Anne-Sophie Evrard, Université Gustave Eiffel et David Ecotière, Cerema
Le bruit représente un problème majeur pour la santé publique. Il constitue selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS) le deuxième facteur de risque environnemental en Europe en termes de morbidité, derrière la pollution de l’air.
Ainsi, en Europe occidentale plus d’un million d’années de vie vécues avec de l’incapacité sont comptabilisées chaque année à cause du bruit des transports, dont les effets avérés avec suffisamment d’éléments de preuve sont les perturbations du sommeil, la gêne, les risques cardiovasculaires accrus, et les difficultés d’apprentissage.
Si les impacts sanitaires du bruit des transports ont été abondamment étudiés, il n’en va cependant pas de même pour d’autres sources de bruit environnemental. C’est notamment le cas des parcs éoliens, qui connaissent un développement important en France et dans de nombreux autres pays. Avec l’impact sur le paysage, les nuisances sonores des éoliennes sont l’un des arguments le plus souvent mis en avant par les opposants à ces installations.
Néanmoins, les informations véhiculées dans la sphère publique, en particulier sur Internet, concernant la réalité des impacts de ce type de bruit et de ses effets apparaissent souvent en décalage par rapport aux connaissances qui font consensus dans la communauté scientifique. Mais quelles sont-elles ?
Le bruit éolien : un bruit spécifique
Comparativement à de nombreuses autres sources de bruit environnemental, d’origine humaine ou naturelle, les niveaux de bruit générés par un parc éolien sont très modérés. À l’extérieur du logement d’un riverain, ils dépassent rarement 40 dBA, soit l’équivalent du niveau de bruit dans un bureau calme.
À titre de comparaison, le niveau de bruit des transports en façade du logement d’un riverain peut aller au-delà de 70 dBA (niveau sonore seuil d’un Point Noir Bruit routier le jour).
En dépit de ces niveaux très modérés, les riverains expriment parfois une gêne due au bruit des éoliennes. Plusieurs raisons peuvent l’expliquer.
Rappelons tout d’abord que l’échelle des décibels est une échelle logarithmique, ce qui signifie que 3 décibels supplémentaires équivalent à un doublement de l’énergie sonore, et que 10 décibels supplémentaires multiplient celle-ci par 10. Cependant, si la gêne due au bruit augmente avec le niveau d’exposition sonore, son évolution ne suit généralement pas de loi simple et dépend de chaque source de bruit et de ses caractéristiques (bruit permanent, bruit impulsionnel, bruit grave/aigu, etc.).
Dans le cas du bruit généré par les éoliennes, les parcs éoliens sont situés dans des environnements essentiellement ruraux. Le bruit de fond local relativement bas de ces sites peut donc favoriser la perception du bruit émis.
Thomas Reaubourg/Unsplash
La gêne rapportée pourrait aussi en partie résulter des caractéristiques particulières du signal sonore généré par les éoliennes. Il s’agit en effet d’un bruit continu, pouvant parfois présenter des tonalités marquées (bruit mécanique dans la nacelle, état de surface dégradé des pales). Ces dernières sont cependant généralement le signe d’un dysfonctionnement de l’éolienne, qui peut être corrigé.
Lorsque les pales des éoliennes sont en fonctionnement, des phénomènes de « modulation d’amplitude » peuvent aussi se produire et être à l’origine d’une gêne. Ces modulations se traduisent par des fluctuations du niveau sonore au cours du temps (de l’ordre de la seconde), dont l’origine n’est pas encore clairement établie. Plusieurs pistes d’explication sont avancées et font l’objet de recherches.
Elles pourraient provenir par exemple de phénomènes de décrochage de l’écoulement de l’air autour des pales, de conditions météorologiques particulières influençant la propagation sonore, d’une directivité sonore spécifique des sources de bruit au niveau des pales en mouvement, ou encore d’interactions entre le son provenant de ces dernières et le sol.
Enfin, le bruit éolien comporte également des composantes basses fréquences (20-200 Hz, audibles) ou infrasonores (fréquences inférieures à 20 Hz, généralement considérées comme inaudibles) qui se propagent sur des distances plus importantes que des sons de fréquences supérieures. Bien que prédominants dans le spectre éolien, les infrasons générés par un parc éolien restent cependant très en deçà des seuils de perception humains connus.
