Composition

L'éolienne la plus courante, à axe horizontal, se compose d'un mât, une nacelle et un rotor. Des éléments annexes, comme un poste de livraison pour injecter l'énergie électrique produite au réseau électrique, complètent l'installation.

Une telle éolienne se modélise principalement à partir de ses caractéristiques aérodynamiques, mécaniques et électrotechniques. En pratique, on distingue aussi le « grand éolien », qui concerne les machines de plus de 350 kW^[7], de l'éolien de moyenne puissance (entre 36 et 350 kW^[7]) et du petit éolien (inférieur à 36 kW^[7]).

Puissance théoriquement récupérable

La puissance du vent contenue dans un cylindre de section ${\displaystyle S\,}$ est :

${\displaystyle P_{cin{\acute {e}}tique}={\frac {1}{2}}.\rho .a.S.V^{3}\,}$

avec :

${\displaystyle V_{eolienne}=a.V\quad ~~0.5\leq a\leq 1.\quad ~~V_{eolienne}~~}$ : vitesse du fluide au niveau de l'éolienne ;

${\displaystyle \rho \,}$ : masse volumique de l'air (air atmosphérique sec, environ : 1,23 kg/m³ à 15 °C et à pression atmosphérique, soit 1,013 2 bar) ;

${\displaystyle V\,}$ : vitesse du vent en m/s.

Une éolienne ne permet de récupérer qu'une partie de cette puissance, car l'écoulement ne peut pas avoir une vitesse nulle après son passage à travers la turbine (dans le cas contraire, cela reviendrait à « arrêter le vent »).

Production d'énergie électrique

Du fait de l'intermittence du vent et des variations de sa puissance, on distingue deux notions :

Puissance nominale

Une des caractéristiques importantes des éoliennes est leur puissance électrique nominale. Ainsi, faire référence à une éolienne de 2 MWc (mégawatt-crête) signifie qu'elle est capable de fournir une puissance électrique maximale de 2 × 10⁶ watts. La vitesse de vent minimale pour atteindre cette puissance maximale est de l'ordre de 15 m/s, soit environ 55 km/h : en dessous de cette vitesse, l'éolienne produit moins d'énergie, mais au-dessus, la production n'est pas plus importante, et quand la vitesse du vent atteint le seuil de sécurité (souvent aux alentours de 25 à 35 m/s – 90 à 126 km/h), l'éolienne est bridée, voire mise à l'arrêt^[9]. La production réelle d'énergie électrique est donc fonction de la distribution statistique de la vitesse du vent sur le site.

Facteur de charge

Le facteur de charge est le rapport entre l'énergie électrique produite sur une période donnée et l'énergie que l'éolienne aurait produite si elle avait fonctionné à sa puissance nominale durant la même période. Cet indicateur est souvent calculé sur une année et exprimé en pour cent (%), c'est d'ailleurs le cas dans la suite de cette section. En moyenne, sur l'ensemble de l'Europe, ce facteur de charge a varié entre 17,7 et 21,0 % entre 2003 et 2008^[10], alors qu'en France il a été de 22 % pour les années 2009 et 2010^[11],[12]. En 2022, la Neue Zürcher Zeitung a calculé le facteur de charge de 18 000 éoliennes en Allemagne sur un total de 28 000. Selon le quotidien suisse, leur facteur de charge est inférieur à 20 %. Seules 15 % des éoliennes ont un facteur de charge qui dépasse 30 %. Deux seulement se trouvent dans le sud de l'Allemagne^[13].

En 2009, l'éolien représentait 1,3 % de la production mondiale d'électricité. En France, la production électrique de l'éolien représentait 1,5 % de la production totale d'électricité en 2009^[12] et 1,7 % en 2010^[11]. Au Danemark, le parc de 3 482 MW en 2009 et une production de 24 194 TJ représentaient 18,5 % de la production d'électricité (soit 2,99 % de la consommation totale d'énergie)^[14].

• Eolienne et parcs d'éoliennes
• 
  Éoliennes et lignes à haute tension près de Rye, en Angleterre.
• 
  Coucher de soleil sur le parc éolien de Guazhou, en Chine, qui comprend plus de 200 éoliennes.
• 
  Parc éolien d'Estinnes, Belgique, 11 éoliennes, vues le 10 octobre 2010.

