CDAP - AC.2016.0103 - 2019-10-31 - PRO NATURA - LIGUE SUISSE POUR LA PROTECTION DE LA NATURE, Pro Natura Vaud - Ligue vaudoise pour la protection de la nature, ASPO/BirdLife Suisse (Association Suisse pour la protection des, Association SOS Jura Vaud-Sud, FONDATION SUISSE POUR LA PROTECTION ET L'AMENAGEMENT DU PAYSAGE (FP), HELVETIA

I. Recevabilité des recours

1.

a) Les recours sont dirigés d'abord contre les décisions du 21 avril 2015 des Conseils général et communaux de Premier, Vallorbe et Vaulion adoptant le PPA "Sur Grati - Parc éolien" et contre la décision du 23 février 2016 du DTE approuvant préalablement ce PPA. Ces décisions ont été notifiées simultanément aux opposants déboutés, conformément à l'art. 60 LATC dans sa teneur en vigueur avant le 1er septembre 2018. Elles peuvent ensemble faire l'objet d'un recours de droit administratif au Tribunal cantonal (anciens art. 60 et 61 al. 2 LATC [actuellement: art. 43 al. 2 LATC]; art. 92 ss de la loi cantonale du 28 octobre 2008 sur la procédure administrative [LPA-VD; BLV 173.36]).

Les recours s'en prennent ensuite à la décision du 23 février 2016 du DIRH approuvant préalablement le projet d'aménagements des accès et projet des emprises et servitudes, pour laquelle l'art. 13 al. 3 LRou prévoit l'application de la procédure d'adoption des plans d'affectation, décrite au paragraphe précédent, auquel il convient de renvoyer.

Les recours sont formés de surcroît contre les décisions du 13 mai 2015 de la DGE autorisant les défrichements de surfaces dans et hors du périmètre du PPA, lesquelles sont également susceptibles d'un recours de droit administratif au Tribunal cantonal (art. 103 de la loi forestière cantonale du 8 mai 2012 [LVLFO; BLV 921.01] et art. 92 ss LPA-VD).

Les recourantes FP et consorts contestent encore la décision du 23 février 2016 du DTE approuvant le projet de conduite principale d'eau potable selon l'art. 7b LDE, pouvant être déférée au Tribunal cantonal par un recours de droit administratif (art. 18 LDE et 92 ss LPA-VD). Lesdites recourantes attaquent enfin "la décision concernant l'approbation du plan de raccordement au réseau d'électricité" (art. 16 ss LIE). Cette décision, à rendre par l'autorité fédérale, échappe à la compétence du Tribunal cantonal de sorte que le recours est d'emblée irrecevable sous cet angle.

b) Les recours ont été déposés en temps utile (art. 95 et 96 al. 1 let. a LPA-VD) et ils respectent les exigences légales de motivation (art. 76, 77 et 79 LPA-VD, par renvoi de l'art. 99 LPA-VD).

c) aa) Les organisations nationales Pro Natura (Suisse), ASPO/BirdLife Suisse (Association suisse pour la protection des oiseaux), Helvetia Nostra et Fondation suisse pour la protection et l'aménagement du paysage (FP), qui avaient formé opposition, ont qualité pour recourir en vertu de l'art. 12 al. 1 let. b de la loi fédérale du 1er juillet 1966 sur la protection de la nature et du paysage (LPN; RS 451) en lien avec l'art. 2 al. 1 let. b LPN et de l'art. 55 de la loi fédérale du 7 octobre 1983 sur la protection de l’environnement (LPE; RS 814.01) en relation avec l'art. 1er et les ch. 4, 6, 9 et 13 de l'annexe à l'ordonnance du 27 juin 1990 relative à la désignation des organisations habilitées à recourir dans les domaines de la protection de l'environnement ainsi que de la protection de la nature ou du paysage (ODO; RS 814.076), étant donné notamment que le projet est soumis aux dispositions sur l'étude d'impact.

bb) Sur le plan cantonal, l'art. 90 de la loi cantonale du 10 décembre 1969 sur la protection de la nature, des monuments et des sites (LPNMS; BLV 450.11) attribue aux associations d'importance cantonale qui, aux termes de leurs statuts, se vouent à la protection de la nature, des monuments et des sites, le droit de recourir contre les décisions prises en application de cette loi. Le droit de recours des associations est ainsi soumis à la triple condition que les décisions attaquées touchent aux domaines régis par la LPNMS, que le but statutaire des associations embrasse de tels domaines et que les associations recourantes soient d'importance cantonale (Laurent Pfeiffer, La qualité pour recourir en droit de l'aménagement du territoire et de l'environnement, thèse, 2013, p. 233; AC.2013.0382 du mars 2015 consid. 1a).

Sont considérées comme prises en application de la LPNMS les décisions sur les plans d'affectation ou les autorisations de construire qui doivent tenir compte des impératifs de protection résultant de cette législation (AC.2009.0001 du 26 février 2010 consid. 1c/aa; AC.2009.0260 du 4 février 2010 consid. 2f et les réf. citées).

Contrairement au droit fédéral, le droit vaudois ne prévoit aucune liste, équivalente à celle figurant en annexe de l'ODO, des associations habilitées à recourir en application de la LPNMS. Dès lors, l'autorité cantonale de recours examine systématiquement les statuts des associations recourantes afin de déterminer si elles poursuivent des buts de protection de la nature, des monuments et des sites. Il faut en particulier que le but de protection soit suffisamment précis (Pfeiffer, op. cit., p. 235).

La qualité pour recourir en vertu de l'art. 90 LPNMS est réservée aux associations d'importance cantonale. L'importance cantonale de l'association se détermine en fonction de ses statuts, de sa dénomination, mais surtout au regard de l'objet qu'elle vise à protéger. Celui-ci doit être d'importance cantonale ou, pour le moins, avoir un impact cantonal non négligeable. Une association qui poursuit un objectif localement limité n’est généralement pas considérée comme étant d’importance cantonale (Pfeiffer, op. cit., p. 236; AC.2009.0144 du 05 octobre 2010 consid.1c; AC.2007.0121 du 21 novembre 2008 consid. 1d et AC.2004.0258 du 4 mai 2006 consid. 1b/bb s’agissant de l’Association pour la sauvegarde du Pied du Jura; AC.2009.0260 du 4 février 2010 consid. 2g s’agissant du Mouvement pour la défense de Lausanne).

En l'occurrence, la qualité pour recourir doit être reconnue d'emblée à l'association cantonale Pro Natura Vaud, étant précisé que celle-ci avait formé opposition.

L'association cantonale Paysage Libre Vaud (formellement Fédération vaudoise "Paysage libre"), fondée le 2 juillet 2013, a pour but de réunir dans le canton de Vaud les groupements et les personnes qui s'engagent pour la préservation des zones du pays menacées par les atteintes industrielles aux humains, à la nature, en particulier à la faune et à la flore, ainsi qu'au paysage, de coordonner leurs activités et de mener des actions au niveau cantonal (art. 2 des statuts). Sont membres de la fédération les groupements locaux (communaux, intercommunaux, régionaux) visant un but semblable ou analogue à celui de l'art. 2 et dont l'activité concerne en tout ou partie le territoire vaudois, ainsi que toute personne individuelle, physique ou morale, ayant une attache avec le canton de Vaud et acceptant les statuts (art. 3 des statuts). Il s'agit d'une association faîtière qui comprend actuellement treize organisations régionales vaudoises (notamment Eoleresponsable, luttant contre le projet Eoljorat Sud, ainsi que SOS Jura, se battant contre les projets de Mollendruz, Bel Coster et Sur Grati) et quatre associations partenaires des régions limitrophes. Paysage Libre Vaud est elle-même membre de la faîtière Paysage-Libre Suisse (qui ne figure pas dans l'annexe de l'ODO). Dans ces conditions, il n'est pas certain qu'une telle association, qui vise à "réunir" des groupements et des personnes, dispose de la qualité pour former un recours corporatif "idéal". Cette question, ainsi que celle de la qualité pour déposer un recours corporatif "égoïste" (cf. AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 1), souffrent néanmoins de rester indécises compte tenu du sort du litige et du fait que le recours de Paysage Libre Vaud a été déposé en commun avec la Fondation FP et Helvetia Nostra.

Il est également douteux que l'Association SOS Jura Vaud-Sud (aujourd'hui SOS Jura selon ses statuts du 15 février 2018) bénéficie de la qualité pour recourir, d'autant moins qu'il s'agit d'une association à vocation régionale. Cela étant, il apparaît d'emblée que plusieurs particuliers ayant agi conjointement avec l'association remplissent personnellement les conditions de l'art. 75 let. a LPA-VD, à savoir qu'ils ont participé à la procédure précédente en formant opposition, qu'ils sont atteints par les décisions relatives au PPA et qu'ils disposent d'un intérêt digne de protection à ce que cette mesure de planification soit annulée ou modifiée. Vu les dimensions des éoliennes projetées (dont la hauteur pourrait dépasser 200 m), il est en effet manifeste que les propriétaires de maisons d'habitation situées à environ 2-3 km du site (Vallorbe et Vaulion) seraient particulièrement touchés, en raison de l'impact visuel des machines à cette distance, dans un paysage naturel dépourvu de constructions hautes. Cette situation est celle de la plupart des recourants. Cela leur donne la possibilité de contester l'ensemble du PPA, le parc éolien étant conçu comme un ensemble d'installations interdépendantes (cf. ATF 140 II 214 consid. 2.3 et les réf. citées; AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 1).

Dans cette mesure, sans examiner plus en détail les qualités pour recourir des uns et des autres contre les diverses décisions attaquées, il y a lieu d'entrer en matière.

II. Mesures d'instruction

2.

a) Les recourants requièrent la suspension de la cause jusqu'à ce que la CDAP soit saisie des recours contestant les parcs éoliens du Mollendruz (douze éoliennes) et de Bel Coster (neuf éoliennes). De l'avis des recourants, il serait impératif de procéder à une pesée des intérêts sur l'ensemble des trois parcs, pratiquement contigus, étroitement liés quant à l'amplitude de leur impact sur le paysage. Il n'y aurait pas lieu de donner la préférence au premier projet arrivant à la CDAP en feignant d'ignorer les deux autres, ainsi qu'en omettant les impacts cumulés des trois projets sur la perception du paysage.

Selon l'art. 25 LPA-VD, l'autorité peut, d'office ou sur requête, suspendre la procédure pour de justes motifs, notamment lorsque la décision à prendre dépend de l'issue d'une autre procédure ou pourrait s'en trouver influencée d'une manière déterminante.

A bien suivre les recourants, leur requête repose en définitive sur l'idée qu'il appartiendrait au tribunal de traiter simultanément les projets Sur Grati, Mollendruz et Bel Coster, situés à proximité les uns des autres sur la chaîne du Jura-Nord vaudois, aux fins de déterminer si la réalisation des trois parcs serait conforme à une saine pesée des intérêts et, dans la négative, lequel d'entre eux devrait être privilégié. Cette demande doit être rejetée. Le droit fédéral prévoit certes des planifications coordonnées pour certains grands projets d'infrastructures (routes nationales, nouvelles lignes ferroviaires), mais il ne règle pas la procédure d'établissement des parcs éoliens. Aucune disposition du droit fédéral, notamment de la législation sur l'énergie, n'impose de considérer les différents parcs éoliens d'une même région comme des installations partielles d'un projet unique. Au niveau cantonal, le PDCn n'a pas prévu de procédure de planification supplémentaire coordonnée, au cours de laquelle seraient réexaminés globalement et simultanément les effets sur l'environnement des parcs éoliens d'une même région. Le droit cantonal, qui organise la coordination globale dans le cadre du PDCn, et laisse ensuite les porteurs de projet (sociétés électriques, communes) mener séparément les procédures de planification et d'autorisation, est compatible avec le principe de coordination. Dans ces conditions, la juridiction de recours n'est pas tenue de procéder à des suspensions et à des jonctions de causes en vue de garantir, au surplus, une coordination formelle (décision simultanée sur plusieurs parcs éoliens). Il incombe donc au Tribunal cantonal de se prononcer exclusivement sur les atteintes causées à l'environnement (au sens large) par le parc éolien litigieux, qui est le premier à accéder à ce stade de la procédure dans le secteur en cause, étant encore précisé que si le projet du Mollendruz est pendant devant la CDAP, tel n'est pas le cas de celui de Bel Coster.

b) Les recourants requièrent des mesures d'instruction supplémentaires.

L'autorité peut mettre un terme à l'instruction lorsque les preuves administrées lui ont permis de forger sa conviction et que, procédant d'une manière non arbitraire à une appréciation anticipée des preuves qui lui sont encore proposées, elle a acquis la certitude qu'elles ne pourraient l'amener à modifier son opinion (cf. ATF 140 I 285 consid. 6.3.1; 138 III 374 consid. 4.3.2; TF 2C_605/2018 du 24 octobre 2018 consid. 2.1 et les réf. citées).

En l'occurrence, il n'y a pas lieu de donner suite à la requête des recourants tendant à la production d'une version non anonymisée de la liste cantonale identifiant les sites susceptibles d'accueillir des éoliennes, ni de l'entier du dossier relatif aux choix des 19 sites inscrits au Plan directeur cantonal. Encore une fois, il n'appartient pas au tribunal de revoir la sélection et le classement des sites retenus dans le Plan directeur cantonal (cf. consid. 3c infra). Cette mesure n'apparaît ni nécessaire ni utile à l'établissement des faits pertinents pour l'issue du litige.

Il n'en va pas autrement de la requête des recourants Association Jura Vaud-Sud et consorts tendant à ce qu'il soit procédé à une nouvelle inspection locale, en présence cette fois de drones placés en vol stationnaire représentant les éoliennes. Ainsi qu'il a été noté au compte-rendu de l'audience, les gabarits posés à cette occasion ont permis au tribunal, in situ, de se rendre compte de l'impact sur le paysage des éoliennes projetées. Il en est allé de même lors de l'inspection locale à Ballaigues, bien que le gabarit ait été ôté entre-temps, la hauteur de l'antenne Swisscom, de 70 m, permettant de concevoir à suffisance l'impact visuel des futures éoliennes, trois fois plus hautes, le long de la crête. Encore faut-il ajouter que les photomontages au dossier apportent les informations nécessaires. Pour le même motif, il n'y a pas lieu de procéder, à la demande des recourantes Pro Natura et consorts, à des vidéos simulant l'impact des éoliennes avec différentes luminosités.

