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Infill radars : concilier défense, sécurité et énergie renouvelable

L’énergie éolienne est l’une des sources d’énergie dont la croissance en termes de puissance et d’installation est en progression constante. Cela est vrai dans un grand nombre de pays tels la Chine, les États-Unis, l’Allemagne, le Royaume-Uni ou la France. Mais les éoliennes, qui ont besoin d’espace, brouillent les signaux des radars civils et militaires lorsqu’elles sont installées à proximité de sites sensibles. La parade ? Des systèmes de radars de nouvelle génération : les infill radars.

Les éoliennes semblent victimes de leur succès. Mais l’extension de cette énergie renouvelable pose de sérieux problèmes, car elles entrent en concurrence avec des sites sensibles comme les centrales nucléaires, les bases militaires et les sites météorologiques. En fait, elles encombrent l’espace et provoquent des interférences avec les systèmes de radars utilisés par les contrôleurs aériens, les météorologues et les armées.

Le risque le plus grand est l’effet dit « de masque » : un avion survole une zone avec son transpondeur (identification ami ou ennemi) éteint volontairement ou non. Personne ne connaît ses intentions. Seul le radar primaire peut le localiser. Mais l’avion passe derrière un parc éolien, qui le sépare du radar. Les ondes ne peuvent se propager et l’avion est masqué par les éoliennes. La détection peut être perdue sur de grandes distances, jusqu’à 70 kilomètres. Lorsque l’avion sort de la zone de masque, il est de nouveau visible sur le radar primaire. Dans ce cas, la permanence opérationnelle (avions prêts à décoller pour intercepter tout appareil potentiellement dangereux) aurait été déclenchée.

Les éoliennes peuvent également causer une contamination de la « réflectivité ». Les pales changent en permanence d’orientation en fonction de la direction du vent. Elles peuvent être détectées par le radar Doppler et confondues avec des objets véloces. Ces signaux renvoyés au radar par les éoliennes ne peuvent être filtrés et éliminés comme le seraient les réflexions d’objets fixes. Ce type de fausses informations peut induire les météorologues en erreur, notamment lors des tempêtes.

États-Unis : la coopération inter-agences

En 2014, aux États-Unis, un mémorandum a été signé entre plusieurs agences fédérales pour trouver la parade à ces problèmes. Le « Field Test and Evaluation radar mitigation testing campaigns » a réuni le département de la Défense (DoD) le département de l’Énergie (DoE), la Federal Aviation Administration (FAA) et la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Des travaux de simulation sont nées plusieurs options : modifier la taille, la forme et les matériaux des éoliennes, notamment les pales. L’objectif est de réduire la réflectivité des éoliennes, source d’encombrement pour les radars ; de remplacer les radars existants par des systèmes plus avancés, en réseaux, avec un faisceau 3D ; d’accroître le nombre de radars en ajoutant des infill radars dans les parcs éoliens ou autour pour accroître la couverture des radars existants. Les infill radars ont une portée moins importante, mais une résolution de bien meilleure qualité pour traquer des cibles dans des zones où les radars traditionnels perdent leurs signaux.

En 2012, plusieurs tests ont été menés avec des infill radars. Entre 1 000 et 2 500 éoliennes étaient opérationnelles dans les zones tests relativement larges au Texas et dans le Minnesota.

Les radars de surveillance « primaires » ont subi des interférences majeures à l’intérieur et au-dessus des champs éoliens. En revanche, les tests ont montré que les infill radars, grâce à une résolution améliorée de leur système, ont été peu affectés par les éoliennes. En somme, la détection de cibles a été bien meilleure dans les parcs éoliens et au-dessus, mais également dans les secteurs les plus éloignés de ces parcs. Si les questions de l’évolutivité et de l’intégration des infill radars demeurent, ces systèmes ont clairement montré leur potentiel. Leurs technologies peuvent donc être utilisées comme outil de réduction d’interférences pour des missions de surveillance de sites sensibles.

L’Écosse met en service un radar nouvelle génération, la France dans l’impasse ?

L’expérience américaine a fait école. L’aéroport de Glasgow a récemment annoncé la mise en service d’un nouveau type de radar. Le double système infill radar Terma SCANTER 4002 réduit l’impact du parc éolien de Kype Muir (26 éoliennes pour une capacité totale de 88,4 MW), situé à 50 kilomètres de Glasgow. Ce nouveau radar peut distinguer les émissions d’un avion de celles d’une éolienne. Le système Terma SCANTER est performant, à tel point qu’il devrait être utilisé pour les nouveaux projets de parcs éoliens écossais. D’ailleurs, l’aéroport de Glasgow a approuvé 90 % des 495 demandes d’élévation d’éoliennes reçues entre octobre 2012 et août 2016. Ces projets devraient générer plus de 700 MW.

En France, le ministère des Armées met régulièrement son veto à cause des vols à basse altitude des avions (SEBTA ou secteurs d’entraînement très basse altitude), des vols d’hélicoptères (VOLTAC ou vol tactique) et bien sûr des radars. Il est d’ailleurs impossible d’implanter des éoliennes à moins de 30 kilomètres d’un radar militaire. Le ministère des Armées souhaiterait étendre cette zone à 70 kilomètres.

L’article 141 de la loi du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte prévoit qu’un décret du Conseil d’État doit préciser les règles d’implantation des installations de production d’électricité éolienne vis-à-vis des installations militaires et des équipements de surveillance météorologique et de navigation aérienne. Le ministère de la Défense avait lancé le développement d’un système dit DEMPERE (démonstrateur de perturbations des éoliennes sur les radars électromagnétiques) pour mesurer les contraintes exercées par l’installation d’éoliennes sur l’implantation des radars de la défense. En mars 2019, le ministère des Armées a indiqué que les résultats issus de DEMPERE apparaissaient insuffisants pour apprécier la représentativité de la simulation. Les travaux vont donc se poursuivre. Pour autant, en février 2019, le ministère des Armées avait libéré 9 000 km2 de zones de survol qui pourraient accueillir des projets de parcs éoliens.

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