs R14 Orzens Centre R15 Salagnon R16 Essertines centre

8 Hypothèses pour le calcul de projection des ombres clignotantes Les effets d ombres portées ont été calculés à l aide du logiciel WindPro Sept Les hypothèses suivantes sont utilisées pour les calculs (h/an et min/jour) : La distance maximale pour le calcul de l ombre est de mètres autour de chaque éolienne. Les résolutions temporelles et spatiales utilisées pour le calcul sont respectivement de 1 minute et de 10 mètres. La hauteur minimale du soleil au-dessus de l horizon est de 3. Les récepteurs d ombres sont considérés comme des objets ponctuels omnidirectionnels (non orientés). Les récepteurs d ombres sont considérés comme des objets ponctuels omnidirectionnels (non orientés). La distribution des vents utilisée provient des mesures réalisées sur le site. 2 Le calcul est réalisé pour des éoliennes du type Enercon E-101 / 3 MW, de 101 m de diamètre et de 135 m de hauteur de mât. Pour le nombre d heures annuelles de projection des ombres clignotantes (h/an), les hypothèses suivantes sont également prises en compte : L ensoleillement moyen mensuel du site est donné par MétéoSuisse (moyenne sur 40 ans). L orientation de l éolienne est considérée dans le calcul (distinction de 16 secteurs ayant chacun une probabilité de provenance de vent). L ombre n est pas dérangeante pour la population lorsque l éolienne ne tourne pas (les périodes dont les vitesses de vent sont inférieures à 2,5 m/s sont exclues, vitesses considérées à 135 m de hauteur). Ensoleillement moyen mensuel du site L ensoleillement moyen mensuel du site est pris comme équivalent à celui mesuré à Nyon par MétéoSuisse depuis 40 ans (Annexe 8.2). Cette station de mesure est représentative de l ensoleillement de la région du parc éolien. La probabilité d avoir du soleil sur le site éolien est donnée pour chaque mois dans le Tableau 3. Tableau 3 : Probabilité mensuelle d avoir du soleil sur le site éolien, en %. Moyennes sur 40 ans. Jan Fév Mar Avr Mai Juin Juil Aoû Sep Oct Nov Déc Distribution des phases de vent Comme l ombre portée n est pas considérée comme dérangeante pour la population lorsque les éoliennes ne tournent pas, ces périodes doivent être retranchées du calcul de probabilité de la projection d ombres clignotantes. La distribution des phases de vent permet de connaître la proportion du temps ou les éoliennes ne tournent pas. Cette situation se produit quasiment pour tout modèle d éolienne lors de vents compris entre 0 m/s et 2,5 m/s. 2 D après KohleNusbaumer SA, «Tous-Vents Mesures de vent et prévision énergétique pour le parc éolien Tous-Vents», 30 juin

9 Les distributions ci-dessous sont extraites des mesures SODAR effectuées sur le site pour une hauteur de 135 m. 10% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% 0% Figure 2 : Distribution des différentes phases de vitesses de vent à Pailly à 135 m durant la période de mesure SODAR. Tableau 4 : Fréquence d apparition des différentes phases de vitesses de vent sur une année normalement ventée (135 m). Vitesse [m/s] Fréquence d apparition annuelle [%] 0-2,5 12,4 2,5-3,5 7,7 3,5-4,5 8,6 4,5-5,5 9,3 5,5-6,5 9,4 6,5-7,5 8,5 7,5-8,5 8,5 8,5-9,5 7,0 9,5-10,5 5,8 10,5-11,5 5,0 11,5-12,5 4,0 12,5-13,5 3,2 > 13,5 10,7 Il ressort de ces distributions que durant 12,4 % du temps dans l année les éoliennes ne tournent pas et donc ne projettent pas d ombres clignotantes sur les récepteurs. 9