Autres caractéristiques techniques

Pour des raisons de sécurité, il est nécessaire d'immobiliser les pales lorsque le vent est trop fort. En effet, les pales fléchissent sous la force du vent et, par vent trop fort, viendraient percuter le mât. L'inertie de la turbine est à peu près proportionnelle au cube de la longueur des pales alors que la surface résistante au vent est proportionnelle au carré de cette longueur. Les pressions exercées sur une éolienne augmentent donc très rapidement à mesure que sa taille augmente. Ainsi la longueur maximale d'une pale est-elle limitée par la résistance de ses matériaux.

Les pales de grande taille sont réalisées avec des matériaux composites à base de fibre de verre ou de carbone et une résine époxy ou polyester^[15] ; d'autres matériaux peuvent être utilisés^[16]. Les éoliennes plus petites peuvent être construites dans des matériaux moins chers, tels que la fibre de verre, l'aluminium ou le bois lamellé.

• Éléments d'une éolienne
• 
  Moyeu d'une éolienne sans pales (Enercon E-70) sur l’île de El Hierro (Canaries).
• 
  Pale sur une remorque.
• 
  Segments du mât sur remorques et embase d'une pale.
• 
  Pales de remplacement mesurant environ 15 m de long.

Les petites éoliennes sont dirigées vers le vent par un aileron arrière, à la manière d'une girouette. Les grandes éoliennes possèdent des capteurs qui détectent la direction du vent et actionnent un moteur qui fait pivoter le rotor.

Éoliennes au Texas (États-Unis).

Chaque pale en rotation se comporte comme un gyroscope, et du fait de la force de gravité qui s'exerce sur elle, elle est soumise à une force de précession qui, étant perpendiculaire à la fois à l'axe de rotation et à la force de gravité, est horizontale. Cette force de précession est donc parallèle à la pale lorsque celle-ci est horizontale, et lui est perpendiculaire lorsque la pale est verticale. À terme, ces changements cycliques de force sur les pales peuvent fatiguer et faire casser la base des pales, ainsi que l'axe de la turbine.

Éolienne de pompage, pour puiser de l'eau.

Quand une éolienne puissante possède plus d'une pale, celles-ci sont perturbées par l'air déplacé par la pale précédente. Le rendement s'en trouve réduit.

Les vibrations diminuent quand le nombre de pales augmente. En plus de fatiguer les mécanismes, certaines vibrations sont audibles et provoquent des nuisances sonores. Cependant, les éoliennes possédant moins de pales, plus grandes, fonctionnent à un nombre de Reynolds plus élevé, et sont par conséquent plus efficaces. Le prix d'une éolienne augmentant avec le nombre de pales, le nombre optimal pour un système à axe horizontal est donc de trois, car avec deux pales les problèmes de balourd seraient plus importants. En effet, le nombre de pales doit être impair pour que l'équilibrage soit optimal^[17].

Les rotors à nombre pair de pales ne nécessitent pas obligatoirement de fixer individuellement chaque pale sur un moyeu. Aussi, beaucoup d'éoliennes commercialisées ont deux pales, car il est plus facile et plus économique de fabriquer celles-ci d'un seul tenant. Les éoliennes à trois pales, plus silencieuses, doivent généralement être montées sur place.

La plupart des éoliennes artisanales possèdent deux pales, car elles sont fabriquées à partir d'une seule longue pièce de bois ou de métal, montée sur un générateur de récupération, tel qu'un alternateur de voiture ou un moteur de machine à laver.

Comme le mât produit des turbulences derrière lui, le rotor est généralement placé devant le mat. Dans ce cas, le rotor est placé assez loin en avant, et son axe est parfois incliné par rapport à l'horizontale, afin d'éviter que les pales ne viennent heurter le mât. On construit parfois des éoliennes dont le rotor est placé en aval du mât, malgré les problèmes de turbulences, car les pales peuvent ainsi être plus souples et se courber sans risquer de heurter le mât en cas de grand vent, réduisant ainsi leur résistance à l'air.

Les anciens moulins à vent sont équipés de voilures en guise de pales, mais celles-ci ont une espérance de vie très limitée. De plus, leur résistance à l'air est relativement élevée par rapport à la puissance qu'elles reçoivent. Elles font tourner le générateur trop lentement et gaspillent l'énergie potentielle du vent dont la poussée implique qu'elles soient montées sur un mât particulièrement solide. C'est pourquoi on leur préfère aujourd'hui des pales profilées rigides.