S'agissant de la requête des recourantes Pro Natura et consorts visant la mise en œuvre de nouvelles études sur l'impact des éoliennes sur l'avifaune, elle doit également être rejetée, les nombreuses études figurant au dossier permettant à la CDAP de se forger une conviction. C'est pareillement en vain que les recourantes Pro Natura et Fondation FP et consorts demandent la mise en œuvre de nouvelles mesures de vent, les incertitudes subsistant à ce sujet ne conduisant de toute façon pas à condamner le projet, ainsi qu'on le verra ci-dessous (consid. 3 et 21). Quant aux requêtes tendant à des investigations du réseau d'eaux souterraines ou du sous-sol en vue de déterminer l'existence de grottes ou de cavités, elles doivent être rejetées, de telles expertises étant disproportionnées ou superflues au stade du plan d'affectation (cf. consid. 7b et 7d infra).

Enfin, il n'y a pas lieu d'interpeller l'OFAC s'agissant de la validité à ce jour de son autorisation du 4 septembre 2013, le texte de cette autorisation prévoyant expressément une échéance, prolongeable, au 31 décembre 2040 (cf. art. 63 de l'ordonnance du 23 novembre 1994 sur l'infrastructure aéronautique [OSIA; RS 748.131.1]). Il n'est pas davantage nécessaire de questionner spécifiquement cet office sur l'impact des éoliennes sur les planeurs (vol à voile), ces engins étant considérés comme des aéronefs, inclus dans la notion de navigation aérienne (cf. art. 1 al. 2 de la loi fédérale du 21 décembre 1948 sur l'aviation [LA; RS 748.0] et annexe de l'ordonnance du 14 novembre 1973 sur l'aviation [OSAv; RS 748.01]).

III. Efficience énergétique et pesée des intérêts

3.

Les recourants critiquent la pesée des intérêts effectuée dans le cadre de la procédure d'établissement du PPA. En substance, ils reprochent aux autorités de planification d'avoir retenu à tort que la réalisation du parc éolien répondait à un intérêt public prépondérant, compte tenu selon eux de sa faible efficience énergétique. De leur avis, la production pouvant être attendue serait largement inférieure à celle indiquée dans le rapport 47 OAT/RIE.

a) La politique énergétique en Suisse est une politique publique dont les bases constitutionnelles et légales figurent dans des normes fédérales et cantonales. Au niveau fédéral, l'art. 89 de la Constitution du 18 avril 1999 (Cst.; RS 101) dispose que dans les limites de leurs compétences respectives, la Confédération et les cantons s'emploient à promouvoir un approvisionnement énergétique suffisant, diversifié, sûr, économiquement optimal et respectueux de l'environnement, ainsi qu'une consommation économe et rationnelle de l'énergie (al. 1). La Confédération fixe les principes applicables à l'utilisation des énergies indigènes et des énergies renouvelables et à la consommation économe et rationnelle de l'énergie (al. 2); elle favorise le développement des techniques énergétiques, en particulier dans les domaines des économies d'énergie et des énergies renouvelables (al. 3).

Au niveau cantonal, l'art. 56 de la Constitution du 14 avril 2003 (Cst-VD; BLV 101.01) prévoit que l'Etat et les communes veillent à ce que l'approvisionnement en eau et en énergie soit suffisant, diversifié, sûr, économiquement optimal et respectueux de l'environnement (al. 2); ils favorisent l'utilisation et le développement des énergies renouvelables (al. 3), en collaborant aux efforts tendant à se passer de l'énergie nucléaire (al. 4).

L'objectif exprimé à l'art. 56 al. 4 Cst-VD est conforme à la Stratégie énergétique 2050 de la Confédération, revue à la suite de la catastrophe nucléaire survenue le 11 mars 2011 à Fukushima (Japon), le Conseil fédéral ayant pris le 25 mai 2011 une décision de principe en vue de l'abandon progressif de l'énergie nucléaire. Dans ce contexte, le gouvernement a soumis au Parlement, le 4 septembre 2013, un "premier paquet de mesures de la Stratégie énergétique 2050 (Révision du droit de l'énergie)". Il a notamment proposé une nouvelle loi sur l'énergie, qui a été adoptée par les Chambres fédérales le 30 septembre 2016 (LEne; RS 730.0 - Message in FF 2013 6771). Après l'aboutissement d'une demande de référendum, la nouvelle loi sur l'énergie a été acceptée par le peuple le 21 mai 2017 et est entrée en vigueur le 1er janvier 2018.

La nouvelle loi sur l'énergie a notamment pour but de "permettre le passage à un approvisionnement en énergie basé sur un recours accru aux énergies renouvelables, en particulier aux énergies renouvelables indigènes" (art. 1 al. 2 let. c LEne). A l'art. 2 LEne, le législateur fédéral a fixé des "valeurs indicatives pour le développement de l'électricité issue d'énergies renouvelables": pour la production indigène moyenne d'électricité d'origine hydraulique, il convient de viser un développement permettant d'atteindre au moins 37'400 GW/h en 2035 (al. 2); s'agissant de la production indigène moyenne d'électricité issue des autres énergies renouvelables, il convient de viser un développement permettant d'atteindre au moins 4'400 GW/h en 2020 et au moins 11'400 GW/h en 2035 (al. 1). Ces derniers objectifs ont été calculés en fonction des potentiels de développement pour l'énergie solaire, la géothermie, l'énergie éolienne et la biomasse (FF 2013 6873).

En vertu de l'art. 10 al. 1 LEne, il incombe aux cantons de veiller à ce que leur plan directeur désigne les zones qui se prêtent à l'exploitation de l'énergie éolienne (cette obligation figure également à l'art. 8b LAT, "Contenu du plan directeur dans le domaine de l'énergie", disposition introduite à l'occasion de l'entrée en vigueur de la LEne). L'art. 12 al. 2 LEne prévoit que les installations destinées à utiliser les énergies renouvelables (à savoir des installations de production d'électricité) "revêtent, à partir d'une certaine taille et d'une certaine importance, un intérêt national notamment au sens de l'art. 6, al. 2, de la loi fédérale du 1er juillet 1966 sur la protection de la nature et du paysage (LPN)". Cela vise à renforcer, dans le cadre de la pesée des intérêts, la place de telles installations notamment dans le périmètre des objets inscrits à l'Inventaire fédéral des paysages, sites et monuments naturels d'importance nationale (inventaire IFP); cela doit en d'autres termes "induire une focalisation accrue en faveur des énergies renouvelables" et cela s'applique "d'autant plus aux zones qui bénéficient d'une protection autre, mais plus faible que celle de la LPN […], par exemple des objets inscrits dans un inventaire cantonal (cf. Message, FF 2013 6880 s.). Selon l'art. 12 al. 4 LEne, il appartient au Conseil fédéral de fixer la taille et l'importance requises pour les éoliennes. L'art. 9 de l'ordonnance sur l'énergie du 1er novembre 2017 (OEne; RS 730.01), adopté sur cette base, prévoit ce qui suit:

"Art. 9 Eoliennes présentant un intérêt national

1 S'agissant de la détermination de l'intérêt national d'une éolienne, plusieurs installations peuvent être prises en compte ensemble si elles sont disposées à proximité les unes des autres sur un site commun (parc éolien). Tel est le cas:

a. si les installations se trouvent dans la même zone d'énergie éolienne définie dans le plan directeur cantonal, ou

b. si un rapport d'impact sur l'environnement est établi globalement pour les installations.

2 Les nouveaux éoliennes et parcs éoliens revêtent un intérêt national s'ils atteignent une production annuelle moyenne attendue d'au moins 20 GW/h.

3 Les éoliennes et les parcs éoliens existants revêtent un intérêt national si leur agrandissement ou leur rénovation permet d'atteindre une production moyenne attendue d'au moins 20 GW/h par an."

Déjà avant l'entrée en vigueur de la nouvelle loi fédérale sur l'énergie, la législation fédérale prônait une utilisation accrue des énergies renouvelables (cf. ATF 132 II 408 consid. 4.5.1, relatif au parc éolien du Crêt-Meuron [NE] – cet arrêt cite notamment des articles de l'ancienne loi fédérale du 26 juin 1998 sur l'énergie et il se réfère au programme "SuisseEnergie", lancé en janvier 2001 et prévoyant une augmentation de la part des autres énergies renouvelables, à distinguer de la production hydroélectrique, dans la production de courant électrique et de chaleur).

Dans la législation cantonale, la loi du 16 mai 2006 sur l'énergie (LVLEne; BLV 730.01) prévoit, à l'art. 17 al. 1, que l'Etat et les communes encouragent la production des énergies ayant recours aux agents indigènes et renouvelables. Par une novelle du 29 octobre 2013, entrée en vigueur le 1er juillet 2014, le Grand Conseil a adopté un nouvel art. 16a LVLEne, ainsi libellé:

"Art. 16a Territoire et énergie

1 L'Etat et les communes mènent une réflexion de planification énergétique territoriale au sens de l'article 3.

2 Le Conseil d'Etat veille à la coordination des questions énergétiques dans la démarche d'aménagement du territoire en adoptant des directives internes; celles-ci visent à doter les services concernés de procédures favorisant la réalisation de projets qui valorisent les énergies renouvelables locales et l'efficacité énergétique.

3 Les installations permettant la production d'énergie renouvelable et leur développement revêtent un intérêt prépondérant."

Cette loi ne contient pas de dispositions spécifiques sur l'énergie éolienne, sinon qu'elle prévoit que le service en charge de l'énergie (la DGE) établit et tient à jour un cadastre public des sites adaptés à l'énergie éolienne (art. 20 al. 1 LVLEne) (sur l'ensemble de ce consid. 3a, AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 2a).

b) Dans le cadre constitutionnel et légal que l'on vient de décrire, les autorités cantonales ont mis en place une "stratégie cantonale pour l'énergie éolienne" dont les éléments principaux sont exposés dans le Plan directeur cantonal, à propos de la mesure F51 (cf. supra, let. A). Cette stratégie prévoit un développement important de l'énergie éolienne, avec l'objectif d'une production annuelle moyenne de 500 à 1000 GW/h (une production vaudoise de 570 à 1170 GW/h est estimée par la Confédération dans sa "Conception Energie Eolienne" 2017).

Le périmètre général du projet Sur Grati est désigné, dans le Plan directeur cantonal, comme une région ou zone se prêtant à l'utilisation d'énergies renouvelables, au sens de l'art. 8b LAT. La mesure F51 du PDCn ne se limite cependant pas à indiquer les régions favorables, de ce point de vue, mais elle identifie des sites précis en fonction d'une première évaluation basée notamment sur des critères énergétiques (cf. supra, let. A). Elle a conduit, sur 37 sites étudiés, à en écarter 18 pour retenir 19. Pour le site de Sur Grati, les autorités compétentes de la Confédération pour l'approbation des plans directeurs cantonaux (cf. art. 11 LAT, art. 11 OAT) ont retenu qu'il s'agissait d'un parc éolien intégré dans la planification cantonale. Ce site a pu être approuvé "en coordination réglée", ce qui signifie qu'aucune étape supplémentaire ne doit être franchie au stade de la planification directrice et qu'aucune condition n'est imposée par la Confédération (cf. art. 5 al. 2 let. a OAT). Cette approbation fédérale est intervenue le 30 novembre 2015, dans le cadre de l'approbation des 2e et 3e adaptations du PDCn de 2008 (la décision du DETEC ainsi que le rapport d'examen de l'Office fédéral du développement territorial ARE, qui énonce les motifs de cette approbation [cf. notamment p. 26 ss], sont publiés sur le site internet de l'ARE, rubrique "plan directeurs cantonaux", Vaud; l'approbation fédérale concerne également les sites du Mollendruz et de Bel Coster). Le parc éolien Sur Grati, qui peut être considéré comme un projet ayant des incidences importantes sur le territoire et l'environnement, est donc "prévu dans le plan directeur", au sens de l'art. 8a al. 2 LAT et la règle de la "réserve du plan directeur" ("Richtplanvorbehalt") a bien été observée au moment de l'établissement du plan d'affectation spécial (cf. arrêt TF 1C_346/2014 du 26 octobre 2016 consid. 2; AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 2b).

Par ailleurs, les indications relatives à l'efficacité énergétique du projet figurent dans le rapport 47 OAT/RIE du 28 mai 2014, qui estime le potentiel de production annuelle du parc éolien à 44,5 GW/h avec six éoliennes du modèle Enercon E-101 (mât de 149 m et rotor de 101 m de diamètre), respectivement à 49,2 GW/h avec le modèle Enercon E-115 (mât de 149 m et rotor de 115,7 m de diamètre), privilégié.

c) Dans le Plan directeur cantonal (mesure F51), à propos de la stratégie cantonale pour l'énergie éolienne, il est fait référence aux "Directives cantonales pour l'installation d'éoliennes d'une hauteur supérieure à 30 mètres", élaborées par quatre services cantonaux (Direction générale de l'environnement, Service du développement territorial, anciens services des routes et de la mobilité). Ce document règle en premier lieu la "procédure d'intégration des sites dans la planification directrice sectorielle". Ensuite, il contient des indications sur la "procédure d'affectation du sol", à savoir sur la création de zones spéciales pour parc éolien. A propos de la vitesse du vent, les directives prévoient que la vitesse moyenne annualisée des vents à la hauteur des moyeux doit être d’au moins 5 m/s pour chaque machine (p. 9).

On peut déduire de ces directives que l'intégration d'un site éolien à la planification directrice cantonale – comme cela a été fait pour le site de Sur Grati, figurant sur la carte de la mesure F51 – ne signifie pas que les autorités compétentes n'ont plus à examiner la justification du projet, en d'autres termes l'existence d'un potentiel énergétique suffisant, au stade du plan d'affectation. Cela étant, le "potentiel énergétique", dépendant en particulier de la vitesse moyenne annualisée du vent, est un des critères appliqué dans le cadre de la planification directrice; les autorités cantonales compétentes ont donc tenu compte de l'existence d'un tel potentiel pour inscrire le parc éolien litigieux dans la liste (AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 2b).