Si l’existence de ces divers phénomènes est bien connue, les scientifiques s’interrogent actuellement sur la façon de les modéliser et de les intégrer dans les méthodes de prévision du bruit existantes.
Ainsi, pour progresser vers une meilleure connaissance des phénomènes physiques et mieux maîtriser le bruit émis par les éoliennes, le projet de recherche PIBE a été mis en place. Il se déploie selon trois axes : caractériser et modéliser les phénomènes de modulation d’amplitude, estimer la variabilité des niveaux sonores (en évaluant notamment l’influence de la micrométéorologie locale sur l’émission sonore au niveau des pales et sur la propagation du son), et concevoir des systèmes pour minimiser le bruit produit par les pales.
Un nombre limité de personnes exposées au bruit éolien
Afin d’évaluer les enjeux de santé publique que représente l’exposition aux émissions sonores des éoliennes, deux paramètres doivent être pris en compte : le nombre de personnes concernées, et la sévérité de l’effet du bruit des éoliennes sur la santé s’ils sont démontrés.
Une étude récente de l’exposition de la population de France métropolitaine au bruit éolien indique que plus de 80 % de la population exposée l’est à des niveaux inférieurs à 40 dBA.
En 2017, année de référence de l’étude, la part de la population de France métropolitaine exposée au-delà de cette valeur variait de 0,08 % (conditions nocturnes) à 0,18 % (conditions diurnes), en fonction des conditions de propagation.
À titre de comparaison, pour cette même année, la part de population de France métropolitaine exposée à plus de 40 dBA en condition nocturne était de 15 % pour le bruit routier, 7 % pour le bruit ferroviaire et de 0,7 % pour le bruit aérien.
Des effets sur la santé non démontrés
Des articles récents synthétisant les connaissances actuelles font état d’une absence de preuves d’effets du bruit éolien sur la santé humaine, hormis en ce qui concerne la gêne.
La plupart des études disponibles ont trouvé une association positive significative entre les niveaux de bruit émis par les éoliennes et le pourcentage de personnes très gênées. En outre, à niveau sonore équivalent, le bruit engendré par les éoliennes peut être perçu comme plus gênant que celui provenant d’autres sources de bruit (de transports notamment), en raison de certaines caractéristiques acoustiques du signal sonore décrites précédemment, notamment l’existence possible d’une modulation de l’amplitude du signal.
Cependant, les seules propriétés acoustiques du bruit émis par les éoliennes n’expliquent pas l’intégralité de la gêne. En effet, celle-ci peut également dépendre d’autres facteurs non acoustiques comme la visibilité du parc éolien, l’attitude des personnes exposées envers celui-ci, ou un lien d’intérêt particulier qu’entretiendrait un riverain avec le parc (intérêt pécuniaire par exemple).
Très peu d’études ont examiné les effets du bruit éolien sur les perturbations du sommeil, les maladies cardiovasculaires, les systèmes métaboliques ou endocriniens, la cognition ou la santé mentale. L’OMS souligne donc que les preuves concernant les effets du bruit éolien sur la santé sont soit inexistantes, soit de faible qualité.
Les émissions de bruit basses fréquences ou infrasonores provenant des éoliennes sont souvent évoquées comme source potentielle de risque sur la santé humaine ou animale.
Cependant, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses), dans un avis de 2017, ainsi que des travaux internationaux plus récents concluent à l’absence d’argument scientifique suffisant en faveur de l’existence d’effets sanitaires liés à ces émissions et au manque d’études sur le sujet.
Cet avis indique toutefois que de réelles situations de mal-être peuvent être rapportées par des riverains, mais que leur imputabilité au bruit des éoliennes est complexe et reste très souvent difficile à établir.
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Si certaines théories relayées par des opposants (« Syndrome éolien » et « Vibro Acoustic Disease ») ont été jugées peu crédibles par cet avis, d’autres mécanismes d’effets restent à explorer, comme ceux qui pourraient concerner le système cochléo-vestibulaire et être à l’origine d’effets physiopathologiques. Situé dans l’oreille interne, ce système sensoriel contribue à la sensation de mouvement et à l’équilibre. On sait qu’il a une sensibilité particulière aux basses fréquences et aux infrasons.
