Comment fonctionne ce calculateur
Un parc éolien est une machine à forte intensité capitalistique dont le combustible est gratuit : presque tout le coût est payé avant le premier kilowattheure, et le reste de sa vie se résume à un long flux de recettes assez prévisibles. Ce calculateur reproduit sur une seule page le cœur du modèle de projet d’un développeur :
- Énergie (P50). Saisissez la vitesse du vent à hauteur de moyeu (avec un k de Weibull) et la puissance spécifique de l’éolienne, ou simplement un facteur de charge net. Avec la vitesse du vent, une courbe de puissance générique est intégrée sur la distribution du vent à la masse volumique de l’air de votre site, puis réduite des pertes totales (sillages, disponibilité, pertes électriques, écrêtement).
- Flux de trésorerie. Recettes au prix de votre PPA ou du marché avec indexation annuelle ; exploitation-maintenance fixe (loyer foncier et assurance compris), exploitation-maintenance variable, dégradation de la production et démantèlement la dernière année.
- Financement. Une part de l’investissement est financée par un prêt à annuités constantes ; le reste en fonds propres. Vous obtenez le TRI projet (hors levier), le TRI fonds propres, la VAN à votre WACC et le ratio de couverture du service de la dette (DSCR) de chaque année.
- Impact. Surface du parc selon le diamètre du rotor et l’espacement, foyers alimentés et CO₂ évité.
Les formules
Exemple chiffré : un projet terrestre de 54 MW
Les valeurs par défaut modélisent 12 éoliennes de 4,5 MW (54 MW) d’une puissance spécifique de 300 W/m² (rotor de 138 m) sur des mâts de 120 m, sur un site où le vent moyen à hauteur de moyeu atteint 7,5 m/s avec k = 2.
- Facteur de charge brut de 43 % ; après 15 % de pertes, le facteur de charge net avoisine 36,8 %, soit environ 174 GWh par an, de quoi alimenter 48 000 foyers européens moyens.
- L’investissement à 1 400 €/kW atteint 75,6 millions d’euros ; l’exploitation-maintenance fixe de 42 €/kW/an ajoute 2,3 millions d’euros par an, plus les coûts variables.
- Sur 30 ans avec un WACC de 6,5 %, le LCOE avoisine 54 €/MWh.
- En vendant à 68 €/MWh avec 1,5 % d’indexation, le TRI projet atteint environ 12,6 % et la VAN hors levier 55 millions d’euros.
- Avec 70 % de dette à 5,5 % sur 15 ans, le service de la dette atteint 5,3 millions d’euros par an, le DSCR minimal environ 1,75 et le TRI fonds propres environ 20 % (avant impôt).
Abaissez la vitesse du vent à 6,5 m/s et le facteur de charge tombe à environ 29 %. Le LCOE monte alors à peu près au niveau du prix de PPA de 68 € et le DSCR minimal tombe à un 1,28 limite, ce qui montre à quel point l’économie de l’éolien dépend de la ressource.
Comment lire les résultats
- L’énergie P50 est l’espérance médiane. Les prêteurs dimensionnent la dette sur la P90 (le niveau dépassé 90 % des années), en général inférieure de 8 à 12 % pour une seule année ; testez-la en baissant le facteur de charge ou en augmentant les pertes.
- LCOE face au prix. Si le prix est inférieur au LCOE, le projet détruit de la valeur à votre taux d’actualisation, quel que soit le temps de retour.
- TRI projet ou TRI fonds propres. La dette augmente le rendement des fonds propres quand le TRI projet dépasse le taux d’intérêt, au prix d’une marge de DSCR plus mince.
- Le graphique des flux de trésorerie empile les recettes face à l’exploitation-maintenance et au service de la dette ; la courbe (axe de droite) donne la trésorerie cumulée des actionnaires, qui devient positive l’année du retour sur fonds propres.