Il convient encore de souligner que dans l'arrêt rendu dans la cause AC.2013.0263 du 2 mars 2015 (consid. 2b/dd, Sainte-Croix), la CDAP avait traité de la question du processus de sélection des sites opéré dans la planification cantonale, ainsi qu'il suit:

" Avec certains des recourants, on peut certes s'interroger sur la pertinence et le poids de certains critères (notamment les sous-critères relatifs à la qualité des études énergétiques par opposition au potentiel énergétique proprement dit utilisés en relation avec le critère principal "potentiel énergétique" qui ont pour conséquence que 66% de la note attribuée provient de la qualité des mesures et non pas de la qualité du vent). On peut également s'étonner du fait que l'impact sur la forêt n'ait pas été un critère directement pris en compte (il l'est de manière indirecte en relation avec le critère "impact paysager"). Cela étant, sous réserve de circonstances très particulières, il n'appartient pas au Tribunal cantonal de discuter et de mettre en question à l'occasion d'un litige relatif à un projet concret les critères utilisés pour choisir les sites qui ont été intégrés au plan directeur cantonal dans le cadre de la planification positive des parcs éoliens à laquelle il a été procédé. Comme le relève le Département de l'intérieur dans ses dernières déterminations, les critères utilisés et l'évaluation faite sur la base de ces critères font partie de la politique menée par le Canton de Vaud en matière d'approvisionnement énergétique, soit une tâche de planification dans laquelle l'autorité en charge de l'aménagement du territoire bénéfice d'une importante liberté d'appréciation. Le Tribunal cantonal ne pourrait dès lors intervenir que si les critères utilisés et leur pondération étaient incompréhensibles ou clairement arbitraires, ce qui n'est pas le cas en l'espèce."

Ce considérant conserve toute sa pertinence en l'occurrence. On rappelle que les Directives cantonales (p. 5 ss), auxquelles il est renvoyé, décrivent avec précision le processus de sélection à suivre, ainsi que les critères principaux et leur pondération. Il n'est pas contesté que ces directives ont été suivies dans le choix d'intégrer le site de Sur Grati à la planification, y compris dans leurs éléments déjà critiqués, en vain, dans la cause concernant le parc éolien de Sainte-Croix. Dans la présente procédure de recours, il n'y a donc aucun motif de remettre en cause le contenu du Plan directeur cantonal, ni le processus d'évaluation et de sélection des sites (AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 2b). Les arguments développés et les documents produits dans la présente procédure (Jean-Bernard Jeanneret, Analyse de productivité du parc éolien Sur Grati, 15 mars 2017; Identification des sites d'éoliennes: résultats finaux de la procédure d'évaluation, janvier 2013; Identification des sites d'éoliennes, résultat de la procédure d'évaluation, approuvé par le Conseil d'Etat le 2 mai 2012; Evaluation des projets éoliens - tableau récapitulatif; SEVEN, SDT, SFFN, Processus de réalisation des projets dans le domaine éolien et adaptation de la planification cantonale; SEVEN, SDT, SFFN, SIPAL, critères et barèmes d'évaluation) ne conduisent pas à une autre conclusion.

Dans ces conditions, il n'appartient pas davantage au tribunal de revoir le classement des 19 sites retenus dans le Plan directeur cantonal selon le nombre de "points" obtenus dans la procédure d'évaluation ni, plus spécifiquement, le "rang" attribué au parc Sur Grati. Il faut préciser à cet égard que le processus de coordination, au stade du plan directeur, exigeait une "planification positive", c'est-à-dire l'identification de sites. Les critères adoptés ne tendaient pas à établir un ordre de préférence, le site obtenant le plus de points devant être réalisé prioritairement, mais à déterminer globalement quels sites se prêteraient à cette utilisation. Ensuite, l'initiative d'élaborer un plan d'affectation revient à des collectivités locales ou à des producteurs d'électricité. Ce n'est donc pas l'autorité cantonale qui concrétise la planification directrice en privilégiant tel ou tel site en fonction de l'analyse multicritères. Enfin, il importe pour le canton que les projets éoliens avancent sans classement quelconque au vu de l'urgence de la transition énergétique et de la durée de mise en place des parcs éoliens.

d) Néanmoins, les directives cantonales prescrivent une nouvelle appréciation au moment de l'établissement du plan d'une "zone spéciale, parc éolien". Elles requièrent que soient effectuées des mesures de la vitesse du vent ainsi qu'une analyse de la situation pour chaque machine. Suivant les instruments de mesure – anémomètres ou appareils de télédétection –, il faut que les résultats obtenus, le cas échéant par une modélisation, permettent d'établir que la vitesse moyenne actualisée du vent est à chaque emplacement d'au moins 5 m/s, respectivement de 5,5 m/s (cf. consid. 3d/bb infra; Directives cantonales p. 9ss).

aa) Cette question a été traitée dans le rapport 47 OAT/RIE (p. 9 ss) ainsi que dans son annexe 11.1 "Gisements de vents" comportant deux rapports sectoriels, à savoir celui du 11 février 2014 du bureau KohleNusbaumer intitulé "Mesures de vent et prévision énergétique pour le parc éolien Sur Grati" et celui du 21 octobre 2011 du bureau Wind&Regen appelé "Windpark Sur Grati, Kanton Waadt, Schweiz, Ertragsberechnung".

A cet égard, il convient de rappeler d'emblée que le spécialiste chargé de rédiger un chapitre du RIE n'est pas dans la même position qu'un mandataire ordinaire du maître de l'ouvrage car le cadre de son travail est aussi défini préalablement par l'administration dans le cahier des charges prévu à l'art. 8 OEIE; l'objet du mandat implique ainsi une objectivité et un devoir de diligence particuliers (cf. arrêt TF 1A.123/1999 du 1er mai 2000 consid. 2c; AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 2b). En d'autres termes, le rapport d'impact, en tant qu'il contient des informations scientifiques ou techniques, a en quelque sorte valeur d'expertise, étant donné qu'après son évaluation par le service spécialisé de la protection de l'environnement (la DGE – cf. art. 13 OEIE), il a été reconnu comme complet et exact (à propos de la portée de ces documents ou avis, cf. ATF 131 II 470 consid. 3.1 et 124 II 460 consid. 4b; arrêt TF 1C_429/2009 du 19 juillet 2010 consid. 2.2).

bb) S'agissant de la vitesse du vent, les directives définissent les méthodes de mesures ainsi qu'il suit (p. 9 ss, version juillet 2013):

"4.2.1 Vitesse du vent

La vitesse moyenne annualisée des vents à la hauteur des moyeux doit être d’au moins 5 m/s pour chaque machine.

Il s’agit de démontrer le potentiel énergétique du projet par une campagne complète conforme à la norme internationale Measnet (Evaluation of site-specific wind conditions, Version 1, November 2009) et respectant notamment les points suivants:

1.

La période de mesure est de 12 mois au minimum.

2.

En terrain plat, les données mesurées sont utilisables dans un rayon de 10 km autour du point de mesure. Cette distance se réduit à 2 km en terrain complexe.

3.

La mesure de la vitesse du vent est effectuée avec des anémomètres à coupelles, la mesure de la direction du vent avec des girouettes. L’utilisation d’instruments de type SODAR [appareil de télédétection qui utilise les ondes sonores pour mesurer la vitesse et la direction des vents], LIDAR [appareil de télédétection par laser], ou autre technique reconnue, à la place d’anémomètres, est tolérée pour autant que la vitesse moyenne annualisée des vents à la hauteur des moyeux soit d’au moins 5,5 m/s pour chaque machine.

4.

Les appareils de mesure (anémomètres) sont installés au moins à 2/3 de la hauteur du moyeu de la future éolienne et à plus de 20 mètres en dessous. Si la hauteur est inférieure, des mesures complémentaires avec des instruments de type SODAR, LIDAR, ou autre technique reconnue, seront réalisées sur une période de six semaines au moins.

5.

En terrain étendu et complexe, des points de mesures supplémentaires ou une modélisation du vent seront mises en œuvre."

En l'occurrence, il a été procédé à une mesure anémométrique sur 941 jours utiles (du 31 octobre 2008 au 10 mai 2012), dépassant largement les 12 mois prévus, par la pose d'un anémomètre à 70 m du sol, sur le mât de télécommunication de Premier situé sur la crête à quelque 140 m au nord-est de l'éolienne EG6. Il a également été mené une première mesure Sodar (Sodar 1) à l'emplacement de l'éolienne EG6 d'une durée de 116 jours (du 10 décembre 2010 au 4 avril 2011), ainsi qu'une deuxième mesure Sodar (Sodar 2) au site de l'éolienne EG3 d'une durée de 169 jours (du 29 juillet 2011 au 16 janvier 2012) (rapport KohleNusbaumer du 11 février 2014 p. 3 ss). Rien n'indique que ces campagnes de mesures ne seraient pas conformes aux directives cantonales, y compris dans leur renvoi à la norme internationale Measnet. En particulier, s'il est vrai que la mesure anémométrique n'a pas été opérée aux 2/3 du mât de 149 m de la future éolienne (à savoir à 100 m), elle a été complétée, conformément au ch. 4 des directives, par les deux mesures Sodar réalisées sur des périodes largement supérieures à six semaines – de près de quatre mois, respectivement de 5 mois et demi – pour permettre de définir la répartition verticale des vents. Le critère visant à avoir une bonne connaissance de la répartition annuelle du vent est ainsi respecté. Par ailleurs, même en terrain complexe, l'extrapolation horizontale des mesures demeure valide, dès lors que l'estimation a été opérée avec plusieurs stations (anémométrique ou Sodar) sises à moins de 2 km des emplacements retenus pour les éoliennes. La direction du vent a été consolidée par la corrélation avec les mesures de la station de référence SwissMetNet de la Dôle et les mesures SODAR (pour plus de précisions, voir rapport KohleNusbaumer du 11 février 2014 p. 4 ss et 19 ss).

Cela étant, la puissance fournie par une éolienne est proportionnelle au cube de la vitesse du vent (cf., parmi d'autres, Etude de base du Plan directeur cantonal valaisan, Etude spécifique pour la construction d'installations d'éoliennes en Valais, rapport final, avril 2005, p. 20). En d'autres termes, une petite variation de vent induit de grandes modifications sur l'énergie fournie. Il est ainsi important de disposer de bonnes estimations du vent. Dans la présente cause, si les mesures respectent les Directives cantonales, comme exposé ci-dessus, la mesure anémométrique n'a pas été opérée au moins à 2/3 de la hauteur du moyeu et ne dispose pas d’une mesure de la direction du vent concomitante avec sa vitesse. De plus, l’antenne sur laquelle a été placé l'anémomètre se situe à un peu plus de 2 km de l'éolienne EG1. Le dossier souffre donc d’une certaine faiblesse sur ce point, qui a conduit du reste le bureau KohleNusbaumer à recommander d'envisager, dès l'obtention des permis de construire, une mesure de vent additionnelle sur mât d'une hauteur minimale de 120 m à l'emplacement de l'éolienne EG1 pour un choix optimal des machines (rapport KohleNusbaumer du 11 février 2014 p. 26).

Les vitesses du vent retenues sur la base des mesures opérées par modélisation dans le rapport 47 OAT/RIE, qui ont permis d'aboutir à une prévision de 49,2 GW/h/an, atteignent, selon les six emplacements des éoliennes, une moyenne annualisée entre 6,8 et 7,6 m/s à une hauteur de mât de 150 m (rapport 47 OAT/RIE p. 9 et rapport KohleNusbaumer du 11 février 2014 p. 19). Selon les données de l'Atlas des vents 2019 (cf. supra let. J), la vitesse du vent à 150 m, aux emplacements des six éoliennes du PPA, se situe entre 6 m/s et 6,5 m/s pour l'éolienne EG1, et entre 6,5 m/s et 7 m/s pour les éoliennes EG2 à EG6. Elle est certes moindre que les valeurs annoncées dans le rapport 47 OAT/RIE, mais demeure importante, et supérieure aux 5 m/s, respectivement aux 5,5 m/s requis par les Directives cantonales.

Par conséquent, même si les mesures retenues par modélisation dans le rapport 47 OAT/RIE sont sujettes à prudence, l'on peut admettre que la région de Sur Grati présente dans tous les cas un "haut potentiel éolien", ainsi que l'a du reste reconnu l'Atlas des vents dans ses versions publiées tant en 2016 qu'en 2019.

e) Il faut encore, sous l'angle de l'efficience ou du potentiel énergétique, examiner si la production prévisible d'électricité est, globalement, suffisamment importante.

Selon le rapport 47 OAT/RIE du 28 mai 2014 (p. 9 s.), la production annuelle potentielle du parc éolien est estimée, avec six éoliennes de 3 MW, à 44,5 GW/h (Enercon E-101, mât de 149 m et rotor de 101 m) voire à 49,2 GW/h avec un autre modèle (Enercon E-115, mât de 149 m et rotor de 115,7 m) (cf. également rapport KohleNusbaumer p. 26).

Les recourants soutiennent cependant que la production annuelle du parc éolien ne pourrait pas atteindre les 44,5 ou 49,2 GW/h annoncés. Ils font valoir non seulement l'absence de fiabilité des mesures de vent, déjà traitée ci-dessus, mais encore une sous-estimation des pertes de charge découlant des périodes d'arrêt des machines.

A supposer même que l'efficience énergétique réelle n'atteigne pas les 49,2 GW/h annoncés en raison d'un mesurage excessivement optimiste de la vitesse du vent (cf. consid. 3d/bb supra), des périodes d'arrêts des machines destinées à éviter des projections de glace (réduction estimée à 3%, cf. consid. 6e infra) et à protéger l'avifaune (réduction estimée également à 5% consid. 11b infra), voire à d'éventuels changements climatiques (cf. rapport KohleNusbaumer p. 26), le parc éolien atteindra selon toute vraisemblance, avec un choix adéquat des modèles, une performance située raisonnablement entre 35 et 40 GW/h. Il convient par ailleurs de rappeler qu'il ne s'agit pas, à ce stade-ci, d'examiner en détail quelle devrait être la production électrique de chaque éolienne, en fonction de ses caractéristiques techniques. Une telle appréciation n'est concevable qu'au stade de la procédure de l'autorisation de construire, après que l'exploitant du parc éolien aura choisi les machines qu'il entend installer, parmi celles qui seront disponibles sur le marché à ce moment-là. Compte tenu de la durée des procédures de planification, et par ailleurs des progrès technologiques réguliers dans le domaine des énergies renouvelables, seule une évaluation provisoire peut être effectuée au stade de la planification et de l'étude d'impact (ici conçue en une seule étape).