Toutefois, si certains effets cellulaires ont été observés sur des animaux de laboratoire via des sons purs et intenses (mais n’équivalant pas forcément à un son de très basse fréquence chez l’être humain), leur existence reste à démontrer dans le cas humain et pour des expositions sonores similaires à celles des éoliennes (sons complexes, de moindre intensité sonore, mais de durée prolongée).
De tels effets pourraient apporter une explication à la gêne exprimée, qui serait parfois plus sévère que ne le laisseraient prévoir les estimations et mesures du champ acoustique, ou les connaissances établies concernant la sensibilité aux infrasons ou sons basses fréquences.
Comprendre les effets sur la santé du bruit des éoliennes, notamment des infrasons
Afin de pallier le manque actuel de connaissances, l’Organisation mondiale de la santé et, en France, l’Anses, ont recommandé la mise en œuvre d’études épidémiologiques portant sur un nombre important d’individus, utilisant des mesures objectives de l’état de santé des participants, et mesurant l’exposition au bruit des éoliennes de manière objective et standardisée pour un large éventail de niveaux sonores et de fréquences (en incluant les sons de basse fréquence et les infrasons).
Le projet de recherche français « RIBEolH » (Recherche des Impacts du Bruit EOLien sur l’Humain : son, perception, santé) a été mis en place pour répondre à ce besoin. En cours de réalisation, il a plusieurs objectifs :
- Évaluer les effets sur la santé du bruit audible, des sons de basse fréquence ou des infrasons, émis par les éoliennes, et de mieux comprendre la gêne exprimée par certains riverains ;
- Identifier les mécanismes auditifs associés à la perception des infrasons et des sons de basse fréquence émis par les éoliennes ;
- Mieux connaître les effets des infrasons sur l’oreille interne ou le système nerveux central humains.
Pour y parvenir, le projet s’appuie sur deux volets complémentaires : une étude épidémiologique menée auprès de 1200 riverains de parcs éoliens en France et une étude psychoacoustique et physiologique.
Cette seconde étude consistera en la réalisation en laboratoire de mesures psychoacoustiques et physiologiques dans un environnement maîtrisé à l’aide de sons d’éoliennes mesurés ou synthétisés par un modèle physique pour différentes conditions de fonctionnement de ces éoliennes. Elle permettra de déterminer les paramètres qui ont un rôle important dans les effets du bruit émis par les éoliennes sur la sensation auditive et la gêne.
Évaluer les conséquences du bruit des éoliennes sur le sommeil
Un autre projet, appelé « EOLSOMnie » est destiné à mieux comprendre les effets du bruit des éoliennes sur le sommeil. Il consiste à mener une étude spécifique portant sur le sommeil auprès d’un sous-échantillon d’une centaine de participants à l’étude épidémiologique incluse dans le projet RIBEolH.
L’objectif est d’évaluer les effets du bruit audible émis par les éoliennes sur les paramètres individuels de sommeil et de déterminer si les sons de basse fréquence et les infrasons produits par les éoliennes modifient la physiologie du sommeil.
Les résultats de ces deux projets permettront d’alimenter de futurs travaux qui pourraient porter sur la préconisation de seuils de bruit applicables dans le cadre du développement éolien, et pour lequel les connaissances font actuellement défaut.
Mieux connaître les impacts du bruit émis par les éoliennes permettra de mieux les maîtriser, et de fournir un meilleur accompagnement du développement de l’énergie éolienne dans le respect de tous. Une étape importante pour pouvoir développer dans les meilleures conditions cette énergie renouvelable, dans le cadre de l’indispensable transition énergétique en cours.
Anne-Sophie Evrard, Chargée de recherche en épidémiologie, Université Gustave Eiffel et David Ecotière, Chercheur en acoustique environnementale – Directeur adjoint de l’Unité Mixte de Recherche en Acoustique Environnementale (UMRAE), Cerema
Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.
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| Postiamo questa traduzione per facilitare la lettura dell’articolo. Per un uso professionale e/o di studio del testo raccomandiamo di fare riferimento al testo originale alla fonte. editor |
Effetti del rumore delle turbine eoliche sulla salute: mito o realtà?