Quand une pale est en rotation, la vitesse relative du vent par rapport à la pale est supérieure à sa vitesse propre, et dépend de l'éloignement du point considéré de la pale avec son axe de rotation. Cela explique que le profil et l'orientation de la pale varient dans sa longueur. La composition des forces s'exerçant sur les pales se résume en un couple utile permettant la production d'électricité par l'alternateur, et une force de poussée axiale, répercutée sur le mât par l'intermédiaire d'une butée. Cette poussée peut devenir excessive par vent trop fort ; c'est pourquoi les éoliennes sont alors arrêtées et orientées pour offrir la moindre prise au vent.

Des essais ont été effectués (2004) pour utiliser des pales cylindriques et bénéficier de l'effet Magnus.

Type Darrieus

L'éolienne de type Darrieus repose sur l'effet de portance subi par un profil soumis à l'action d'un vent relatif, tel l'effet qui s'exerce sur l'aile d'un avion. On distingue plusieurs déclinaisons autour de ce principe, depuis le simple rotor cylindrique – deux profils disposés de part et d'autre de l'axe – jusqu'au rotor parabolique où les profils sont recourbés en troposkine et fixés au sommet et à la base de l'axe vertical. Une éolienne de ce type a fonctionné au Québec (au Parc Éole) de 1983 à 1992. De grandes dimensions (110 m de haut), le prototype s'est détérioré lors d'une rafale. Il était conçu pour fournir 4 MW avec un générateur au sol.

Type Savonius

Éolienne combinant les technologies Darrieus et Savonius, Noveol.

Éolienne à ailes rotatives Čuljak^[20] de 12 m, à Osijek, Croatie.

Le type Savonius, constitué schématiquement de deux ou plusieurs godets demi-cylindriques légèrement désaxés, présente un grand nombre d'avantages. Outre son faible encombrement, qui permet d'intégrer l'éolienne aux bâtiments sans en dénaturer l'esthétique, il est peu bruyant. Il démarre à de faibles vitesses de vent et présente un couple élevé quoique variant de façon sinusoïdale au cours de la rotation. Il existe une variante, appelée « Savonius hélicoïdal » (ou twisted Savonius en anglais), qui permet d'augmenter le rendement en proposant de façon continue une surface d'accroche au vent. Au lieu d'avoir des demi-cylindres verticaux, ceux-ci sont tordus de façon hélicoïdale autour de l'axe de rotation. Du fait de leur faible encombrement au sol, de leur bon rendement et du besoin d'un très faible vent, ils sont utilisés en ville sur les toits des maisons, sur des bateaux, comme le Hornblower Hybrid, ou encore dans la Tour de la Rivière des Perles, une tour à énergie positive. Ils sont également adaptés à une position horizontale, l'axe de rotation restant perpendiculaire au vent et non dans le profil du vent, comme les éoliennes classiques à axe horizontal.

Certain constructeurs ont également conçu des éoliennes intégrant à la fois la technologie Darrieus et la technologie Savonius en cherchant à combiner les avantages de ces deux technologies.

Une déclinaison de ce type d'éolienne est le Moulinet, dont l'anémomètre constitue une bonne illustration. Autrement, les modèles à écran masquent l'aspect « contre-productif » de l'engin. Ces modèles utilisent un système d'orientation de l'écran par rapport au vent, supprimant de fait un avantage essentiel des éoliennes à axe vertical. Finalement, l'accroissement important de la masse en fonction de la dimension rend l'éolienne de type Savonius peu adaptée à la production de grande taille dans un parc à éoliennes.

Type à voilure tournante

Le type à voilure tournante (ou panémone) est caractérisé par l'optimisation dynamique du calage des pales en temps réel. Celles-ci se comportent de la même manière que la voile d'un voilier qui ferait un cercle dans l'eau avec un vent déterminé. Les pales reproduisent ainsi fidèlement toutes les allures d'un voilier suivant leur cap tangentiel (angle) par rapport à la direction du vent. Il en résulte que la poussée tangentielle sur les bras du rotor supportant les pales est toujours optimisée. Cette forme de captation de l'énergie éolienne est très ancienne (Iran, Crète…). Ce procédé, qui a reçu la médaille d'argent au Salon international des inventions de Genève en 2006, donne lieu à plusieurs expérimentations^[21],[22].