Une production annuelle entre 35 et 40 GW/h est pratiquement deux fois supérieure au seuil fixé à l'art. 9 al. 2 OEne (20 GW/h) pour qu'un nouveau parc éolien soit considéré comme une installation revêtant un intérêt national. En d'autres termes, le parc éolien litigieux a une réelle efficience énergétique. Il y a un intérêt public à ce qu'il soit réalisé, au regard des objectifs fédéraux et cantonaux en matière de production d'électricité (cf. également à ce propos ATF 132 II 408 consid. 4.5.2). De ce point de vue, il n'est pas déterminant que la production des parcs éoliens, selon les prévisions cantonales, soit proportionnellement faible, en comparaison avec la production des ouvrages hydroélectriques et celle des centrales nucléaires (cf. ATF 132 II 408 consid. 4.5.2 – on peut toutefois signaler que la production du parc éolien litigieux serait environ cinq à six fois plus faible que celle de la centrale d'Hauterive [FR], qui produit de l'électricité [230 GW/h/an] à partir de l'eau accumulée grâce au barrage de Rossens, ouvrage ayant donné naissance au lac de la Gruyère qui s'étend sur une longueur de 13 km [voir le site internet du Groupe e, 100.groupe-e.ch/barrages]). Il n'est pas non plus nécessaire de prendre position sur l'argumentation des recourants selon laquelle, en substance, l'éolien n'est ni pilotable ni réglable, qu'il est par nature aléatoire et intermittent, qu'il n'est donc ni fiable ni prévisible, que la variation de la puissance injectée est très rapide et de grande amplitude de sorte qu'elle difficile à intégrer dans un réseau, qu'il n'assure aucune sécurité d'approvisionnement et qu'il nécessite une puissance identique installée "à côté", pour couvrir les périodes sans vent ou de vent faible, que le subventionnement de cette technologie au détriment des autres ne peut aboutir qu'à une allocation sous-optimale des ressources, contraire à l'intérêt public et qu'il conviendrait de s'attacher plutôt à réduire la consommation énergétique, à valoriser le potentiel énergétique des installations photovoltaïques, hydrauliques et micro-hydrauliques. En effet, la politique énergétique de la Confédération accorde une place certaine au développement de l'énergie éolienne et le parc éolien litigieux pourrait représenter une contribution sensible à ces objectifs (AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 2d).

Enfin, il faut rappeler que la société VO Energies Eole SA est partie du groupe VO Energies Holding SA, appartenant majoritairement aux communes de Vallorbe, Orbe, Ballaigues, Vaulion et Montcherand, l'abréviation VO signifiant "Vallée de l'Orbe". Selon le rapport 47 OAT/RIE, la propre production hydroélectrique actuelle de VO Energies, de 15 GW/h, couvre de 20 à 25% de la consommation électrique régionale, les 75% manquant étant achetés sur le marché de l'électricité. Le but du projet est de réduire significativement la dépendance de VO Energies face au marché de l'électricité en augmentant la production locale d'énergie (rapport p. 7). Ainsi, avec une production supplémentaire estimée entre 35 et 40 GW/h, la société pourra plus que tripler sa production.

f) Ne changent rien à ce qui précède les pièces déposées par les recourants (notamment www.wind-data.ch, onglet "outils", puis "profil des vents"; article paru dans 24Heures du 16 avril 2018; extrait du site internet de Pierre Honsberger Environnement et Planification; SI-REN SA, Prévisions de production pour le parc éolien EolJorat Sud, 3 octobre 2017, et ses annexes; Jean-Bernard Jeanneret, Analyse de productivité du parc éolien Sur Grati, 15 mars 2017; SI-REN SA, Eoljorat Sud EJS8 Windfarm, Garrad Hasan Energy Assessment, 4 septembre 2017; Paysage Libre Suisse, communiqué de presse, 21 août 2017; RSC GmbH, Energy Yield Assessment for Wind Turbines, Wind Farm EolJorat Switzerland, 29 août 2017; Linnemann/Vallana, Windenergie in Deutschland und Europa, VGB PowerTech 6/2017; SuisseEole, news, 13 octobre 2016; Energie Zukunft Schweiz, Investitionen in Erneuerbare-Energie-Anlagen Schweizer Energieversorger und institutionnelle Investoren, 7 septembre 2016; UBS, De nouvelles énergies pour la Suisse, 2 mars 2016; Jeanneret, Parcs Eoliens Suisses: Quelle productivité?, septembre 2015; BirdLife Suisse, éoliennes sans pales, Info mars 2015; OFEN, statistique suisse de l'électricité, 2015; article paru dans 24Heures des 2 et 3 novembre 2013; Enercon, Spezifikation, Zuwegung und Kranstellfläche E-115, 21 février 2013; Organisation météorologique mondiale, Guide des instruments et des méthodes d'observation météorologiques, vol. WMO-No. 8, 2010, p. I.5-14; Kaimal/Finnigan, Atmospheric Boundary Layer Flows, Their structure and measurement, Oxford University Press, 1994, p. 10-13).

g) Il s'agit dès lors de déterminer si cet intérêt public est prépondérant, par rapport aux autres intérêts publics en jeu – à savoir la protection de l'environnement et des sites – la pesée des intérêts n'ayant pas été effectuée de manière définitive dans le cadre du Plan directeur cantonal. Il faut notamment vérifier concrètement, à ce stade, si les prescriptions du droit fédéral et du droit cantonal dans ces domaines sont respectées. La procédure du plan d'affectation spécial, avec une étude d'impact sur l'environnement, permet précisément une appréciation globale et coordonnée, prenant en considération l'ensemble des intérêts concernés (cf. art. 3 al. 1 OAT) (AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 2d). Dans le cas particulier, il est manifeste que les principes de la coordination énoncés à l'art. 25a LAT ont été observés par les autorités de planification. Il convient donc encore d'examiner, en fonction des griefs des recourants, si les différents intérêts ont, matériellement, été correctement appréciés.

IV. Bruit

1. Bruit

4.

a) Les éoliennes projetées sont des nouvelles installations fixes dont l'exploitation produira du bruit. Elles sont donc soumises aux règles du droit fédéral sur la protection contre le bruit (cf. art. 2 al. 1 de l'ordonnance du 15 décembre 1986 sur la protection contre le bruit [OPB; RS 814.41] en relation avec l'art. 7 al. 7 LPE]). Le bruit doit d'abord être limité par des mesures prises à la source (limitation des émissions; art. 11 al. 1 LPE). L'autorité compétente doit veiller à ce que les émissions de bruit soient limitées, à titre préventif et indépendamment des nuisances existantes, dans la mesure que permettent l'état de la technique ainsi que les conditions d'exploitation et pour autant que cela soit économiquement supportable (art. 11 al. 2 LPE et art. 7 al. 1 let. a OPB). Les émissions sont en outre limitées plus sévèrement s'il appert ou s'il y a lieu de présumer que les atteintes, eu égard à la charge actuelle de l'environnement, seront nuisibles ou incommodantes (art. 11 al. 3 LPE).

En vertu de l'art. 40 al. 1 OPB, les immissions de bruit extérieur que les installations fixes produisent sont à évaluer sur la base des valeurs limites d'exposition fixées par le Conseil fédéral (valeurs de planification, d'immissions et d'alarme, cf. annexe 3 à 8 de l'OPB). Les valeurs de planification sont les valeurs les plus basses; en vertu de l'art. 23 LPE, elles sont inférieures aux valeurs limites d'immissions – lesquelles représentent le seuil au-delà duquel les immissions gênent de manière sensible la population dans son bien-être (art. 15 LPE) – et elles visent à assurer la protection contre le bruit causé par de nouvelles installations fixes (cf. aussi art. 25 al. 1 LPE: "De nouvelles installations fixes ne peuvent être construites que si les immissions causées par le bruit de ces seules installations ne dépassent pas les valeurs de planification dans le voisinage"). L'obligation de respecter les valeurs de planification va dans le sens du principe de la prévention mais cela ne signifie pas qu'il est exclu d'imposer des limitations supplémentaires sur la base de l'art. 11 al. 2 LPE; chaque situation particulière doit être examinée spécialement de ce point de vue, en tenant compte du principe de la proportionnalité (cf. ATF 141 II 476 consid. 3.2; 124 II 517 consid. 4b).

Pour le bruit des éoliennes, il faut se référer à l'annexe 6 de l'OPB qui fixe les valeurs limites d'exposition au bruit de l'industrie et des arts et métiers (ch. 2) et qui prescrit la manière de déterminer le niveau d'évaluation Lr, afin de pouvoir examiner si les valeurs de planification sont respectées (ch. 3). Le ch. 1 al. 2 de l'annexe 6 OPB prévoit que les installations de production d'énergie exploitées régulièrement durant une période prolongée sont assimilées aux installations industrielles et artisanales, auxquelles l'annexe 6 s'applique directement (ch. 1 al. 1 let. a). S'agissant de la détermination du niveau d'évaluation Lr, le ch. 3 de l'annexe 6 OPB prévoit un calcul séparément pour le jour (7 à 19 h) et pour la nuit (19 à 7 h). Il faut déterminer des niveaux d'évaluation partiels, sur la base de calculs ou de mesures (cf. art. 38 al. 1 OPB), en fonction du niveau de bruit moyen pondéré A pendant la phase de bruit (niveau Leq) et en appliquant des facteurs de correction de niveau (correction K1, K2 et K3). L'évaluation du bruit d'une nouvelle installation résulte de calculs, tandis que le bruit d'une installation existante peut être mesuré in situ.

Il n'y a pas de motif de discuter l'application de l'annexe 6 OPB aux parcs éoliens, ce qui correspond du reste à une pratique constante (cf. arrêts TF 1C_178/2012 du 22 août 2012 consid. 2.2;1C_33/2011 du 12 juillet 2011 consid. 2.7; AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 3a; AC.2013.0263 du 2 mars 2015 consid. 4b et les réf. citées; cf. aussi OFEV, Détermination et évaluation du bruit de l'industrie et de l'artisanat, Berne 2016, p. 36; voir également Jean-Baptiste Zufferey, Eoliennes: mesures économiquement supportables de protection contre le bruit, DC 2/2013 p. 63 ss).

Pour le surplus, il découle du rapport 47 OAT/RIE (p. 51 s.) que les auteurs ont appliqué la méthode EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Versuchsanstalt für Industrie, Bauwesen und Gewerbe [institut interdisciplinaire de recherche pour les sciences des matériaux et le développement de technologies du Domaine des EPF], rapport 452 460) intitulée "Evaluation des émissions de bruit et mesures de limitation des émissions pour les installations éoliennes". Cette méthode est préconisée par l'OFEV (Fiche d'information de l'OFEV sur le bruit des installations éoliennes, version du 5 mai 2011, p. 2) et se fonde sur la norme internationale ISO 9613-2 (Atténuation du son lors de la propagation à l'air libre – méthode générale de calcul).

A cet égard, on ne voit pas de motif, dans la présente affaire, de remettre en question le mode de détermination du bruit fixé par le Conseil fédéral dans l'OPB (avec à la base une méthode préconisée par l'EMPA qui applique la norme internationale ISO 9613-2 modifiée sur quelques points mineurs), ni de discuter le contenu de la norme ISO 9613-2, pas plus que d'examiner si les valeurs de planification de l'annexe 6 OPB sont correctes, compte tenu de la gêne provoquée par le bruit des installations auxquelles cette annexe s'applique. En d'autres termes, il faut retenir sans plus ample examen que l'ordonnance est conforme à la loi (AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 3a; ATF 126 II 399 consid. 4).

b) Dans le rapport 47 OAT/RIE (p. 54), les niveaux sonores sont mentionnés avec un écart type allant de -6 dB(A) à +3 dB(A) dans les premiers 1000 mètres (depuis chaque machine), afin de prendre en considération l'incertitude inhérente aux paramètres utilisés dans le calcul de propagation (données des émissions, spectre d'émission, caractéristiques des vents, etc.), de sorte qu'en tenant compte d'une incertitude de 1 dB(A) vis-à-vis des valeurs d'émission, l'écart type serait de -7 dB(A) à + 4 dB(A). Pour les recourants, si la marge d'erreur de 4 dB(A) devait se confirmer, les éoliennes ne pourraient tout simplement pas fonctionner au risque de contraindre les voisins du projet à déménager et à quitter purement et simplement la région. Cette argumentation est erronée; il faut rappeler ici que le niveau Lr, déterminé selon l'annexe 6 OPB, est une valeur moyenne. En principe, la détermination du niveau de bruit doit comporter des indications sur le degré d'imprécision ou d'incertitude. Cette marge d'incertitude ne doit cependant pas être interprétée comme une marge d'erreur qui impliquerait une correction de la valeur moyenne. C'est bien, selon la jurisprudence, la valeur moyenne (niveau Lr) est qui est déterminante pour apprécier le respect des valeurs limites (ATF 126 II 480 consid. 6; arrêt TF 1C_161/2015 du 22 décembre 2015 consid. 4.1). Par conséquent, l'indication d'une marge d'imprécision de -7/+4 dB(A) ne signifie pas, contrairement à ce que laissent entendre les recourants, qu'il faudrait ajouter 4 dB(A) au niveau Lr, pour déterminer si les valeurs limites sont respectées. Cette marge n'implique donc pas une correction de la valeur moyenne à la hausse, seule cette dernière étant déterminante.

Les sites d'implantation des éoliennes, tous en aire forestière, sont en degré de sensibilité III, de sorte que les valeurs de planification à respecter (Lr en dB(A)) sont, pour les habitations, de 60 dB(A) le jour et de 50 dB(A) la nuit, respectivement, pour les locaux d'exploitation, de 65 dB(A) le jour et de 55 dB(A) la nuit (art. 42 al. 1 OPB). Le rapport 47 OAT/RIE rappelle toutefois que les éoliennes fonctionnent dès que le vent est suffisamment important pour actionner les pales, sans distinction entre le jour et la nuit. Les valeurs nocturnes (50 dB(A)) sont donc les plus contraignantes, du moins pour les bâtiments d'habitation. En effet, les locaux d'exploitation ne sont occupés que la journée, de sorte que ce sont les valeurs diurnes (65 dB(A)) qui doivent être respectées à leur égard. Selon le rapport 47 OAT/RIE (voir cependant la note technique du 25 janvier 2016 citée au consid. 4c infra), ces exigences légales sont observées, les valeurs étant au maximum de 48,1 dB(A) pour les habitations du lieu-dit Le Plâne et les habitations Le Suchaux, Poimbeuf et Le Rosay, respectivement de 56,3 dB(A) pour les chalets d'alpage (exploitations) de Sur Grati, Premier et Les Auges.

