Une éolienne terrestre nécessite entre 600 et 1 900 tonnes de béton selon sa puissance et ses caractéristiques. Cette masse imposante constitue la fondation qui maintient ces géants de 100 à 150 mètres de hauteur face aux vents violents. Derrière ces chiffres se cachent des réalités techniques, logistiques et environnementales qu’il est essentiel de comprendre pour tout projet éolien ou simple évaluation des impacts.
Les chiffres selon la puissance de l’éolienne
Éoliennes de 2 à 3 MW : le standard actuel
Les éoliennes de 2 à 3 MW représentent encore aujourd’hui la majorité du parc français. Leur fondation requiert en moyenne 600 à 800 tonnes de béton, soit environ 250 à 400 m³ coulés en une seule fois.
La structure mesure généralement 15 mètres de diamètre pour une épaisseur de 1,5 mètre, le tout enfoui à environ 3 mètres sous la surface. À cette masse de béton s’ajoute 25 à 40 tonnes d’acier pour l’armature, indispensable à la résistance mécanique.
Un modèle type comme la N117 de 3 MW mobilise précisément 1 290 tonnes de béton pour 516 m³. Ces dimensions permettent de stabiliser un mât de 80 à 100 mètres supportant une nacelle de 70 tonnes et des pales balayant une surface de plusieurs milliers de mètres carrés.
Éoliennes de 5 MW et plus : les nouveaux modèles
Les machines récentes atteignent 5 MW de puissance avec des mâts de 110 à 150 mètres. Leur fondation grimpe logiquement : 800 à 1 900 tonnes de béton selon les configurations.
La Nordex N149 de 5 MW exige par exemple 1 920 tonnes réparties sur 800 m³. Le diamètre de la fondation atteint alors 20 mètres avec une profondeur maintenue autour de 3 mètres. L’acier de renfort passe quant à lui à 40 tonnes.
Cette augmentation s’explique par la masse croissante des composants. Une nacelle de 5 MW dépasse souvent 100 tonnes, et le rotor peut atteindre 50 tonnes. La pression exercée sur le sol par les forces du vent nécessite une assise proportionnelle.
Pourquoi ces différences ?
Trois facteurs principaux influencent la quantité de béton nécessaire.
Les caractéristiques de l’éolienne viennent en premier. Plus le mât est haut et le rotor large, plus la prise au vent augmente. Une éolienne de 150 mètres encaisse des forces mécaniques bien supérieures à un modèle de 80 mètres. Le poids total de la machine joue également : certaines atteignent 300 tonnes.
La qualité du sol dicte ensuite le dimensionnement. Un terrain rocheux stable permet des fondations plus légères. À l’inverse, un sol argileux ou sablonneux impose un renforcement. La présence d’une nappe phréatique proche complique encore les choses et peut doubler les volumes.
L’évolution technologique enfin pousse vers des machines plus puissantes. Les éoliennes de 2 MW installées il y a 15 ans cèdent la place à des modèles de 3 à 5 MW. Cette tendance continuera, avec des fondations qui suivront la même trajectoire.
Volume ou tonnage : bien comprendre les chiffres
La conversion entre m³ et tonnes
Les sources mentionnent tantôt des mètres cubes, tantôt des tonnes. Cette confusion masque une réalité simple : un mètre cube de béton pèse environ 2,4 tonnes.
Une fondation de 600 m³ représente donc 1 440 tonnes. Inversement, 800 tonnes correspondent à 333 m³. Ce ratio standard peut légèrement varier selon la composition du béton et ses agrégats, mais reste constant dans la pratique.
Les professionnels du BTP raisonnent volontiers en volume pour dimensionner les coffrages et commander le béton. Les études d’impact privilégient le tonnage pour calculer l’empreinte carbone et les émissions de CO2. Les deux mesures cohabitent selon les contextes.
Composition d’une fondation d’éolienne
Le béton utilisé n’est pas ordinaire. Il s’agit de béton armé haute performance, capable d’encaisser des contraintes mécaniques exceptionnelles.
Chaque mètre cube intègre environ 100 kg d’armatures en acier. Ce ferraillage, sous forme de treillis métallique dense, absorbe les tensions et empêche la fissuration. Sur une fondation de 600 m³, cela représente 60 tonnes d’acier au total.
La structure se compose d’un radier circulaire épais, ancré dans le sol par des goujons. Ce radier supporte directement le mât via une bride d’ancrage fixée au moment du coulage. La planéité doit être parfaite : un défaut de quelques millimètres compromettrait la verticalité de l’éolienne sur toute sa hauteur.
Les différents types de fondations
Fondation gravitaire standard
Le modèle le plus répandu s’appelle fondation gravitaire ou embase poids. Son principe : utiliser la masse du béton et de la terre de remblai pour contrer les forces du vent.
L’excavation atteint 3 mètres de profondeur sur 15 à 20 mètres de diamètre selon la taille de l’éolienne. Le coffrage circulaire reçoit le béton sur 1 à 1,5 mètre d’épaisseur. Le reste est comblé par la terre excavée, dont la masse contribue à la stabilité.