D'autres modèles sont construits par diverses entreprises pour s'affranchir des limites dues à la taille des pales, à leur vitesse de rotation et au bruit. Le principe est celui d'un rotor d'axe vertical qui tourne au centre d'un stator à ailettes. Ce type de solution réduit considérablement le bruit tout en permettant le fonctionnement avec des vents supérieurs à 220 km/h et quelle que soit leur direction. L'encombrement total est plus faible aussi bien pour l'espace au sol que pour la hauteur. Pour une éolienne de 3 m de diamètre et 2 m de haut, une production de 8 000 kWh/an est annoncée (2007). Ce dispositif est installé seulement sur de petites éoliennes ; il modifie les efforts de l'air sur les pales. Il agit de façon à sortir le rotor du lit du vent de façon à diminuer ses effets sur les pales.

Le type à voilure tournante épicycloïde est caractérisé par des performances identiques au type Darrieus, mais avec des vitesses de rotation plus lentes et un démarrage dès 1 m/s de vent (3,6 km/h). Cette technologie est peu bruyante et peut s'intégrer en milieu urbain^[23].

Sur la terre ferme

Une éolienne de pompage dans le parc national De Alde Feanen (Pays-Bas).

Dans une installation éolienne, il est préférable de placer la génératrice sur un mât à une hauteur de plus de 10 mètres jusqu'à environ 100 m, de façon à capter des vents plus forts et moins perturbés par la « rugosité » du sol. Dans les zones où le relief est très complexe, il est possible de doubler la quantité d'énergie produite en déplaçant l'installation de seulement quelques dizaines de mètres. Des mesures in situ et des modèles mathématiques permettent d'optimiser le positionnement d'éoliennes.

Pour les zones isolées et exposées aux cyclones

Pour ces zones, des éoliennes spéciales ont été conçues : elles sont haubanées pour pouvoir être couchées au sol en 45 min et sont de plus allégées. Elles peuvent aussi résister aux tremblements de terre les plus courants. Elles ne nécessitent pas de fondations aussi profondes que les autres et se transportent en pièces détachées. Par exemple, sept éoliennes de 275 kW unitaires rendent Terre-de-Bas excédentaire en électricité, lui permettant d'en fournir à la Guadeloupe. De 1990 à 2007, 20 MW de puissance éolienne ont ainsi pu être installés en Guadeloupe. Toutes peuvent être couchées au sol et arrimées, comme ce fut le cas lors des passages des ouragans Ivan et José.

Mi-2007, il y avait environ 500 de ces éoliennes installées dans le monde, pour une puissance totale de 80 MW. La puissance des aérogénérateurs qui les équipent est passée de 30 à 275 kW en dix ans.

Pleine mer

Éoliennes en mer près de Copenhague.

À la condition qu'elles soient implantées assez loin de la côte, les éoliennes en pleine mer (offshore) entraînent moins de conséquences sur le paysage terrestre. En revanche, l'installation d'éoliennes en mer est beaucoup plus coûteuse qu'à terre : les mâts doivent être étudiés pour résister à la force des vagues et du courant, la protection contre la corrosion (particulièrement importante du fait des embruns et du sel) doit être renforcée, l'implantation en mer nécessite des engins spécialisés, le raccordement électrique implique des câbles sous-marins coûteux et fragiles, et les opérations de maintenance peuvent nécessiter de gros moyens. En contrepartie, une éolienne en mer peut fournir jusqu'à 6 MW de puissance (à comparer aux éoliennes terrestres limitées à 3 MW), qui peuvent produire une énergie utile d'environ 15 GWh/an dans des sites bien ventés et avec un facteur de charge de 30 %, soit 2 500 h/an environ.

Dans les zones où la mer est peu profonde (par exemple au Danemark), il est assez simple de les installer avec un bon rendement. L'ensemble des éoliennes (en pleine mer ou terrestres) du Danemark produit, début 2006, 23 % de l'électricité nécessaire au pays^[43]. Ce pays est précurseur et en tête dans la construction et l'utilisation de l'énergie éolienne, avec un projet lancé dans les années 1970. Aujourd'hui, de grands parcs sont en construction au large de l'Angleterre^[44], dans l'estuaire de la Tamise, ainsi qu'en Écosse, pour une puissance totale d'environ 4 GW.