Le rapport 47 OAT/RIE indique avoir tenu compte d'une valeur garantie du niveau de puissance sonore LwA de 106,5 dB(A) pour le modèle Enercon E-115 à 3 MW de puissance nominale. Il précise que, sur la base des informations fournies par le constructeur (janvier 2014), les valeurs LwA sont connues pour différentes conditions de vent, mais que le spectre d'émission pour la hauteur de moyeu considérée (149 m) n'est pas encore disponible, si bien qu'il doit être "construit" à partir des données existantes et des informations connues pour des éoliennes fabriquées par le même constructeur Enercon (p. 49).

En tout état de cause, le rapport 47 OAT/RIE (p. 57) préconise d'une part un suivi acoustique au niveau de différentes façades exposées, après la réalisation du parc éolien. En cas de dépassement, des mesures de réduction du bruit (bridage des éoliennes les plus nuisibles en termes de pollution sonore [selon les porteurs du projet bridage pendant la nuit ou lorsque certaines conditions venteuses se présentent, voire arrêt des machines responsables des puissances maximales]) ou de protection des locaux sensibles touchés (installation de bow-window) devront être étudiées (dispositif faisant l'objet de la mesure intégrée Brui_04, annexe 11.15 [pièce 8.2] du rapport 47 OAT/RIE p. 72). Il relève d'autre part que les simulations ayant été effectuées sur la base de données encore lacunaires provenant du constructeur, des vérifications des résultats devront être menées une fois les informations complémentaires reçues (p. 57).

c) Cela étant, dans son arrêt du 2 mars 2015 relatif au projet éolien de Sainte-Croix, rendu après la rédaction du rapport 47 OAT/RIE, la CDAP a considéré, contrairement à ce qui avait été retenu dans ce rapport, que l'on ne pouvait admettre de manière systématique que la somme des corrections des niveaux K2 + K3 soit de 2 dB(A) au lieu de 4 dB(A). A la suite de cet arrêt, le bureau Honsberger a établi une nouvelle note technique du 25 janvier 2016 intitulée "Etat des lieux à fin 2015 en matière de bruit et d'avifaune", revoyant l'évaluation des nuisances sonores du parc éolien Sur Grati en tenant compte d'une valeur de la somme des corrections de niveaux K2 + K3 de l'ordre de 4 dB(A). La note, qui ajoute avoir déterminé les émissions sonores sur la base des données fournies par la société Enercon (février 2015), précise que le modèle d'éolienne préconisé pour le parc éolien Sur Grati peut être équipé, au titre de mesure d'accompagnement, d'un profilé dentelé sur le bord de fuite appelé "peigne de bord de fuite" (système TES pour Trailing Edge Serration). Ce système permet de réduire les turbulences en bout de pale et conséquemment de diminuer le niveau sonore lorsque l'éolienne fonctionne (p. 5).

La note comprend, toujours en application du principe de précaution, une nouvelle mesure intégrée Bruit_06, prévoyant que lors du choix définitif du modèle d'éoliennes, le maître d'ouvrage portera une attention particulière aux caractéristiques des machines en matière de limitation des émissions sonores, en particulier s'agissant du profilage des pales et de la réduction des bruits aérodynamiques tels que la présence de "winglet" à l'extrémité des pales, le carénage aérodynamique (revêtement) et le système TES, ces éléments devant être intégrés dans le cahier des charges de l'appel d'offre des fournisseurs.

La note confirme que les valeurs limites légales demeurent observées, les niveaux de bruit atteignant au maximum 49,9 dB(A), respectivement 48,9 dB(A) avec le système TES, pour les habitations du lieu-dit Le Plâne et les habitations Le Suchaux, Poimbeuf et Le Rosay. Ils atteignent 58,0 dB(A), respectivement 57,1 dB(A) avec le système TES, pour les chalets d'alpage (exploitations) de Sur Grati, Premier et Les Auges.

d) En définitive, il apparaît, sur la base des pièces du dossier – le rapport 47 OAT/RIE et la note complémentaire du mandataire spécialisé – que le PPA respecte les prescriptions de la législation fédérale en matière de protection contre le bruit. La détermination du niveau Lr, aux différents lieux d'immissions, est correcte. Le PPA ne viole en outre pas le principe de la prévention (art. 11 al. 2 LPE), compte tenu du suivi et des mesures de réduction (ajout de peignes de bord de fuite aux pales, etc.).

Les griefs des recourants relatifs au bruit du parc éolien sont donc mal fondés.

V. Infrasons

5.

Les recourants reprochent aux autorités intimées d'avoir ignoré ou négligé les nuisances provoquées par les infrasons émis par les éoliennes. Selon eux, dans la mesure où il n'est pas possible de déterminer si ces infrasons provoqueront une gêne excessive pour la population, les éoliennes ne devraient pas être autorisées.

a) La loi fédérale sur la protection de l'environnement a pour but de protéger les hommes contre les atteintes nuisibles ou incommodantes (art. 1 al. 1 LPE). Par atteintes, on entend notamment le bruit, les vibrations et les rayons (art. 7 al. 1 LPE); les infrasons et les ultrasons sont assimilés au bruit (art. 7 al. 4 LPE). Il convient donc en principe d'appliquer la LPE à la limitation des émissions d'infrasons d'une installation existante ou projetée. En l'état actuel de la législation, l'OPB ne régit pas la protection contre les infrasons et les ultrasons (cf. art. 1 al. 3 let. b OPB). Il n'existe dès lors pas de valeurs limites d'exposition aux infrasons. Cela implique que les autorités doivent apprécier les éventuelles atteintes causées par les infrasons dans un cas particulier en se fondant directement sur les prescriptions de la loi (art. 11 à 14 et 16 à 18 LPE).

En effet, à la différence du bruit, les infrasons ne sont pas perceptibles par notre ouïe, mais susceptibles néanmoins d'être nuisibles, selon le niveau de décibels du bruit. L'oreille d'un être humain d'âge moyen ne perçoit que les fréquences oscillant entre 20 Hz et 20'000 Hz, les sons graves allant de 20 à 200 Hz. Les sons se situant en-dessous du seuil des basses fréquences perceptibles (< 20 Hz) sont appelés infrasons (cf. Anne-Christine Favre, in Moor/Favre/Flückiger, Commentaire Stämpfli LPE, Art. 7 N. 39). Selon l'OFEV (in: Détermination et évaluation du bruit de l'industrie et de l'artisanat, Berne 2016, p. 37), au vu de l'état actuel des connaissances scientifiques et de l'expérience, les experts estiment qu'il n'y a pas lieu en général d'escompter d'effets nuisibles ou incommodants dus aux infrasons produits par les éoliennes, lorsque les immissions de bruit du domaine audible respectent les valeurs limites déterminantes (dans sa réponse du 22 avril 2015 à une question du Conseiller national Guy Parmelin [objet 15.1003], le Conseil fédéral a également retenu, pour les infrasons, que les immissions ne sont pas nuisibles et incommodantes lorsque les immissions sonores audibles les accompagnant ne dépassent pas les valeurs limites d'immissions) (AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 4).

Le législateur fédéral a récemment adopté une loi sur la protection contre les dangers liés au rayonnement non ionisant et au son (LRNIS; RS 814.71), qui est entrée en vigueur le 1er juin 2019. Cette loi permet de prendre des mesures préventives, selon des dispositions à édicter par le Conseil fédéral, en cas d'exposition dangereuse pour la santé au rayonnement non ionisant et au son (art. 4 LRNIS), la notion de "son" visant non seulement tout son perceptible par l'être humain mais aussi tout infrason et tout ultrason (art. 2 let. b LRNIS). Sur cette base, le Conseil fédéral a adopté l'ordonnance relative à la loi fédérale sur la protection contre les dangers liés au rayonnement non ionisant et au son (O-LRNIS; RS 814.711 – également entrée en vigueur le 1er juin 2019), qui prévoit certaines obligations applicables aux manifestations avec émissions sonores, lorsque sont diffusés des sons amplifiés par électroacoustique (art. 18 ss O-LRNIS). A l'évidence, cette réglementation, qui concerne les situations dans lesquelles surviennent de fortes expositions au son (dans des concerts, des clubs – cf. Message du Conseil fédéral, FF 2016 p. 389), n'est pas applicable à l'exploitation d'éoliennes (AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 4).

Cela étant, il n'y a aucun motif de penser que ces infrasons pourraient gêner les occupants des lieux pris en considération pour évaluer les immissions de bruit, à savoir les chalets d'alpage (exploitations) Sur Grati, Premier et Les Auges, ainsi que les habitations du lieu-dit Le Plâne et les habitations Le Suchaux, Poimbeuf et Le Rosay (rapport 47 OAT/EIE p. 44 et annexe 11.3 p. 188; note technique du 25 janvier 2016, Etat des lieux à fin 2015 en matière de bruit et d'avifaune); a fortiori, cette gêne est inexistante pour les habitants des localités voisines telles que Premier, Vallorbe, Vaulion, ou Ballaigues. C'est pourquoi il n'y a pas lieu de compléter l'étude d'impact à propos des infrasons, ni d'imposer à cet égard, dans la réglementation du PPA, des mesures de limitation des émissions (AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 4; AC.2017.0208 du 8 novembre 2018 consid. 7e). Du reste, dans un arrêt récent (arrêt TF 1C_263/2017-1C_677/2017 du 20 avril 2018), le Tribunal fédéral s'est prononcé dans le même sens, en se référant en particulier à l'avis de l'OFEV selon lequel il n'existait pas de preuve convaincante, sur le plan scientifique ou statistique, que les infrasons des éoliennes puissent avoir des effets nuisibles pour la santé (consid. 5; voir également la directive OFEV, Détermination et évaluation du bruit de l'industrie et de l'artisanat, Aide à l'exécution pour les installations industrielles et artisanales, 2016, p. 37, point 4.14 b). Dans cet arrêt, le Tribunal fédéral a rejeté le recours formé contre un arrêt rendu le 6 avril 2017 par le Tribunal administratif du canton de Soleure (cause VWBES.2017.36); cette juridiction cantonale était parvenue à cette même conclusion après avoir examiné différents documents officiels ou études publiés principalement en Allemagne (consid. 5). Enfin, dans un courrier adressé le 25 octobre 2016 par l'OFEV à la DGE, cet office a confirmé que "les experts estiment qu'il n'y a pas lieu de penser que les installations éoliennes sont sources d'immissions nuisibles ou incommodantes liées à des infrasons ou à des ultrasons dans la mesure où les immissions de bruit dans la marge audible respectent les valeurs limites définies dans l'OPB".

Il n'y a pas lieu, dans la présente affaire, de se prononcer plus avant sur les arguments des recourants ainsi que sur les études qu'ils ont produites ou auxquelles ils se réfèrent (article de la Neue Zürcher Zeitung du 22 juillet 2017, Der Stille Lärm der Windturbinen; Deutsche Umweltbundesamt, Machbarkeitsstudie zu Wirkungen von Infraschall, 2014; Paysage Libre Vaud, Développement éolien vaudois et santé publique, Bottens, juin 2016, et ses mises à jour présentées sur le site de la recourante www.paysage-libre-vd.ch; Office franco-allemand pour les énergies renouvelables, Eoliennes: les infrasons portent-ils atteinte à notre santé?, novembre 2014-février 2015, pièce communiquée par l'Etat de Vaud) ni de se référer aux directives et recommandations étrangères par analogie, car on ne voit pas de motifs de remettre en question la réglementation du droit fédéral, telle qu'elle vient d'être décrite.

Dans ces conditions, les autorités de planification n'ont pas violé les dispositions du droit fédéral sur la limitation des émissions en ne prévoyant aucune prescription visant spécifiquement les infrasons.

VI. Formation de glace

6.

Les recourants exposent que le parc éolien est traversé par un chemin de randonnée pédestre et que les usagers seront sujets à un risque excessif de chute ou de projection de glace.

a) Le périmètre du PPA est traversé par des chemins de randonnée pédestre (rapport 47 OAT/RIE p. 27 et annexe 11.2 p. 187; PPA litigieux; www.map.geo.admin.ch), aménagés principalement le long de la crête. La ligne des éoliennes suit précisément le même axe.

b) Les "Directives cantonales pour l'installation d'éoliennes d'une hauteur supérieure à 30 mètres" (cf. supra, consid. 3b) règlent les "conditions d'implantation aux abords des voies de communication" (réseaux de transport et chemins pédestres) en fonction des risques suivants: pour une éolienne à l'arrêt, le risque de chute de glace en extrémité de pale; pour une éolienne en mouvement, les risques se limitent à l'éjection de glace et à la perturbation visuelle des usagers en cas de trop grande proximité de la route. Pour les éoliennes avec système de dégivrage, il faut respecter une distance à la route suffisante pour éviter toute chute de glace sur la chaussée. La règle suivante est prescrite, qui permet d'éviter tout surplomb de la route par les pales et de limiter l'effet visuel perturbateur sur les usagers de la route (p. 21-22):

"La distance horizontale de l'axe du mât au bord d'une route cantonale sera égale à la longueur d'une pale plus 10 m, mais au minimum de 50 m.

La distance minimale entre le cercle décrit par l'extrémité des pales et le bord d'une route cantonale doit être au minimum de 30 m."

Les directives confirment (p. 22) que les promoteurs de projets de parcs éoliens devront être attentifs aux itinéraires de mobilité douce les traversant. En particulier, les chemins de randonnée pédestre à l’inventaire cantonal, les sentiers à l’inventaire fédéral des voies de communication historiques ainsi que les itinéraires SuisseMobile doivent être préservés, conformément aux dispositions légales les régissant, à savoir notamment la loi fédérale du 4 octobre 1985 sur les chemins pour piétons et les chemins de randonnée pédestre (LCPR; RS 704).