Cette solution convient aux terrains de qualité moyenne à bonne. Elle représente environ 80 % des installations en France grâce à son rapport coût/efficacité optimal.
Fondations renforcées
Les sols difficiles imposent des adaptations. Les colonnes ballastées consistent à enfoncer dans le sol des pieux de gravier compacté qui rigidifient le terrain avant le coulage. Cette technique ajoute 10 à 20 % au volume de béton.
Les fondations profondes avec pieux en béton interviennent sur les sols très médiocres. Des colonnes de béton descendent à 10 ou 15 mètres pour atteindre une couche stable. Le radier vient ensuite se poser sur ces appuis. Le béton total peut alors dépasser 2 000 tonnes.
Les fondations en eau concernent les terrains avec nappe phréatique affleurante. Le béton doit être coulé sous l’eau, avec des adjuvants spécifiques et un ferraillage renforcé. Les volumes grimpent de 20 à 30 %.
Fondations posées au sol
À l’opposé, certains terrains rocheux ou très compacts permettent des fondations superficielles. L’excavation se limite à un mètre, voire se réduit à un simple décapage de la terre végétale.
Le béton peut alors descendre à 400 ou 500 tonnes pour une éolienne de 2 MW. Cette configuration reste rare, réservée aux sites montagneux ou aux anciens plateaux calcaires particulièrement stables.
Mise en perspective : comparer pour comprendre
Équivalence en logements
Une fondation d’éolienne consomme l’équivalent de 4 à 12 maisons individuelles selon les modèles. Ce chiffre parle immédiatement mais mérite nuance.
Une maison de 100 m² en construction traditionnelle utilise environ 80 à 120 m³ de béton pour ses fondations, son plancher, ses poteaux et ses linteaux. Une éolienne de 600 m³ représente donc 5 à 7 habitations.
Mais cette éolienne de 3 MW produit 6 300 MWh par an avec un facteur de charge de 24 %. Sur 20 ans, elle génère 126 000 MWh, soit la consommation électrique annuelle de 800 à 1 000 foyers. Le ratio béton/service rendu devient alors très favorable.
Comparaison avec d’autres infrastructures énergétiques
Ramené au gigawattheure produit, le béton éolien se situe autour de 7 à 8 tonnes par GWh sur la durée de vie de l’installation.
Le nucléaire affiche un ratio proche : 6 à 8 tonnes/GWh selon les centrales. L’EPR de Flamanville a nécessité 400 000 m³ de béton pour 1,6 GW de puissance. Le gaz et le charbon, qui n’ont presque pas besoin de béton pour leurs installations, produisent évidemment mieux sur ce critère.
L’hydraulique en revanche explose les compteurs : un barrage demande 10 fois plus de béton par unité d’énergie produite. Les 6 millions de m³ prévus pour le projet Cigéo de stockage des déchets radioactifs dépassent de loin les besoins de l’éolien.
Part dans la production nationale de béton
En 2020, le raccordement de 1 105 MW d’éolien a consommé 220 000 m³ de béton, soit 530 000 tonnes. Cette quantité représente 1,6 % de la production française annuelle, estimée à 38 millions de tonnes.
Les objectifs de la programmation pluriannuelle de l’énergie visent 36 GW installés en 2028. Pour atteindre cette cible, il faudra installer 2 GW par an pendant plusieurs années, soit environ 1,2 million de tonnes de béton annuellement. La part restera sous les 3 % de la production nationale.
Impact environnemental du béton éolien
Émissions de CO2 liées aux fondations
La fabrication du béton génère des émissions importantes. Le ciment, composant clé, nécessite une cuisson à 1 450 °C qui libère du CO2. On estime qu’une tonne de béton produit 235 kg de CO2.
Une fondation de 800 tonnes émet donc 188 tonnes de CO2. L’acier de l’armature ajoute 585 kg de CO2 par tonne, soit 15 à 25 tonnes supplémentaires pour les armatures. Le total atteint 200 à 250 tonnes de CO2 pour la fondation seule.
À cela s’ajoutent le mât (environ 250 tonnes de CO2), la nacelle, les pales et le transport. Le bilan carbone complet d’une éolienne terrestre s’établit à 12,7 g de CO2 par kWh produit selon l’Ademe.
Une éolienne de 3 MW produisant 6 300 MWh par an génère donc 1 600 tonnes de CO2 sur 20 ans de fonctionnement. Cette dette carbone correspond à la production de 3 200 MWh par une centrale à gaz. L’éolienne l’amortit en 6 mois à 1 an si elle se substitue à une source fossile.
Le béton dans le sol : impact réel
Le béton est un matériau inerte. Il ne se dissout pas, ne libère aucun produit chimique toxique et n’interagit quasiment pas avec les sols environnants. Aucune pollution chimique n’est à craindre pendant l’exploitation.