La France ne possède pas encore de parc en mer en 2018, mais des appels d'offres organisés en 2012 et 2014 ont sélectionné des projets de parcs à St-Nazaire-Guérande (420 à 750 MW), Courseulles-sur-Mer (420 à 500 MW) et Fécamp (480 à 500 MW) et dans la baie de Saint-Brieuc (480 à 500 MW) en 2012^[45], puis en 2014 aux îles d'Yeu et de Noirmoutier (Vendée) et au Tréport (Seine-Maritime), pour 500 MW chacun^[46]. Le parc éolien au large de Dieppe et du Tréport (62 éoliennes, 496 MW) est prévu pour une mise en service en 2021^[47], et celui de Fécamp (83 éoliennes, 498 MW) en 2022^[48].

Les éoliennes flottantes peuvent être installées plus loin des côtes, où l'eau est beaucoup plus profonde et les vents plus forts et plus stables, permettant un facteur de charge plus important. Alors que les turbines terrestres peuvent tourner en moyenne 80 jours par an, les éoliennes flottantes peuvent produire de l'électricité 160 jours par an. Le premier parc éolien de ce type a vu le jour au large de l'Écosse^[49]. Le champ de cinq éoliennes flottantes, chacune d'une taille de 253 mètres et d'un poids de 12 000 tonnes, a une capacité totale de 30 MW, soit la consommation électrique d'environ 22 000 foyers.

Selon le rapport 2019 de l'Agence internationale de l'énergie, l'éolien en mer pourrait attirer 1 000 milliards de dollars d'investissements d'ici à 2040^[50] ; le potentiel éolien en mer permettrait de répondre aux besoins en électricité du monde entier, mais il ne représente aujourd'hui que 0,3 % de la production mondiale. Cette énergie renouvelable pourrait devenir la première source de production d'ici 2040.

Altitude

De nouvelles éoliennes sont capables de s'élever dans le ciel pour atteindre les vents d'altitude, plus puissants et plus réguliers. Pour l'instant, au stade expérimental, elles sont de trois types :

1. les ballons éoliens gonflés d'un mélange d'hélium et d'hydrogène emportent leur alternateur à une altitude de 300 m et l'actionnent en tournant sur eux-mêmes. D'après leur constructeur, la puissance de chaque unité pourra atteindre 1 MW ;
2. les voiles souples actionnent un alternateur au sol en s'élevant à une altitude de 800 à 1 200 m. Une fois l'altitude atteinte, la voile redescend. Chaque unité pourrait fournir jusqu'à 3 MW ;
3. des structures s'élèvent à une altitude entre 5 000 et 10 000 m où le vent fait tourner leurs hélices. La puissance de celles-ci pourrait atteindre 100 MW, mais leur implantation nécessite des accords avec l'aviation pour éviter tout risque de collision^[51].

Villes

Éolienne urbaine de 2 m de diamètre, d'une puissance de 1,75 kW à 14 m/s, spécialement conçue pour obtenir un très faible niveau sonore (Saint-Sébastien, Espagne, 2010). Hauteur du mât : 5,5 m, vitesse de démarrage : 2,5 m/s, durée de vie : 20 ans, conforme au code de l'urbanisme espagnol.

Poteau d'éclairage urbain intégrant éolienne et panneaux solaires à Weihai, en Chine.

En environnement urbain, où il est difficile d'obtenir de puissants flux d'air, de plus petits équipements peuvent être utilisés pour faire tourner des systèmes basse tension. Des éoliennes sur un toit, fonctionnant dans un système d'énergie distribuée, permettent d'alléger les problèmes d'acheminement de l'énergie et de pallier les pannes de courant. De petites installations telles que des routeurs Wi-Fi peuvent être alimentées par une éolienne portative qui recharge une petite batterie.