Il rumore è un grave problema di salute pubblica. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), è il secondo fattore di rischio ambientale in Europa in termini di morbilità , dopo l’inquinamento atmosferico.
Così, nell’Europa occidentale, ogni anno si contano più di un milione di anni di vita vissuti con disabilità a causa del rumore dei trasporti , i cui effetti sono stati dimostrati con prove sufficienti come disturbi del sonno, disagio, aumento dei rischi cardiovascolari e difficoltà di apprendimento .
Sebbene gli impatti sulla salute del rumore dei trasporti siano stati ampiamente studiati, lo stesso non vale per altre fonti di rumore ambientale. Questo è particolarmente vero per i parchi eolici, che stanno conoscendo un notevole sviluppo in Francia e in molti altri paesi. Insieme all’impatto sul paesaggio, l’inquinamento acustico delle turbine eoliche è uno degli argomenti più spesso addotti dagli oppositori di questi impianti.
Tuttavia, le informazioni veicolate nella sfera pubblica, in particolare su Internet, riguardo alla realtà degli impatti di questo tipo di rumore e dei suoi effetti spesso appaiono non al passo con le conoscenze che costituiscono il consenso della comunità scientifica. Ma cosa sono?
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Rumore del vento: un rumore specifico
Rispetto a molte altre fonti di rumore ambientale, sia antropiche che naturali, i livelli di rumore generati da un parco eolico sono molto moderati. Fuori dall’abitazione di un residente, raramente superano i 40 dBA , l’equivalente del livello di rumore in un ufficio silenzioso .
A titolo di confronto, il livello di rumore del trasporto davanti all’abitazione di un residente può superare i 70 dBA (livello sonoro di soglia per un punto nero del rumore stradale durante il giorno).
Nonostante questi livelli molto moderati, i residenti locali a volte esprimono fastidio per il rumore delle turbine eoliche. Diversi motivi possono spiegare questo.
Innanzitutto ricordiamo che la scala dei decibel è una scala logaritmica, il che significa che 3 decibel in più equivalgono al raddoppio dell’energia sonora, e che 10 decibel in più la moltiplicano per 10. Tuttavia, se il fastidio dovuto al rumore aumenta con il suono livello di esposizione, la sua evoluzione generalmente non segue una semplice legge e dipende da ciascuna sorgente di rumore e dalle sue caratteristiche (rumore permanente, rumore impulsivo, rumore grave/acuto, ecc.).
Nel caso del rumore generato dalle turbine eoliche, i parchi eolici sono ubicati in ambienti prevalentemente rurali. Il rumore di fondo locale relativamente basso di questi siti può quindi favorire la percezione del rumore emesso.
Il disagio segnalato potrebbe anche in parte derivare dalle particolari caratteristiche del segnale sonoro generato dalle turbine eoliche. Si tratta infatti di un rumore continuo, che a volte può presentare toni marcati (rumore meccanico nella navicella, condizioni superficiali degradate delle pale). Tuttavia, questi sono generalmente un segno di un malfunzionamento della turbina eolica, che può essere corretto.
Quando le pale degli aerogeneratori sono in funzione, possono verificarsi anche fenomeni di “modulazione di ampiezza” che provocano disagi. Queste modulazioni determinano fluttuazioni del livello sonoro nel tempo (dell’ordine di un secondo), la cui origine non è ancora chiaramente stabilita. Diverse possibili spiegazioni sono state avanzate e sono oggetto di ricerca.
Potrebbero provenire, ad esempio, da fenomeni di stallo del flusso d’aria attorno alle pale, da particolari condizioni meteorologiche che influenzano la propagazione del suono, da una specifica direttività sonora delle sorgenti di rumore a livello delle pale in movimento, o ancora da interazioni tra il suono proveniente da loro e dal suolo.
Infine, il rumore del vento ha anche componenti a bassa frequenza (20-200 Hz, udibili) o infrasuoni (frequenze inferiori a 20 Hz, generalmente considerate non udibili) che percorrono distanze maggiori rispetto ai suoni a frequenza più alta. Anche se predominante nello spettro del vento, l’infrasuono generato da un parco eolico rimane comunque ben al di sotto delle soglie di percezione umane note .