L'art. 6 al. 1 let. b LCPR charge les cantons d'assurer "une circulation libre et si possible sans danger sur ces chemins". De même, l'art. 11 al. 1 RPPA dispose que la sécurité et la continuité doivent être assurées pour les chemins pour piétons et les chemins de randonnée pédestre. Ce principe ne signifie pas qu'un chemin de randonnée pédestre ne peut être aménagé que là où tout risque d'accident est exclu en toutes saisons (risque de chute de branches ou de pierres, accident provoqué par un véhicule agricole, etc.) (voir également le guide "Prévention des risques et responsabilité sur les chemins de randonnée pédestre, Office fédéral des routes et Association Suisse Rando, 2017, p. 13, 17 ss).

c) Selon la publication de l'OFEN du 6 avril 2016 (Givrage à St-Brais et au Mont Crosin — Effets du givrage sur l'exploitation et la production énergétique d'éoliennes dans l'arc Jurassien, Executive Summary), les périodes de givrages météorologiques se montent en moyenne, par année, à 6 jours à Saint-Brais (dans les Franches-Montagnes, à 1050 m d'altitude) et à 5,2 jours au Mont-Crosin (sur les hauteurs de Saint-Imier, à 1250 m), ces mesures étant relativement proches de celles de la carte du givrage en Suisse (www.wind-data.ch) qui donne 5,1 à 10 jours par année à 100 m du sol. Elles peuvent être extrapolées, avec prudence, au site de Sur Grati, situé également dans le Jura, à environ 1150 m. Même à compter 10 jours par année, le nombre de jours à risque demeure ainsi très réduit.

Surtout, les éoliennes seront équipées d'un système de dégivrage (pales chauffées) empêchant la formation de glace, sauf en cas de conditions extrêmes en hiver, et de matériel de mesure en temps réel des conditions météorologiques/atmosphériques permettant d'identifier les conditions critiques pour la formation de glace. Il est également, prévu, au titre de mesures organisationnelles, des procédures de monitoring des conditions météorologiques qui permettront de mettre le système en alerte en cas de conditions critiques pour la formation de glace. Ces données mesurées seront mises en relation avec les données de rendement dont la baisse pourrait indiquer la formation de glace. Le suivi de ces différents indicateurs permettra d'arrêter préventivement les éoliennes pour éviter des projections de glace, en application du principe de précaution (rapport 47 OAT/RIE p. 10 et mesure intégrée Proj_5). Selon une note du 26 juin 2017 du bureau Honsberger (relative à la sécurité des randonneurs vis-à-vis du risque de chute de glace [pièce 206 des communes et de la constructrice]), le système permet à la machine de détecter la formation de givre/glace sur le rotor; il fonctionne en analysant les écarts (dus à la présence de glace) mesurés par rapport à la courbe de puissance. Si le givrage du rotor est détecté, l'éolienne est arrêtée, ce qui supprime le risque de projection. Grâce à l'étroitesse de la plage de tolérance, la coupure a lieu avant que l'épaisseur de la couche de glace ne constitue un danger pour l'environnement (note p. 2). En d'autres termes, les risques liés à la chute (éolienne à l'arrêt) ou au jet (éolienne en mouvement) de glace peuvent être minimisés grâce aux systèmes évoqués ci-dessus. Compte tenu des mesures précitées (système de chauffage des pales et d'arrêt des machines en cas de détection de glace), les jours à risques seront encore considérablement diminués.

En outre, selon la note Honsberger précitée (p. 2), les conditions de givrage météorologique correspondent à un vent d'axe nord-est. Pour le site de Sur Grati, cela signifie un vent parallèle à l'axe de la crête, de même qu'un plan du rotor perpendiculaire à cet axe, donc perpendiculaire au chemin piétonnier qui suit l'orientation de la crête. Il en découle que le segment de chemin potentiellement impacté par le risque de chute de glace sous les rotors est limité.

Il est également prévu la pose de panneaux de signalisation et de mise en garde informant les usagers du danger de chute et de projection de glace, pouvant être équipés de dispositifs d'alerte clignotants couplés au système de monitoring des conditions météorologiques en cas de conditions propices à la formation de givre ou de glace (nouvelle mesure intégrée Proj_07).

Enfin, l'on peut admettre que le site est peu fréquenté pendant la belle saison (de 7 à 8 randonneurs par jour et une dizaine de vététistes par semaine, nombre pouvant toutefois augmenter avec l'arrivée des VTT électriques) et très peu fréquenté en hiver, aucune piste de ski de fond n'étant tracée, les routes forestières n'étant pas déneigées et fermées à la circulation, de sorte que seuls quelques adeptes des raquettes, voire de ski de randonnée pourraient s'y aventurer (cf. note Honsberger précitée, p. 1).

d) Il découle de la publication précitée de l'OFEN du 6 avril 2016 (p. 13) que sur les sites de Saint-Brais et du Mont-Crosin précités, ainsi que sur celui de Gütsch (au-dessus d'Andermatt, à 2300 m d'altitude), aucun morceau de glace n'a été trouvé à une distance de plus de 1,4 fois la hauteur de la pointe des pales, les morceaux les plus fréquents se trouvant à 0,2 à 0,4 fois ladite hauteur. D'après le rapport sur l'aménagement et le rapport d'impact sur l'environnement du 17 avril 2016, portant sur le parc éolien de la Montagne de Buttes (Val de Travers), 49% des jets de glace tombent à moins de 56,5 m (correspondant à la longueur de la pale) et environ 90% à moins de 150 m. Ce rapport estime le risque annuel d'impact par m2 à une distance de 60 m à 0,05, c’est-à-dire qu'une personne présente sur un m2 à une distance de 60 m de l'éolienne pendant toutes les périodes de givrage risque d'être touchée par un morceau de glace de 1 kg tous les vingt ans. Pour les auteurs du rapport, la distance à risque acceptable correspond à 160 m, où un impact est extrêmement peu probable (rapport p. 266; voir également Meteotest pour l'Office fédéral de l'énergie, 2008: Alpine test site Gütsch, Handbuch und Fachtagung).

En d'autres termes, le périmètre situé sous les pales constitue une zone à grand risque pour les piétons.

Or, force est de constater que certains tronçons des chemins pédestres passent précisément, fût-ce de manière perpendiculaire, sous les pales des éoliennes projetées (cf. figure 2_1 p. 2 de la note précitée du 26 juin 2017 du bureau Honsberger).

Dans ces conditions, en dépit de ce qui précède (nombre minime de jours à risques, système de dégivrage des pales et de détection de la glace avec arrêt des machines si nécessaire, position perpendiculaire des chemins vis-à-vis de de l'orientation des rotors pendant les jours à risques, panneaux de signalisation, très faible utilisation des chemins en hiver), les précautions projetées apparaissent insuffisantes dans la mesure où les chemins pédestres traversent les zones à très grands risques (sous le rayon du rotor). Le tracé des chemins devra dès lors être modifié (du moins en hiver) afin d'éviter lesdites zones. Cela étant, compte tenu de l'espace à disposition à cet effet, cette condition ne s'oppose pas, au stade du PPA, à l'implantation des éoliennes à l'endroit prévu. L'ampleur et les modalités des déplacements du tracé des chemins devront cependant être examinées concrètement au stade du permis de construire (à ce propos, voir AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 5).

En définitive, il n'est pas nécessaire de prendre d'autres mesures, dans le cadre du PPA, en vue de concrétiser le principe de l'art. 6 al. 1 let. b LCPR (art. 3 al. 3 let. c LAT) et de l'art. 7 LCPR (remplacement si l'accès n'est plus possible), pas plus que le libre accès aux forêts et pâturage (garanti par l'art. 699 CC).

e) C'est le lieu d'examiner l'influence des arrêts pour givrage sur l'efficience énergétique du parc éolien Sur Grati.

Selon le rapport 47 OAT/RIE du 29 mai 2014, le potentiel de production annuelle du parc éolien est estimé à 44,5 GW/h, respectivement à 49,2 GW/h selon le modèle d'éolienne choisi (p. 9 ss, cf. consid. 3b supra). Cette prévision inclut une "déduction pour disponibilité de 5%"; il découle toutefois du rapport KohleNusbaumer (p. 16 notamment) que cette déduction tient compte de la "fiabilité des éoliennes et de l'accessibilité pour l'entretien", non pas des arrêts dus aux conditions de givrage. A cet égard, le rapport KohleNusbaumer se limite à indiquer que sans système de chauffage, la formation de glace pourrait engendrer des pertes énergétiques estimées entre 5 et 15% de la production annuelle (p. 26).

Selon la publication précitée de l'OFEN (p. 7 et 11), en considérant que, sans système de chauffage des pales, une éolienne doive être arrêtée pendant l'entier des périodes de givrage instrumental (bien plus longues que les périodes de givrage météorologique), la période totale d'arrêt due au givrage a pu être réduite par au moins 4 à Saint-Brais grâce au système de chauffage; la perte de production résultant de l'arrêt des éoliennes pendant les périodes de chauffage (environ 7,5 jours) s'est montée à environ 3% de la production annuelle projetée. Au vu des similarités entre les conditions de givrage de ces deux sites, l'on peut également admettre une telle perte de productivité pour le parc Sur Grati, étant encore précisé que ladite perte ne résulte pas uniquement de l'arrêt des machines, mais également du fait que celles-ci doivent fournir l'énergie pour leur propre chauffage.

Cette perte de productivité supplémentaire de 3% doit être prise en considération dans l'évaluation de l'efficience énergétique du parc éolien (cf. consid. 3e supra).

f) L'argumentation présentée par les recourants à l'audience du 14 novembre 2017 (cf. compte-rendu) ainsi que les autres documents produits par les parties ne changent rien à ce qui précède (en particulier https://www.youtube.com/watch?v= I6XboNjK5jA [Projections de glace des éoliennes du Peuchapatte]; International Energy Agency, IEA Wind Task 19, Available Technologies for Wind Energy in Cold Climates juillet 2016; Directives du canton de Berne de janvier 2014 [Installations permettant d'utiliser l'énergie éolienne, procédure d'autorisation et critères d'appréciation]; Vestas, 2007, Mechanical Operating and Maintenance Manual; extrait des directives de sécurité pour les opérateurs sur les sites éoliens).

VII. Protection des eaux

7.

Les recourants font valoir en substance que les risques encourus par les eaux en phase chantier puis d'exploitation ont n'ont pas été suffisamment analysés ni, par conséquent, pris en considération dans la mesure nécessaire.

a) Le périmètre du plan, comportant un sous-sol karstique, se trouve en secteur Au de protection des eaux.

Aux termes de l’art. 19 de la loi fédérale du 24 janvier 1991 sur la protection des eaux (LEaux; RS 814.20), les cantons subdivisent leur territoire en secteurs de protection des eaux, en fonction des risques auxquels sont exposées les eaux superficielles et les eaux souterraines (al. 1); la construction et la transformation de bâtiments et d’installations, ainsi que les fouilles, les terrassements et les autres travaux analogues dans les secteurs particulièrement menacés sont soumis à une autorisation cantonale s’ils peuvent mettre en danger les eaux (al. 2). Selon l’art. 29 al. 1 let. a de l'ordonnance du 28 octobre 1998 sur la protection des eaux (OEaux; RS 814.201), parmi les secteurs particulièrement menacés au sens de l’art. 19 al. 2 LEaux figure notamment le secteur Au de protection des eaux, qui comprend les eaux souterraines exploitables ainsi que les zones attenantes nécessaires à leur protection (cf. ch. 111 de l’annexe 4 OEaux). A cet égard, le ch. 211 al. 1 et 2 de l’annexe 4 OEaux prévoit:

" 1 Dans les secteurs Au et Ao de protection des eaux, on ne mettra pas en place des installations qui présentent un danger particulier pour les eaux; en particulier, la construction de réservoirs dont le volume utile dépasse 250'000 l et qui sont destinés à l'entreposage de liquides qui, en petite quantité, peuvent polluer les eaux n'est pas autorisée. L'autorité peut accorder des dérogations pour des motifs importants.

2 Dans le secteur Au de protection des eaux, on ne mettra pas en place des installations qui sont situées au-dessous du niveau moyen de la nappe souterraine. L'autorité peut accorder des dérogations lorsque la capacité d'écoulement des eaux du sous-sol est réduite de 10 % au plus par rapport à l'état non influencé par les installations en question."

b) Selon le rapport 47 OAT/RIE, l'entier du projet se trouve sur la crête d'un chaînon jurassien de nature karstique; les éoliennes seront implantées au-dessus de la nappe souterraine. Le rapport expose de manière convaincante que les eaux de surface ne seront pas directement impactées, aucun des sites d'éoliennes n'étant proche d'un cours d'eau, pas plus que la piste d'accès (p. 68). La question est plus délicate s'agissant des eaux souterraines. A cet égard, le rapport indique (p. 60):

"L'éolienne EG1 se trouve au voisinage du décrochement Nord très près de l'axe de l'anticlinal. La destination des eaux qui s'infiltrent à cet endroit est dictée par l'accident tectonique. Elles partiront donc vraisemblablement vers le Nord-Ouest, soit vers la source vauclusienne du Grand Morcel.

Les cinq autres éoliennes se trouvent au sommet de la Montagne, également près de l'axe de l'anticlinal. La distension des couches doit permettre ici une circulation proche de la verticale. Les eaux parviennent ainsi sans doute jusqu'à la grande nappe karstique du Malm dont l'exutoire est à rechercher dans les gorges de l'Orbe, par exemple dans la source Mercier. Les très nombreuses sources qui se trouvent sur le versant Nord (Pimboeuf, Montougy, Tous Vents, les Grands Bois) ne sont pas concernées. Bien que pour la plupart d'origine karstique, elles proviennent des aquifères du Crétacé, qui sont ici bien séparés."

Sur cette base (cf. aussi annexe 11.4 du rapport 47 OAT/RIE, p. 189 ss), le rapport n'exclut pas que certaines sources alimentant un réseau public telles que la source des Mouilles et la source Mercier, de même que la source du Grand Morcel alimentant (anciennement) des fontaines publiques, puissent être concernées par le projet. En effet, ainsi que l'explique l'avis hydrogéologique du 3 juillet 2017 du bureau ARConseils, mandaté par les porteurs de projet (pièce 208 des communes et de la constructrice), la présence d'un sous-sol karstique implique une infiltration puis une circulation assez rapide qui peut altérer la filtration naturelle et affecter la qualité des eaux souterraines. Cela étant, il serait disproportionné de procéder à une expertise, notamment par l'établissement d'un modèle 3D "KARSYS" (modèle développé par l'Institut Suisse de Spéléologie et de Karstologie [ISSKA]) aux fins de déterminer avec précision la circulation des eaux souterraines pouvant s'infiltrer dans les surfaces destinées au chantier, puis aux éoliennes.