10 Orientation annuelle des éoliennes Comme l incidence d une ombre portée clignotante dépend de l orientation de l éolienne par rapport au récepteur, il y a lieu de connaître la distribution des orientations des rotors. En effet, un rotor tournant perpendiculairement au récepteur peut projeter une ombre sur celuici, mais elle ne sera pas clignotante, donc considérée comme non dérangeante. Le Tableau 5 donne la distribution des directions du vent pour le site éolien. Tableau 5 : Distributions des directions de vent pour le site éolien, basées sur 6 mois de mesure SODAR à Pailly. Secteur [deg] Direction Distribution [%] N 1, NNE 4, NE 24, ENE 17, ENE 3, ESE 1, SE 1, SSE 1, S 1, SSO 5, SO 21, OSO 6, O 3, ONO 3, NO 1, NNO 1,7 10

11 5. Résultats Aux valeurs calculées par WindPro sont retranchées les périodes durant lesquelles les éoliennes ne tournent pas, selon le chapitre 4.4. Le Tableau 6 présente les résultats finaux des calculs de projection d ombre, en tenant compte des 12,4 % du temps où les éoliennes ne tournent pas uniquement pour la durée probable d exposition. L annexe 8.3 montre le Calendrier graphique de l ombre engendrée par les éoliennes sur les récepteurs. Tableau 6 : Résultats des calculs d ombres projetées clignotantes sur les différents récepteurs. Les résultats finaux en h/an prennent en compte l ensemble des hypothèses du chapitre 4.2. Ceux en min/jour considèrent le cas le plus défavorable et ne font aucune déduction. Récepteur Durée probable d exposition Cas le plus défavorable Respect des recommandations vaudoises Respect des recommandations vaudoises avec allégement [h/an] [min/j] [h/an] [min/j] [h/an] [min/j] R1 6 :57 31 Oui Non* Oui Oui R2 5 :06 26 Oui Oui Oui Oui R3 0 :00 0 Oui Oui Oui Oui R4 12 :54 41 Oui Non Oui Oui R5 7 :47 30 Oui Oui Oui Oui R6 4 :15 22 Oui Oui Oui Oui R7 2 :16 24 Oui Oui Oui Oui R8 1 :30 22 Oui Oui Oui Oui R9 0 :00 0 Oui Oui Oui Oui R10 0 :00 0 Oui Oui Oui Oui R11 0 :00 0 Oui Oui Oui Oui R12 9 :56 34 Oui Non* Oui Oui R13 3 :30 38 Oui Non** Oui Oui R14 9 :07 32 Oui Non* Oui Oui R15 0 :58 23 Oui Oui Oui Oui R16 1 :36 13 Oui Oui Oui Oui * Respect garanti, l exposition étant en réalité plus faible qu en théorie. ** Respect garanti, le petit cabanon se trouvant immédiatement derrière une haie imposante. De faibles dépassements des recommandations maximales journalières sont calculés pour les récepteurs R1, R12 et R14, alors qu ils sont plus importants pour R4 et R13. En pratique, seul R4 pourrait être exposé aux ombres portées clignotantes plus de 30 min/j. Les annexes 8.4 à 8.6 présentent les isolignes des durées de projection d ombre pour le parc éolien. Les durées en minutes maximales par jour sont données pour le pire des cas, ensoleillement à cent pourcent, plan du rotor toujours orienté perpendiculairement au récepteur et éolienne toujours en rotation. La carte des heures par an selon le cas probable montre une nette diminution des durées d expositions et garantit le respect des recommandations pour tous les récepteurs. 11