Sebbene l’esistenza di questi vari fenomeni sia ben nota, gli scienziati si stanno attualmente chiedendo come modellarli e integrarli nei metodi di previsione del rumore esistenti.
Così, per progredire verso una migliore comprensione dei fenomeni fisici e controllare meglio il rumore emesso dalle turbine eoliche, è stato avviato il progetto di ricerca PIBE . Si sviluppa lungo tre assi : caratterizzazione e modellazione dei fenomeni di modulazione di ampiezza, stima della variabilità dei livelli sonori (valutando in particolare l’influenza della micrometeorologia locale sull’emissione sonora a livello delle pale e sulla propagazione del suono), e progettazione dei sistemi per ridurre al minimo il rumore prodotto dalle lame.
Un numero limitato di persone esposte al rumore del vento
Per valutare i problemi di salute pubblica rappresentati dall’esposizione alle emissioni sonore delle turbine eoliche, occorre tenere conto di due parametri: il numero di persone interessate e la gravità dell’effetto del rumore delle turbine eoliche sulla salute, che sono dimostrati.
Un recente studio sull’esposizione della popolazione della Francia metropolitana al rumore del vento indica che oltre l’80% della popolazione esposta si trova a livelli inferiori a 40 dBA .
Nel 2017, anno di riferimento dello studio, la percentuale della popolazione della Francia metropolitana esposta al di sopra di questo valore variava dallo 0,08% (condizioni notturne) allo 0,18% (condizioni diurne), a seconda delle condizioni di diffusione.
A titolo di confronto, nello stesso anno, la percentuale della popolazione della Francia metropolitana esposta a più di 40 dBA di notte era del 15% per il rumore stradale, del 7% per il rumore ferroviario e dello 0,7% per il rumore aereo .
Effetti sulla salute non dimostrati
Recenti articoli che riassumono le attuali conoscenze riportano l’ assenza di prove di effetti del rumore del vento sulla salute umana , se non per quanto riguarda il fastidio .
La maggior parte degli studi disponibili ha trovato una significativa associazione positiva tra i livelli di rumore emessi dalle turbine eoliche e la percentuale di persone che sono molto infastidite. Inoltre, a parità di livello sonoro, il rumore generato dalle turbine eoliche può essere percepito come più fastidioso di quello proveniente da altre sorgenti di rumore (in particolare dal trasporto), a causa di alcune caratteristiche acustiche del segnale sonoro precedentemente descritte, in particolare la possibile esistenza di modulazione di ampiezza del segnale.
Tuttavia, le sole proprietà acustiche del rumore emesso dalle turbine eoliche non spiegano tutto il fastidio. Questo, infatti, può dipendere anche da altri fattori non acustici come la visibilità dell’impianto eolico, l’atteggiamento delle persone esposte nei suoi confronti, o un particolare legame di interesse che un residente locale ha con l’impianto (tasse di interesse, ad esempio ).
Pochissimi studi hanno esaminato gli effetti del rumore del vento sui disturbi del sonno, sulle malattie cardiovascolari, sui sistemi metabolici o endocrini, sulla cognizione o sulla salute mentale. L’OMS sottolinea pertanto che le prove riguardanti gli effetti sulla salute del rumore del vento sono inesistenti o di bassa qualità.
Le emissioni di rumore a bassa frequenza o infrasuoni delle turbine eoliche sono spesso citate come una potenziale fonte di rischio per la salute umana o animale.
Tuttavia, l’Agenzia nazionale per la sicurezza alimentare, ambientale e dei lavoratori (Anses), in un parere del 2017 , nonché studi internazionali più recenti , concludono che non vi è un’argomentazione scientifica sufficiente a favore dell’esistenza di effetti sulla salute legati a tali emissioni e la mancanza di studi sull’argomento.
Tale parere indica, tuttavia, che reali situazioni di malessere possono essere segnalate dai residenti locali, ma che la loro imputabilità al rumore degli aerogeneratori è complessa e molto spesso rimane difficile da stabilire.