Valeurs typiques
| Paramètre | Terrestre (Europe / États-Unis) | En mer |
|---|---|---|
| Taille des éoliennes | 4–7 MW | 12–15 MW |
| Puissance spécifique | 230–330 W/m² | 330–400 W/m² |
| Facteur de charge net | 28–42 % | 40–52 % |
| Investissement | 1 100–1 800 par kW | 2 500–4 500 par kW |
| Exploitation-maintenance fixe | 30–55 par kW-an | 60–110 par kW-an |
| Pertes totales | 12–18 % | 10–15 % |
| Part de dette / durée | 60–80 % / 15–18 ans | 60–75 % / 15–20 ans |
| Durée de vie de conception | 25–30 ans | 25–30 ans |
Conseils
- La ressource en vent domine. Un m/s de vent moyen en plus fait varier le LCOE de 20 à 30 % ; investissez dans une campagne de mesure de 12 à 24 mois.
- Baissez la puissance spécifique sur les sites moyennement ventés. Des rotors plus grands sur la même génératrice augmentent le facteur de charge et les recettes par MW, et dépendent moins des heures les plus ventées (souvent les moins bien payées).
- L’espacement est un compromis. Un parc plus serré loge plus de MW sur un même bail mais augmente les pertes de sillage ; 4 × 7 diamètres de rotor est un point de départ courant.
- Modélisez la P90 et une baisse des prix avant de vous engager sur une structure de dette ; un DSCR minimal inférieur à ~1,2 sur la P50 est un signal d’alarme.
- Comparez les technologies avec le calculateur de LCOE et affinez la production d’une éolienne avec le calculateur d’éolienne.
Limites
Il s’agit d’un modèle de présélection. Il raisonne avant impôt (ni impôt sur les sociétés, ni amortissements, ni tax equity), ignore les frais de raccordement, les coûts d’équilibrage, la cannibalisation des prix aux heures ventées et l’écrêtement sauf s’ils sont inclus dans les pertes, et utilise une seule courbe de puissance générique avec un facteur de pertes global au lieu d’un modèle de sillage. La dette est une simple annuité, sans profilage, comptes de réserve ni intérêts intercalaires. Servez-vous-en pour comparer des options et tester des sensibilités avant de commander une étude de productible bancable et un modèle financier.
Méthode et hypothèses
Production. Diamètre du rotor D = √(4P/(π·SP)). À partir de la vitesse moyenne, production brute = 8 760 h × ∫P(v)·f(v)dv, avec une courbe de puissance générique (Cp max. 0.46) et une loi de Weibull f(v), à la densité de l’air correspondant à l’altitude du site ; production nette = brute × (1 − pertes). Flux de trésorerie : recettes = MWh × prix (indexé), OPEX = part fixe (+2 %/an) + part variable, démantèlement la dernière année. LCOE = (CAPEX + Σ opex_t/(1+r)^t) / Σ MWh_t/(1+r)^t. Les fonds propres financent CAPEX × (1 − part de dette) ; la dette est remboursée par annuités constantes ; DSCR = flux disponible pour le service de la dette ÷ service de la dette. Emprise : éoliennes disposées en grille, espacées de sx·D perpendiculairement au vent dominant et de sy·D dans son axe.
Questions fréquentes
Combien coûte la construction d’un parc éolien ?
Quel est le LCOE de l’éolien terrestre ?
Quelle surface faut-il pour un parc éolien ?
Quel TRI fonds propres viser pour un projet éolien ?
Quel DSCR les banques exigent-elles pour un parc éolien ?
Combien de foyers un parc éolien peut-il alimenter ?
Combien d’éoliennes compte un parc de 100 MW ?
Sources et références
- IRENA : Renewable Power Generation Costs in 2023
- NREL Annual Technology Baseline : coûts de l’éolien terrestre et en mer
- Denholm, P., Hand, M., Jackson, M., Ong, S. (2009). Land-Use Requirements of Modern Wind Power Plants in the United States. NREL/TP-6A2-45834
- Short, W., Packey, D., Holt, T. (1995). A Manual for the Economic Evaluation of Energy Efficiency and Renewable Energy Technologies. NREL/TP-462-5173
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