12 6. Mesures Divers facteurs puissent contribuer à une baisse significative des temps d exposition des récepteurs aux effets d ombres clignotantes (orientation des bâtiments, présence d obstacles). Ainsi, les effets d ombres clignotantes ne gêneront pas la population dans son bien-être, les distances des éoliennes aux habitations étant importantes pour ce projet et la configuration du parc limitant drastiquement les projections d ombre. Afin de respecter les recommandations vaudoises pour R4, les éoliennes E4 et E5 (voir annexe 8.7) pourraient être équipées d un système d arrêt automatique de la machine en cas de dépassement des limites d exposition aux ombres portées clignotantes. Si l allégement est octroyé pour ce récepteur, les recommandations pourront être respectées sans l utilisation des systèmes d arrêt automatiques, qui engendrent une perte de production électrique pour les éoliennes. 7. Conclusions Généralités La durée d exposition annuelle aux ombres clignotantes de tous les bâtiments considérés dans cette étude est sans exception en-dessous des valeurs maximales fixées par la recommandation vaudoise. Concernant la durée de l exposition journalière, la valeur limite est respectée pour la grande majorité des récepteurs considérés comme sensibles, si ce n est pour R4 (La Verne) et R13 (Gros Champs), où la limite est dépassée de 11 et 8 minute, respectivement. Les dépassements calculés pour les récepteurs R1, R12 et R14 sont faibles et ne seront dans la pratique pas atteints. De même pour R13, la situation du cabanon, proche d une lisière lui cachant le parc éolien (Figure 3), garantit que ce dernier ne sera pas impacté par l ombre projetée du projet (voir aussi annexe 8.8). Figure 3 : Le récepteur R13 est un cabanon niché en lisière d un petit bois faisant office d écran aux éventuelles ombres clignotantes projetées par l éolienne la plus proche. 12

13 L orientation des bâtiments n a pas été prise en compte dans cette analyse. Pour chaque récepteur, l ombre provenant de toutes les directions est ainsi considérée. La forêt a également un impact sur les résultats de la modélisation et n a pas été prise en compte. Ces paramètres ménagent donc une marge de sécurité importante dans les résultats de cette étude. L obtention d un allégement tel que prévu dans les Directives cantonales pour l installation d éoliennes pour le récepteur R4 (Figure 4) permet de respecter en tout point d immission les recommandations. Figure 4 : Photographie du récepteur R4 La Verne. Vue depuis le sud-ouest. Mesures prévues Les mesures pouvant être prises sont décrites au chapitre 6. Remarques Le bureau KohleNusbaumer SA confirme par la présente avoir exécuté son mandat selon ses meilleures connaissances et sur la base de l état des connaissances. Les Directives cantonales pour l installation d éoliennes de hauteur totale supérieure à 30 mètres ont été suivies dans le cadre de cette étude. 13

14 WindPRO version Déc 2012 Projet: Tout-vent Description : Imprimé le: / Page Installation d'éoliennes :54 / 1 Titulaire de la licence: KohleNusbaum er SA chemin de Mornex 10 CH-1003 Lausanne Nicolas Sommer / nicolas.sommer@kn-sa.ch 8. Annexes Calculé : :12/ SHADOW - Carte Emplacement des éoliennes et des récepteurs Ve rs io n pr ov is o ire av ril Calcul: Calcul ombre E-101 / 3 MW (135m) m Carte : Tous_vents, Echelle d'impression 1:35 000, Centre de la carte LV03 Est: Nord: Nouvelle-éolienne Récepteur-d'ombres durée du10, papillotement: niveau: CONTOURLINE_Tout-vent_0.w WindPRO est un produit d'emd International Carte A/S, Niels Jernesvej DK-9220 Aalborg Courbes Ø, Tlf de , Fax , windpro@emd.dk po (1) 14

15 Durée d ensoleillement absolue en Suisse (MétéoSuisse) en pourcents du temps de la journée 15

16 Calendrier graphique des ombres portées 16

17 WindPRO version Déc 2012 Projet: Des c ription : Imprimé le: / Page Tout-vent Installation d'éoliennes :48 / 1 Titulaire de la lic enc e: KohleNusbaumer SA chemin de Mornex 10 CH-1003 Lausanne Nicolas Sommer / nicolas.sommer@kn-sa.ch Cartes des isolignes d ombre en heures par année (durée probable) Calc ulé : :42/ Carte des isolignes d ombre en heures par année (cas le plus probable). Eoliennes de 101 m SHADOW - Carte de diamètre et de 135 m de mât. Calcul: Copy of Calcul ombre E-101 / 3 MW (135m), cas probable Heures par an, Durée probable Ve rs io n pr ov is o ire av ril m Carte : Tous_vents, Echelle d'impression 1:35 000, Centre de la carte LV03 Est: Nord: Nouvelle-éolienne Récepteur-d'ombres Carte durée du papillotement: Courbes de niveau: CONTOURLINE_Tout-vent_0.wpo (1) WindPRO est un produit d'emd International A/S, Niels Jernesvej 10, DK-9220 Aalborg Ø, Tlf , Fax , windpro@emd.dk 17