En Chine, plusieurs villes dont Weihai, dans la province du Shandong, ou encore l'autoroute de la province de Hubei reliant Jingzhou au barrage des Trois-Gorges, sont équipées de poteaux sur lesquels sont couplés de petits générateurs éoliens silencieux et des panneaux solaires, pour alimenter l'éclairage des lampadaires ; le surplus d'énergie peut être réinjecté dans le circuit électrique de la ville. L'emplacement du poteau d'éclairage est choisi à bon escient (voir photo). Ces installations utilisent généralement des éoliennes à axe horizontal. Il apparaît aujourd'hui des installations du même type, avec une éolienne à axe vertical de type Savonius hélicoïdal (Twisted Savonius) offrant 40 W d'éolien plus 80 W de solaire sur un seul poteau et une forme plus compacte^[52]. Certains hauts gratte-ciel, tels que la Tour de la Rivière des Perles, comprennent des éoliennes dans leur structure, profitant ainsi des vents forts provoqués par les différences de température des structures en verre de ces bâtiments, selon qu'ils sont du côté ombré ou ensoleillé. Du point de vue énergétique, ces éoliennes de type Savonius hélicoïdal bénéficient en outre de l'effet Venturi provoqué par la taille du canal qui les contient lorsque le vent s'y engouffre. L'énergie éolienne est couplée avec l'énergie électrique fournie par les vitres de cette tour qui sont faites de panneaux solaires transparents

Historique

En 2023, alors que la demande d'énergie renouvelable n'a jamais été aussi forte, les perturbations liées à la pandémie de Covid-19 en 2020, puis aux pénuries de composants lors du redémarrage et à la crise énergétique, ont fortement dégradé les comptes des fabricants d'éoliennes, d'autant plus que l'attribution des contrats de marché public aux plus offrants a favorisé une guerre des prix entre les candidats. L'ensemble du secteur enregistre des pertes cumulées de 4,7 milliards d'euros ; le champion danois Vestas lui-même a perdu 1,57 milliard en douze mois. Le 23 juin 2023, l'action de Siemens Energy, la maison mère allemande de Siemens Gamesa, deuxième fabricant mondial d'éoliennes, s'effondre de 38 % à la bourse de Francfort après la publication d'un communiqué faisant état d'un « taux de défaillance significativement accru » de composants d'éoliennes. Siemens Energy devrait dépenser « plus d'un milliard d'euros supplémentaire » dans les prochaines années pour résoudre ces problèmes de qualité^[54].

La situation concurrentielle du secteur éolien diffère entre les deux grands segments de marchés : sur celui de l'éolien terrestre, en 2016, la concurrence est largement dispersée entre des acteurs nombreux, sans que se dégage un industriel disposant d'une place dominante sur le marché mondial. La plupart des grands acteurs industriels peuvent s'appuyer sur un marché national actif, ce qui leur permet de disposer d'une assise solide pour disputer et gagner des parts de marché sur les marchés internationaux. C'est notamment le cas de GE Wind aux États-Unis, Enercon, Senvion et Nordex en Allemagne, Suzlon en Inde et Goldwind, United Power et Mingyang en Chine. Les autres acteurs sont fragilisés et font l'objet d'un mouvement de consolidation du secteur^[24].

Le segment de marché de l'éolien en mer, lui, est beaucoup plus restreint et n'a encore qu'un déploiement international limité dans les années 2010 : principalement cantonné sur quelques marchés en mer du Nord, en mer Baltique et au large des côtes britanniques, il reste aux mains d'une minorité d'acteurs expérimentés, au premier rang desquels le numéro un mondial Siemens Wind Power (80 % du marché) et MHI Vestas, la filiale commune formée en 2013 par le danois Vestas, numéro un mondial sur le segment du terrestre, et le japonais Mitsubishi. D'autres fabricants sont positionnés sur ce marché et ont déjà livré leurs premières machines, mais sont en difficulté car les perspectives de croissance ne sont pas aussi importantes qu'espérées. Depuis 2013, une vague de consolidation affecte ce secteur : rapprochement en 2013 de Vestas et de Mitsubishi, puis en 2014 création d'Adwen, filiale commune d'Areva et de Gamesa. En 2015, le français Alstom, qui développe l'éolienne en mer Haliade 150, est passé dans le giron de l'Américain GE^[24].