D'une part en effet, ainsi que le relève le rapport ARConseils, la destination des eaux peut varier selon le régime hydrogéologique. De plus, une telle vérification implique l'usage de traceurs chimiques pouvant persister longtemps en profondeur et perturber d'autres études plus urgentes. Par ailleurs, une telle opération est assez lourde: elle nécessite de multiples points de contrôle et de possibles interruptions de l'alimentation des réseaux de distribution (rapport ARConseils p. 1 et 2). Contrairement à ce que soutiennent les recourants, le rapport 47 OAT/RIE identifie à suffisance les caractéristiques géologiques et hydrogéologiques du lieu, ainsi que les sources concernées. Le seul fait que les éoliennes soient implantées en milieu karstique ne signifie pas qu'il faille procéder à des études détaillées de la circulation des eaux.

D'autre part, comme on le verra ci-dessous (consid. 7c), le danger créé par le chantier et l'exploitation des éoliennes demeure limité et les mesures de protection sont suffisantes au vu des risques potentiels évoqués. Ainsi que l'indique le rapport ARConseils, il est préférable de se concentrer sur des mesures de protection permettant de garantir la protection des eaux souterraines et de toutes les sources, quelle que soit la position de ces dernières, en agissant lors de la construction et en réglementant l'exploitation.

c) Le rapport 47 OAT/RIE relève que la fondation des éoliennes nécessite une excavation de 3,25 m de profondeur dans le terrain naturel, de sorte que le soubassement rocheux aquifère sera atteint. Les socles des éoliennes seront construits en béton, si bien que des infiltrations de lait de ciment ou d'eaux de lessivage de surface en béton pourraient se produire, avec pour conséquence une alcalinisation temporaire des eaux souterraines. De plus, l'aménagement des aires de montage impliquera des terrassements, à savoir un décapage du sol et, partant, un affaiblissement de la couverture filtrante (p. 66 s.). A cet égard toutefois, la mesure intégrée Eaux_04 (p. 11 de l'annexe 11.15 [pièce 8.2] du rapport 47 OAT/RIE) impose l'application de la directive cantonale dite "Gestion des eaux et des déchets de chantier (DCPE 872 de septembre 2008), prévoyant notamment l'installation d'un décanteur et la mise en œuvre d'une neutralisation avant l'infiltration dans le sous-sol au travers d'un sol végétalisé. Selon la mesure Eaux_05 (p. 12 de l'annexe 11.15), les liquides pouvant polluer les eaux devront être stockés sous couvert, conformément à l'OEaux.

En période d'exploitation, la mesure intégrée Eaux_06 (p. 13 de l'annexe 11.15) exige encore que les "substances pouvant polluer les eaux" se trouvant dans les installations électriques et mécaniques des éoliennes soient retenues en cas de fuite dans des rétentions ad hoc situées respectivement dans la nacelle et dans le pied du mât. Le rapport ARConseils précise que les éoliennes modernes telles que le modèle envisagé comportent chacune environ 1600 litres d'un ester synthétique, substance considérée comme peu polluante, 540 litres d'eau glycolée, ainsi que 200 litres d'huile. Il confirme que ces éoliennes bénéficient des dispositifs de rétention, de compartimentage et d'extinction permettant de prévenir toute pollution, même en cas d'incendie. Les fiches du 10 juillet 2017 intitulées "Informations techniques sur les mesures de sécurité concernant les différents fluides présents dans l'éolienne" et "Informations techniques sur les mesures de sécurité concernant les incendies sur les éoliennes E-115" (pièces 209 et 210 des communes et de la constructrice) vont dans le même sens.

Dans ces conditions, les sources en cause, soit la source des Mouilles, la source Mercier, la source du Grand Morcel, ainsi que quelques sources privées, bénéficieront des mesures de protection nécessaires, à supposer même qu'elles soient concernées et que les effets de filtrage soient insuffisants.

d) Pour le surplus, il faut constater que les sites des éoliennes ne se situent pas en zones S1 et S2, destinées à protéger les captages d'intérêt public, dont les restrictions sont beaucoup plus importantes, mais uniquement en secteur Au. Il n'y a dès lors pas lieu d'aller au-delà des exigences du ch. 211 al. 1 et 2 de l'annexe 4 OEaux, disposant que dans le secteur Au de protection des eaux, on ne mettra pas en place des installations qui présentent un danger particulier pour les eaux (cf. également, à propos de la faible probabilité d'atteintes aux eaux souterraines en cas de réalisation d'un parc éolien, arrêt TF 1C_263/2017 du 20 avril 2018 consid. 3.6). Les pièces déposées ou évoquées par les recourants (notamment Société Suisse de Spéléologie [SSS], Eoliennes en région karstique, risques, impacts, conseils et mesures, édition février 2018; Pierre-Yves Jeannin, Prise en compte de l'aspect karst dans la gestion de l'environnement, Rapport annuel 2013 de l'ISSKA], p. 8; SSS, Instructions pratiques pour l'évaluation de projets en terrain karstique, 23 octobre 2010; documentation KARSYS sur les systèmes karstiques Grand Morcel et Mercier; synthèse des sources sur et autour de Sur Grati; organisation de la distribution de l'eau dans le canton de Vaud; cadastre hydraulique du canton de Vaud, eaux de surface et eaux de réseau, décembre 2008) n'y changent rien. Il serait en particulier disproportionné d'exiger que pour chaque éolienne, une investigation du sous-sol soit menée en vue de déterminer l'existence éventuelle de grottes ou de cavités susceptibles d'être affectées par la construction.

e) Enfin, c'est au stade de l'autorisation de construire que l'autorité compétente, la DGE, devra examiner si elle peut délivrer, dans le secteur Au de protection des eaux, les autorisations spéciales requises par la LEaux. Cela étant, conformément à ce qui précède, aucun motif ne conduit à remettre en question la position du département cantonal pour qui, en définitive, la législation fédérale sur la protection des eaux ne fait pas obstacle à l'approbation du PPA (étant encore précisé que l'avis de l'OFEV rendu le 5 novembre 2014 dans le cadre de l'art. 6 al. 2 LFo [p. 3] va dans le même sens; voir également AC.2016.0243-0249 du 30 septembre 2019 consid. 6).

VIII. Protection de l'avifaune et des chiroptères

8.

Les recourants considèrent que l'impact des éoliennes sur l'avifaune et les chiroptères serait si sévère qu'il serait impératif de renoncer au parc éolien.

a) aa) La LPN a en particulier pour but de de protéger la faune et la flore indigènes, ainsi que leur diversité biologique et leur habitat naturel (art. 1 let. d). Selon l'art. 18 al. 1 LPN, la disparition d'espèces animales et végétales indigènes doit être prévenue par le maintien d'un espace vital suffisamment étendu (biotopes), ainsi que par d'autres mesures appropriées. A teneur de l'art. 20 al. 1 LPN, le Conseil fédéral peut prendre des mesures adéquates pour protéger les espèces animales menacées ou dignes de protection (al. 1).

L'art. 14 al. 3 de l'ordonnance du 16 janvier 1991 sur la protection de la nature et du paysage (OPN; RS 451.1) dispose que les biotopes sont désignés comme étant dignes de protection sur la base de la liste des milieux naturels dignes de protection figurant à l'annexe 1, caractérisés notamment par des espèces indicatrices (let. a), des espèces de la flore et de la faune protégées en vertu de l'art. 20 (let. b); des espèces végétales et animales rares et menacées, énumérées dans les Listes rouges publiées ou reconnues par l'OFEV (let. d); d'autres critères, tels que les exigences des espèces migratrices ou la connexion des sites fréquentés par les espèces (let. e).

A teneur de l'art. 20 al. 2 let. a OPN, il est interdit de tuer ou de blesser les animaux appartenant aux espèces protégées.

bb) D'après l'art. 7 al. 1 de la loi fédérale du 20 juin 1986 sur la chasse et la protection des mammifères et oiseaux sauvages (loi sur la chasse; LChP; RS 922.0), tous les animaux visés à l'art. 2 LChP qui n'appartiennent pas à une espèce pouvant être chassée, sont protégés (espèces protégées). Selon l'art. 20 al. 2 OPN, en plus des animaux protégés figurant dans la loi sur la chasse, les espèces désignées dans l'annexe 3 de l'OPN sont considérées comme protégées.

L'art. 2 LChP précité mentionne en particulier les oiseaux, lesquels sont ainsi tous protégés hormis ceux pouvant être chassés, tels que la Bécasse des bois (art. 5 al. 1 let. p LChP). Celle-ci constitue néanmoins une espèce prioritaire pour une conservation ciblée. Les chauves-souris figurant à l'annexe 3 de l'OPN, elles sont par conséquent toutes protégées.

cc) L'art. 18 al. 1ter LPN dispose encore que si, tous intérêts pris en compte, il est impossible d'éviter des atteintes d'ordre technique aux biotopes dignes de protection, l'auteur de l'atteinte doit veiller à prendre des mesures particulières pour en assurer la meilleure protection possible, la reconstitution ou, à défaut, le remplacement adéquat. L'art. 20 al. 3 let. b OPN confirme que l'autorité compétente peut accorder des autorisations exceptionnelles pour des atteintes d'ordre technique, qui s'imposent à l'endroit prévu et qui correspondent à un intérêt prépondérant. L'auteur de l'atteinte doit être tenu de prendre des mesures pour assurer la meilleure protection possible, ou, à défaut, le remplacement adéquat des espèces concernées.

La construction d'éoliennes dans des biotopes dignes de protection constitue une "atteinte d'ordre technique aux biotopes" au sens de l'art. 18 al. 1ter LPN (cf. Karin Sidi-Ali, La protection des biotopes en droit suisse – Etude de droit matériel, thèse Genève/Bâle/Zurich 2008, ch. 3.1.3.3 p. 111 ss). La reconnaissance du caractère technique de l'atteinte ouvre la porte à l'application de l'art. 18 al. 1ter LPN, à savoir la pesée des intérêts visant à déterminer si le biotope doit être préservé ou non et, le cas échéant, la prise de mesures de remplacement. La protection des biotopes n'est en effet pas de caractère absolu. Ceux-ci sont soumis à une pesée des intérêts qu'ils n'emportent pas aveuglément (Sidi-Ali, op. cit., ch. 3.1.4.2 p. 119).

Le raisonnement à la lettre de la loi consisterait, après avoir constaté que le biotope est digne de protection en tant que tel, à examiner si l'atteinte se justifie compte tenu de tous les intérêts entrant en considération et, dans l'affirmative, à déterminer si les mesures de protection, de reconstitution ou de remplacement suffisantes sont assurées. Selon cette articulation, les possibilités de mesures de protection, de reconstitution ou de remplacement ne doivent jouer aucun rôle dans la balance des intérêts visant à déterminer s'il peut être porté atteinte ou non au biotope (Sidi-Ali, op. cit., ch. 3.1.2.1 p. 92 et ch. 3.1.4.2 p. 122). En pratique toutefois, les mesures prévues doivent être intégrées dans cette pesée des intérêts, en particulier aux fins de prendre directement en considération les effets sur le long terme, à savoir la situation finale, après éventuelle atteinte et mesures (Sidi-Ali, op.cit., ch. 3.1.4.2 p. 123). C'est cette dernière méthode, réaliste, qui doit être appliquée dans la présente procédure.

dd) Les Directives cantonales de 2013 pour l'installation d'éoliennes de hauteur totale supérieure à 30 mètres traitent expressément de la préservation des oiseaux (ch. 4.3.7, 7.4, 7.6, annexes oiseaux 1a, 1b, 2, 3 et 4) et fixent des exigences minimales. Il en va de même de la protection des chiroptères (ch. 4.3.7, 7.2 , 7.4, annexes chauves-souris 1a, 1b, 2, 3 et 4).

b) Les éoliennes peuvent porter atteinte à la faune ailée par des collisions avec les pales ou les mâts ainsi que, pour les migrateurs, par une déviation de trajectoire et un effet de barrière. La faune ailée peut aussi être victime de barotraumatisme (dépression trop élevée à proximité des éoliennes pouvant causer des lésions mortelles). Les éoliennes peuvent encore provoquer un effet d'abandon de l'habitat, de sites de nidification, de repos ou de recherche de nourriture, les oiseaux renonçant en particulier à nicher à proximité. Enfin, il faut compter avec des dérangements sur certaines espèces, par l'intrusion des turbines, mais aussi par une accentuation des activités humaines sur le site, facilitée par les chemins d'accès (étude Sempach p. 7 et 18, étude cantonale 2016 p. 9 et note Honsberger du 25 janvier 2016 p. 58 ss, tous documents cités infra consid. 8d).

En cas d'atteinte à la faune ailée par des éoliennes, il y a lieu de prendre des mesures de mitigation, à savoir d'atténuation des dommages. Celles-ci comprennent en priorité les mesures d'évitement (renonciation aux éoliennes ou déplacement des machines hors des zones abritant des espèces sensibles, déplacement des infrastructures y relatives telles que les routes d'accès), ensuite les mesures de réduction/limitation (déplacement de certaines machines problématiques, mise à l'arrêt sous certaines conditions, management d'habitat) et, enfin, s'il subsiste un impact résiduel, les mesures de compensation spécifiques à chaque espèce (p. ex. revitalisation de l'habitat). Cette hiérarchie des mesures signifie que les mesures d'évitement sont prioritaires par rapport aux mesures de compensation, lesquelles doivent être appliquées en dernier ressort et ne peuvent justifier la poursuite d'un projet qui aurait des effets jugés inacceptables sur des populations d'espèces sensibles. Les projets soumis à EIE doivent démontrer que les impacts après compensation sont acceptables (étude Sempach 2016 p. 8 et 20 s., étude cantonale 2016 p. 5 et 19, tous documents cités infra consid. 8d).

c) Au mois de décembre 2009, l’OFEV a chargé la Station ornithologique suisse de Sempach de mettre en évidence sur une carte de la Suisse les zones de conflits potentiels entre la protection des oiseaux et l'énergie éolienne. Deux cartes distinctes ont été établies (mises à jour en 2013), s'agissant respectivement des oiseaux migrateurs d'une part et des oiseaux nicheurs, hôtes de passage et réserves naturelles OROEM d'autre part. Les deux cartes différencient les zones à faible potentiel de conflit, les zones à potentiel de conflit réel, les zones à potentiel de conflit élevé et les zones à potentiel de conflit très élevé (zones d'exclusion). Elles sont chacune accompagnées d'un rapport explicatif (également mis à jour en 2013).

d) Pour ce qui est de l'impact du projet litigieux sur l'avifaune, la question a d'abord été traitée par le rapport 47 OAT/RIE du 28 mai 2014, par le bureau Honsberger en collaboration avec Lionel Maumary, biologiste ornithologue (p. 96 ss, annexe 11.9 [p. 194] et annexe 11.10 [p. 197, consistant en une expertise sur le Hibou grand-duc]). Dans ce premier temps, le rapport imposait douze mesures intégrées (Avif_01 à Avif_12). A la suite de l'arrêt précité AC.2013.0263 du 2 mars 2015 (parc éolien de Sainte-Croix), le bureau Honsberger a établi dans un deuxième temps, toujours en collaboration avec Lionel Maumary, une nouvelle note technique du 25 janvier 2016 intitulée "Etat des lieux à fin 2015 en matière de bruit et d'avifaune". Cette étude a introduit deux mesures additionnelles Avif_13 et Avif_14. Pour leur part, les chiroptères ont fait l'objet des p. 116 ss du rapport 47 OAT/RIE du 28 mai 2014, ainsi que de son annexe 11.11, consistant dans un rapport sectoriel préliminaire du bureau Natura biologie appliquée Sàrl du 19 mai 2010. Le rapport 47 OAT/RIE inclut à leur propos quatre mesures intégrées (Chir_01 à Chir_04).