L’impact principal reste l’artificialisation des terres agricoles. Une éolienne occupe définitivement environ 200 m² de surface cultivable pendant 20 à 30 ans. À l’échelle nationale, les 500 éoliennes wallonnes n’occupent que 0,8 % de la surface des autoroutes. En France, l’éolien représente 1,5 % de la nouvelle artificialisation, contre 47 % pour l’habitat résidentiel.
L’agriculteur peut continuer à cultiver jusqu’au pied du mât, contrairement aux panneaux photovoltaïques au sol qui stérilisent la surface. Seul le cercle de fondation devient inutilisable, mais la terre remblayée dessus peut porter des cultures légères.
Démantèlement et recyclage
La réglementation française impose l’excavation totale des fondations jusqu’à 2,5 mètres de profondeur et le remplacement par des terres de qualité équivalente. Une provision financière de 50 000 € par éolienne garantit cette opération.
Le béton excavé est concassé sur place pour produire des granulats recyclés. Ces graviers servent à refaire les chemins d’accès ou à stabiliser d’autres fondations. Le taux de recyclage dépasse 90 %.
Si de nouvelles éoliennes sont prévues sur le même site, la fondation existante peut être réutilisée si elle reste compatible. Cette pratique se développe lors du renouvellement de parcs anciens par des modèles plus récents et efficaces. Le béton reste en place mais reprend du service.
Logistique de mise en œuvre
Transport et coulage
Le béton arrive par camions toupies de 8 à 10 m³ chacun. Pour une fondation de 600 m³, il faut aligner 60 à 75 camions qui se succèdent sans interruption. Le coulage s’effectue en une seule fois pour garantir l’homogénéité du matériau.
L’opération dure généralement 8 à 12 heures selon les volumes. Une pompe à béton projette le matériau dans le coffrage depuis un point central. La continuité est cruciale : toute pause prolongée créerait des joints froids, points de faiblesse structurelle.
Le temps de séchage atteint 28 jours avant que la fondation puisse supporter la charge de l’éolienne. Ce délai incompressible s’intègre dans le planning du chantier. Pendant ce mois, des contrôles vérifient la prise du béton et l’absence de fissures.
Préparation du chantier
L’excavation mobilise des pelleteuses et des bulldozers pendant plusieurs jours. Le volume de terre extrait peut dépasser 1 000 m³ pour les grandes fondations. Cette terre est stockée sur site pour le remblaiement ultérieur.
Une étude géotechnique (mission G12) précède systématiquement le coulage. Des sondages à 10 ou 15 mètres de profondeur caractérisent les propriétés mécaniques du sol. Ces données déterminent précisément les dimensions de la fondation.
Le ferraillage se monte en usine puis se transporte et s’installe par grue. Cette cage d’acier, pesant plusieurs dizaines de tonnes, demande une précision millimétrique dans son positionnement. Des conduits traversent l’armature pour le passage des câbles électriques.
Fin de vie et démantèlement
Obligation réglementaire
Le Code de l’environnement définit les obligations de l’exploitant en matière de démantèlement. La remise en état du site devient effective à l’arrêt définitif de l’installation, généralement après 20 à 25 ans d’exploitation.
La provision de 50 000 € par éolienne doit être constituée avant la mise en service. Cette garantie financière évite les friches industrielles avec des machines abandonnées. Les associations locales peuvent vérifier l’existence de cette provision.
Le démantèlement comprend l’enlèvement du mât, de la nacelle et des pales, l’excavation du béton, le remblaiement et le reprofilage du terrain. Les chemins d’accès créés pour le chantier peuvent être conservés si l’exploitant agricole le souhaite.
Valorisation du béton
Les 150 tonnes d’acier du mât d’une éolienne de 2 MW se revendent facilement. Le cuivre et l’aluminium des câbles ajoutent quelques dizaines de milliers d’euros. Ces revenus couvrent une partie du coût de démantèlement.
Le béton concassé devient une ressource locale. Les exploitants de parcs éoliens le transforment en granulats de 0/31,5 mm conformes aux normes de la construction. Ces matériaux servent aux chemins agricoles, aux plateformes de stockage ou aux soubassements routiers.
Certains projets de renouvellement conservent l’ancienne fondation si elle reste dimensionnée pour la nouvelle machine. Cette pratique réduit drastiquement l’empreinte carbone du remplacement et évite de nouveaux terrassements. Les deux premières éoliennes d’Émissions Zéro, coopérative belge, suivront cette logique dans quelques années.
Une réalité technique au service de l’énergie
Les 600 à 1 900 tonnes de béton d’une fondation éolienne représentent un investissement matériel conséquent. Ces volumes permettent de stabiliser des structures de plus de 100 mètres de hauteur qui produisent de l’électricité renouvelable pendant deux décennies.
Les chiffres varient selon la puissance, le terrain et l’évolution technologique vers des machines toujours plus efficaces. Cette masse de béton, loin d’être anecdotique, reste proportionnée à l’énergie produite et s’inscrit dans une logique de recyclage en fin de vie. Les 1,6 % du béton national consacrés à l’éolien en 2020 témoignent d’une contribution mesurée à l’artificialisation des sols, bien inférieure à d’autres secteurs.