Dans l'éolien terrestre, l'allemand Nordex et l'espagnol Acciona annoncent en octobre 2015 leur intention de fusionner leurs forces pour entrer dans le top 5 mondial. Les dirigeants de Gamesa ont annoncé le 29 janvier 2016 qu'ils étaient entrés en discussion avec Siemens en vue d'un rapprochement de leur activité éolienne, créant le poids lourd du secteur mondial (environ 15 % de part de marché) devant General Electric (11 %) et Vestas (10 %)^[24]. Ces discussions ont abouti à un accord annoncé le 17 juin 2016 : le siège de la nouvelle société sera situé en Espagne et celle-ci restera cotée à la Bourse de Madrid ; Siemens détiendra 59 % de la nouvelle entité et versera un paiement en numéraire de 3,75 euros par action aux actionnaires de Gamesa, soit au total plus d'un milliard d'euros ; Areva aura trois mois pour choisir entre vendre sa participation dans Adwen ou racheter la part de Gamesa puis vendre la totalité de la société à un autre acteur ; General Electric serait intéressé^[55]. En novembre 2017, Siemens et Gamesa annoncent une restructuration pouvant concerner jusqu'à 6 000 postes dans 24 pays. Lors de l'annonce de leur union mi-2016, les deux industriels comptent 21 000 salariés, dont 13 000 issus de Siemens. Le chiffre d'affaires a reculé de 12 % entre avril et septembre 2017, en raison d'une « suspension temporaire » du marché indien, et le groupe prévoit une forte baisse en 2018^[56].

Au premier semestre 2016, Vestas voit son chiffre d'affaires bondir de 23 %^[57].

En 2015, selon une étude publiée le 22 février 2016 par Bloomberg New Energy Finance (BNEF), General Electric est détrôné par le groupe chinois Goldwind, qui a installé 7,8 GW de turbines dans le monde dans l'année, devançant Vestas (7,3 GW) et General Electric (5,9 GW). En 2014, Goldwind était 4^e avec 4,5 GW installés. La Chine a représenté en 2015 la moitié du marché mondial et cinq fabricants chinois apparaissent dans le top 10. Siemens est le premier européen du classement 2015, au 4^e rang mondial avec 5,7 GW, dont 2,6 GW en mer, segment où il est le leader incontesté, quatre fois plus gros que le numéro deux ; sa fusion en discussion avec l'espagnol Gamesa (3,1 GW) pourrait le porter au 1^er rang mondial^[58].

Les dix premiers fabricants en 2015 étaient^[24] :

NB : Vestas reste au 1^er rang pour le chiffre d'affaires avec 8 400 M€ contre 4 180 M€ pour Goldwind.

General Electric Wind finalise son ascension, Vestas perd sa première place après douze ans de règne ; les Allemands reviennent en force ; les quatre principaux fabricants chinois d'éoliennes Goldwind, United Power, Sinovel et Mingyang sont dans le Top 10, mais aucun ne figure dans le Top 5.

Dans le secteur des éoliennes en mer, deux des principaux fabricants, Areva et Gamesa, ont signé en juillet 2014 un accord sur la création d'une coentreprise détenue à parts égales par les deux groupes, avec pour objectif 20 % de part de marché en Europe en 2020, ainsi que de se placer sur le marché asiatique, chinois en particulier, en phase de décollage. Gamesa a un prototype d'éolienne de 5 MW et Areva des machines de 5 à 8 MW, dont 126 exemplaires installés fin 2014, soit 630 MW, et 2,8 GW en portefeuille de projets. En prenant le meilleur de chaque technologie, la coentreprise compte aboutir, à terme, à une seule plate-forme de 5 MW^[59].

Les principaux fabricants d'éoliennes construisent des machines d'une puissance d'environ 1 à 6 MW. Il existe de très nombreux autres fabricants d'éoliennes, parfois de très petite dimension pour des applications individuelles ou de niche.

Les principaux fabricants d'éoliennes étaient d'abord originaires principalement du Danemark et d'Allemagne, pays qui ont investi très tôt dans ce secteur. En 2010, certains pays augmentent leurs investissements pour combler leur retard, comme les États-Unis avec GE Wind qui a presque doublé ses parts de marché en cinq ans, ou la France avec Areva, qui détenait jusqu'en 2007, 70 % du capital de REpower (12^e au classement 2010). Le marché est marqué en 2010 par l'émergence des acteurs asiatiques (8 sur les 15 premiers), qui parviennent à gagner des marchés en Occident.

Liste de fabricants

Liste non exhaustive de fabricants en 2013^[60] :