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Mentre alcune teorie avanzate dagli oppositori (“Wind Syndrome” e “Vibro Acoustic Disease”) sono state ritenute poco credibili da questo parere, altri meccanismi di effetti restano da esplorare, come quelli che potrebbero riguardare il sistema cocleovestibolare e causare effetti fisiopatologici. Situato nell’orecchio interno, questo sistema sensoriale contribuisce alla sensazione di movimento ed equilibrio. È noto per avere una particolare sensibilità alle basse frequenze e agli infrasuoni .
Tuttavia, se certi effetti cellulari sono stati osservati su animali da laboratorio tramite suoni puri e intensi (ma non necessariamente equivalenti a un suono a bassissima frequenza nell’uomo), la loro esistenza resta da dimostrare nel caso umano e per esposizioni sonore simili a quelle delle turbine eoliche (suoni complessi, di minore intensità sonora, ma di durata prolungata).
Tali effetti potrebbero fornire una spiegazione al disturbo espresso, che a volte sarebbe più grave di quanto previsto da stime e misurazioni del campo acustico, o da conoscenze accertate sulla sensibilità agli infrasuoni o ai suoni a bassa frequenza.
Comprendere gli effetti sulla salute del rumore delle turbine eoliche, compresi gli infrasuoni
Per superare l’attuale mancanza di conoscenza, l’Organizzazione Mondiale della Sanità e, in Francia, l’ANSES, hanno raccomandato l’implementazione di studi epidemiologici su un gran numero di individui, utilizzando misurazioni oggettive della salute dei partecipanti e misurando l’esposizione alle turbine eoliche rumore in modo oggettivo e standardizzato per un’ampia gamma di livelli e frequenze sonore (inclusi suoni a bassa frequenza e infrasuoni).
Il progetto di ricerca francese “RIBEolH” (Ricerca sull’impatto del rumore del vento sugli esseri umani: suono, percezione, salute) è nato per rispondere a questa esigenza. In corso, ha diversi obiettivi:
- Valutare gli effetti sulla salute del rumore udibile, dei suoni a bassa frequenza o degli infrasuoni emessi dalle turbine eoliche e comprendere meglio il fastidio espresso da alcuni residenti locali;
- Identificare i meccanismi uditivi associati alla percezione degli infrasuoni e dei suoni a bassa frequenza emessi dalle turbine eoliche;
- Comprendere meglio gli effetti degli infrasuoni sull’orecchio interno umano o sul sistema nervoso centrale.
Per raggiungere questo obiettivo, il progetto si basa su due componenti complementari: uno studio epidemiologico condotto su 1.200 residenti che vivono vicino ai parchi eolici in Francia e uno studio psicoacustico e fisiologico.
Questo secondo studio consisterà nell’effettuare misurazioni psicoacustiche e fisiologiche di laboratorio in un ambiente controllato utilizzando suoni di turbine eoliche misurati o sintetizzati da un modello fisico per diverse condizioni operative di queste turbine eoliche. Permetterà di determinare i parametri che hanno un ruolo importante negli effetti del rumore emesso dalle turbine eoliche sulla sensazione uditiva e sul fastidio.
Valutare le conseguenze del rumore delle turbine eoliche sul sonno
Un altro progetto, chiamato “EOLSOMnie”, ha lo scopo di comprendere meglio gli effetti del rumore delle turbine eoliche sul sonno. Consiste nel condurre uno studio specifico sul sonno con un sottocampione di circa cento partecipanti allo studio epidemiologico inserito nel progetto RIBEolH.
L’obiettivo è valutare gli effetti del rumore udibile emesso dalle turbine eoliche sui parametri del sonno individuale e determinare se i suoni a bassa frequenza e gli infrasuoni prodotti dalle turbine eoliche modificano la fisiologia del sonno.
I risultati di questi due progetti confluiranno nel lavoro futuro che potrebbe riguardare la raccomandazione di soglie di rumore applicabili nel contesto dello sviluppo dell’energia eolica, e per le quali attualmente mancano le conoscenze.
Una migliore comprensione degli impatti del rumore emesso dalle turbine eoliche consentirà di controllarle meglio e di sostenere meglio lo sviluppo dell’energia eolica nel rispetto di tutti. Un passo importante per poter sviluppare questa energia rinnovabile nelle migliori condizioni, nell’ambito della fondamentale transizione energetica in corso.