18 WindPRO version Déc 2012 Projet: Tout-vent Description : Imprimé le: / Page Installation d'éoliennes :52 / 1 Titulaire de la licence: er SA Cartes des isolignes d ombre en minutes par jourkohlenusbaum (cas le plus chemin de Mornex 10 CH-1003 Lausanne défavorable) Nicolas Sommer / nicolas.sommer@kn-sa.ch Carte des isolignes d ombre maximale en minutes par jour (cas le plus défavorable). Eoliennes 11:12/ de 101 m de diamètre et de 135 m de mât. SHADOW - Carte Calculé : Calcul: Calcul ombre E-101 / 3 MW (135m) 15 Nb max de minutes par jour, Pire des cas 5 Minute(s) 10 Minute(s) 30 Minute(s) Ve rs io n pr ov is o ire av ril Minute(s) m Carte : Tous_vents, Echelle d'impression 1:35 000, Centre de la carte LV03 Est: Nord: Nouvelle-éolienne Récepteur-d'ombres Carte durée du papillotement: Courbes de niveau: CONTOURLINE_Tout-vent_0.w po (1) WindPRO est un produit d'emd International A/S, Niels Jernesvej 10, DK-9220 Aalborg Ø, Tlf , Fax , windpro@emd.dk 18

19 WindPRO version Déc 2012 Projet: Tout-vent Description : Imprimé le: / Page Installation d'éoliennes :22 / 1 Titulaire de la licence: KohleNusbaum er SA chemin de Mornex 10 CH-1003 Lausanne Nicolas Sommer / nicolas.sommer@kn-sa.ch Cartes des isolignes d ombre en minutes par jour (durée probable) Calculé : :42/ Carte des isolignes d ombre maximale en minutes par jour (durée probable). Eoliennes de 101 SHADOW - Carte m de diamètre et de 135 m de mât. Calcul: Copy of Calcul ombre E-101 / 3 MW (135m), cas probable Nb max de minutes par jour, Durée probable Ve rs io n pr ov is o ire av ril m Carte : Tous_vents, Echelle d'impression 1:35 000, Centre de la carte LV03 Est: Nord: Nouvelle-éolienne Récepteur-d'ombres Carte durée du papillotement: Courbes de niveau: CONTOURLINE_Tout-vent_0.w po (1) WindPRO est un produit d'emd International A/S, Niels Jernesvej 10, DK-9220 Aalborg Ø, Tlf , Fax , windpro@emd.dk 19

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21 M: R13 N: R14 Heure Heure 21:00 20:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 09:00 08:00 07:00 06:00 21:00 20:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 09:00 08:00 07:00 06:00 jan jan Eoliennes Fév Fév mar mar 1: E1 2: E2 Avr Avr Mai Mai Juin O: R15 Juin Juil Mois Juil Mois Aoû Aoû sep sep oct oct 3: E3 4: E4 nov nov Déc Déc jan jan Heure Heure 21:00 20:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 09:00 08:00 07:00 06:00 21:00 20:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 09:00 08:00 07:00 06:00 jan jan Fév Fév mar mar 5: E5 6: E6 Avr Avr Mai Mai Juin P: R16 Juin Juil Mois Juil Mois Aoû Aoû sep sep oct oct 7: E7 nov nov Déc Déc jan jan 21

22 Calendrier des ombres portées pour le récepteur R4 22

23 23

24 Calendrier des ombres portées pour le récepteur R13 24