Peu après, le canton de Vaud a mis en œuvre une étude des impacts cumulés de l'ensemble des parcs éoliens prévus dans le Jura vaudois et les régions limitrophes sur la faune ailée (à savoir au total 13 parcs et 145 éoliennes). En effet, si l'influence d'une seule éolienne ou d'un seul parc peut s'avérer mineure, la somme des influences de plusieurs parcs peut avoir une incidence négative sur une population. Cette démarche s'est déroulée en deux étapes. La première, pilotée par la Station ornithologique suisse, avait pour but de documenter la répartition et la taille de la population de chacune des espèces sensibles considérées (Milan royal, Grand tétras, Hibou grand-duc, Alouette lulu et Bécasse des bois, de même que deux chiroptères, à savoir la Pipistrelle commune et la Sérotine commune), ainsi que de modéliser l'impact cumulé des éoliennes prévues dans le périmètre d'étude si la totalité d'entre elles étaient construites. Elle a abouti en 2016 au rapport intitulé "Effets cumulés des éoliennes du Jura vaudois et des régions limitrophes sur l'avifaune et les chiroptères" (ci-après: étude Sempach 2016). Cette étude ne tient pas compte, d'un côté, des mesures de mitigation prévues ou à prévoir, ni de la mise en œuvre progressive des parcs. D'un autre côté, elle n'intègre pas les dérangements induits par les éoliennes (fréquentation accrue des sites liée à l'aménagement de chemins d'accès), ni l'impact de la construction des turbines et de l'infrastructure autour de celles-ci (p. 7 et 17 s.). Enfin, fondée sur des modèles et une analyse globale, elle ne remplace pas les expertises environnementales spécifiques des divers projets (p. 18 et 22 s.).

La seconde étape, conduite par le canton de Vaud, a consisté à évaluer sur la base de l'étude Sempach 2016 les mesures de mitigation prévues ainsi que les impacts résiduels cumulés sur les espèces sensibles sélectionnées par l'étude Sempach. Etablie en novembre 2016 et intitulée "Evaluation des impacts résiduels cumulés des éoliennes du Jura vaudois et des régions limitrophes sur la faune ailée" (ci-après: étude cantonale 2016), cette étude prend pour hypothèse, tout comme l'étude Sempach, que toutes les éoliennes seront construites, qui plus est simultanément (p. 22). Elle a pour but de quantifier l'impact de l'ensemble des parcs en tenant compte – contrairement à l'étude Sempach – de mesures de mitigation (impact résiduel cumulé). Dans sa conclusion, l'étude retient sur l'ensemble des parcs un "impact prédit certain", du moins sans mesures de mitigation, sur toutes les espèces sensibles sélectionnées hormis le Milan Royal. Elle considère toutefois qu'avec les mesures de mitigation, chacun des projets réduira ou pourra réduire ses impacts à un niveau tolérable, à savoir à "pas d'impact prédit", "impact peu probable" ou "impact probable". Pour les deux derniers cas ("impact peu probable" et "impact probable") pouvant subsister pour certaines espèces – en tenant compte de la construction simultanée de toutes les éoliennes planifiées –, l'étude prévoit des mesures supplémentaires de conservation à l'échelle non pas des parcs, mais de la région, afin de pas limiter la croissance d'une population ni accélérer son déclin lorsque celle-ci affiche déjà un taux de croissance négatif (p. 8, 11 et 19). Le canton s'engage à prendre en charge ces mesures supplémentaires en fonction de la réalisation effective des parcs éoliens vaudois concernés, afin d'assumer sa politique de développement de l'éolien. Ces mesures cantonales visent ainsi à compenser l'impact résiduel cumulé jusqu'à un niveau acceptable pour l'ensemble des espèces étudiées (p. 11 et 20). Pour le surplus, à l'instar de l'étude Sempach, l'étude cantonale 2016 ne remplace pas un rapport d'impact sur l'environnement, ni un suivi sur le terrain (p. 12).

En ce qui concerne l'impact du projet "Sur Grati" sur la sélection précitée d'espèces sensibles, l'étude cantonale 2016 retient, en substance, qu'il n'entre pas en conflit avec les dortoirs hivernaux du Milan Royal, qu'il n'abrite pas de population de Grands tétras et qu'il n'entraîne pas d'impact sur le Grand-duc, pas plus que sur l'Alouette lulu. En revanche, l'étude retient la présence d'aires de croûle (de parade) de la Bécasse des bois dans le périmètre proche et tient pour insuffisantes les mesures y relatives. Ce constat a conduit le bureau Honsberger à rédiger le 14 février 2017, de même avec la collaboration de Lionel Maumary, un nouvel "Etat des lieux à fin 2016 en matière d'avifaune". Cette étude porte exclusivement sur la Bécasse des bois et ajoute une mesure intégrée Avif_15. Quant aux chiroptères, l'étude cantonale 2016 n'a pas pu procéder à une analyse des impacts du projet Sur Grati, pour des motifs de méthodologie et de situation de population (p. 53).

9.

Il convient à ce stade d'examiner de plus près le rapport 47 OAT/RIE (et ses compléments), en tant qu'il porte sur les oiseaux migrateurs et nicheurs, étant précisé que ce rapport constitue une appréciation locale et ciblée, ne se limitant par ailleurs pas aux espèces sensibles retenues par les études 2016 précitées.

a) S'agissant de la méthode d'observation, le rapport explique que les migrateurs ont été recensés de fin août à début novembre 2008, avec un accent sur début octobre (qui voit passer le plus grand nombre de migrateurs diurnes), et les nicheurs en juin et juillet 2008. Ces observations ont été complétées aux printemps 2009, 2012 et 2013 par respectivement trois journées d'avril à juin pour la recherche d'espèces rares ou sensibles. Des compléments d'observation sur les flux d'oiseaux migrateurs ont été effectués en été et automne 2012 et 2013 (rapport p. 97). Il découle en outre de la note technique du 25 janvier 2016 que des comptages des flux de migrateurs ont encore eu lieu les 9 octobre 2014 et 25 mars 2015 (tableau 3-9 p. 57).

b) Pour les oiseaux migrateurs, la carte de Sempach précitée (consid. 8c) considère le secteur Sur Grati comme une zone à faible potentiel de conflit.

aa) Selon le rapport 47 OAT/RIE et la note technique du 25 janvier 2016, les flux migratoires diurnes Sur Grati, qui concernent une faible proportion de rapaces, sont généralement faibles à moyens, des afflux exceptionnels pouvant néanmoins se produire en octobre. Les auteurs exposent que les flux migratoires, relativement faibles et dilués, suivent très largement la crête, selon l'axe d'implantation des éoliennes, la seule concentration observée se situant au-dessus du Chalet de Grati, où un très léger effet de col a été observé. L'effet de barrière est ainsi évité. Ils concluent que dans l'ensemble, les impacts sur les oiseaux migrateurs du parc éolien Sur Grati peuvent globalement être considérés comme faibles (rapport p. 97, note p. 56 et 73).

Les recourants dénoncent un risque excessif de mortalité des oiseaux migrateurs en se référant en particulier à une étude menée par la Station ornithologique suisse (sur mandat de l'OFEN) de février à mi-novembre 2015 au site de Peuchapatte, situé à environ 1150 m d’altitude. Cette étude aboutit à une valeur moyenne de 20,7 victimes par éolienne et par an. Cela étant, elle indique d'un côté que la région du Jura concernée présente une densité migratoire plutôt élevée à l’échelle de la Suisse. Or, tel n'est pas le cas du site de Sur Grati, dont la densité est qualifiée de faible à moyenne. Elle expose d'un autre côté qu'il est difficile de savoir dans quelle mesure ses résultats pourraient être extrapolés à des éoliennes plus grandes ou plus hautes (les trois éoliennes du site de Peuchapatte comptant une hauteur totale de 148 m (mât de 108 m et pales de 40 m, à savoir une hauteur inférieure de 60 m à celles prévues Sur Grati), car celles-ci influencent davantage le flux migratoire (étude en allemand, résumé en français, Vogelzugintensität und Anzahl Kollisionsopfer an Windenergieanlagen am Standort. Le Peuchapatte (JU), novembre 2016). Tout bien pesé, les mortalités additionnelles d'oiseaux migrateurs comptées à Peuchapatte ne sont pas déterminantes pour le site de Sur Grati.

Par conséquent, au vu des constatations exposées dans le rapport et la note, fondées sur de multiples observations menées sur site, l'on peut admettre que l'exploitation du parc éolien sur Grati n'aurait pas d'impact significatif sur les oiseaux migrateurs, notamment pas l'effet de "barrière" redouté par les recourants (voir également arrêt AC.2017.0208 du 8 novembre 2018 consid. 6b/ee), la question des pics migratoires, traitée ci-dessous (consid. 9b/bb), étant néanmoins réservée. L'on relève en outre que l'implantation des éoliennes sur le site de Sur Grati est conforme aux recommandations de la Station ornithologique en la matière qui préconise que les éoliennes soient alignées dans l'axe principal de la migration.

bb) En ce qui concerne les mesures de protection favorables aux migrateurs, il faut relever en liminaire la mesure de suivi général Avif_10 destinée également aux nicheurs, prévue pendant la période d'exploitation, visant notamment à évaluer et ajuster la pertinence des mesures mises en œuvre. Plus précisément, elle astreint au suivi de la migration, des collisions éventuelles et des comportements à l'approche des éoliennes, au suivi de la mortalité sous les éoliennes, à l'évaluation de la pertinence des mesures d'exploitation mises en place et de leur impact positif, à l'évaluation de la perte d'habitat pour les oiseaux nicheurs et hivernants, et à la mise en évidence d'éventuelles variations en termes de biodiversité. Cette mesure correspond aux recommandations de l'étude Sempach 2016 (p. 20), qui relève qu'il est "extrêmement important" d'assurer un suivi de l'efficacité après la mise en place des mesures pour adapter l'exploitation cas échéant. D'autres mesures intégrées visent à préserver les migrateurs et les nicheurs, à savoir les mesures Avif_04 (Signalisation lumineuse des éoliennes et protection de l'avifaune [recommandant en particulier l'utilisation de lampes stroboscopiques]) et Avif_05 (Couleur des éoliennes).

Les impacts des éoliennes étant susceptibles d'être plus dommageables en cas de pics migratoires, le projet Sur Grati impose un arrêt des éoliennes pendant les pics diurnes d'automne et de printemps. Les mesures intégrées (Avif_06 et Avif_12) prévoient à cet égard que les jours de pics, variant d'une année sur l'autre, devront être identifiés à titre préventif par un ornithologue au moyen d'un suivi annuel en mars-avril et septembre-octobre, avant la mise en fonction du parc et pendant environ huit ans, ce qui permettra de dimensionner l'importance des pics pour le site de Sur Grati.

La note technique du 25 janvier 2016 ajoute que le seuil d'arrêt des éoliennes en fonction du flux migratoire (MTR [migration traffic rate]) sera défini précisément avec la DGE et la Station ornithologique suisse. Sur Grati, il est préconisé d'arrêter les machines lorsque le seuil MTR dépasse 400 ind./h/km, ce qui conduira, selon les estimations actuelles, à arrêter les éoliennes environ une semaine au printemps et une semaine en automne (p. 69 [ch. 3.7.2]).

La mesure Avif_14, intitulée "Exploitation des éoliennes – Protection des oiseaux migrateurs – Arrêt des éoliennes couplé à un système de surveillance automatique (radar)", intégrée dans un second temps au projet par la note technique du 25 janvier 2016, prévoit un système de surveillance automatique par radar (non plus seulement par un ornithologue au sens de la mesure Avif_12) dans les termes suivants (voir également note p. 69 [ch. 3.7.1 et 3.7.4]):

"(…) Le parc mettra en place un système de surveillance automatique par radar correspondant à l'état de la technique, sauf si des impossibilités techniques devaient conduire à proposer une solution alternative (par exemple mesure Avif_12, éventuellement étendue, ou autre).

Selon l'exigence de la DGE-BIODIV, le dispositif devra permettre de mettre hors service la ou les éoliennes concernées en période de forte intensité migratoire de l'avifaune et garantissant qu'un seuil de mortalité de 10 oiseaux migrateurs par an et par éolienne ne soit pas dépassé.

Dans tous les cas, le système devra être validé par la DGE-BIODIV avant la délivrance du permis de construire du parc."

Le processus prévu par la mesure Avif_14 correspond largement aux exigences complémentaires posées au permis de construire par l'arrêt AC.2017.0208 du 8 novembre 2018 (consid. 6b/ee), imposant la mise en place de radars de détection du flux migratoire des oiseaux (couplé avec un suivi par un ornithologue mandaté par la constructrice), ainsi que d'une méthodologie assurant à long terme que le seuil de dix oiseaux morts par an et par éolienne ne soit pas dépassé. Au stade de la présente procédure, limitée au plan d'affectation, il n'y a pas lieu d'exiger des porteurs du projet des engagements ou des précisions allant au-delà des mesures et indications qui précèdent. Ces conditions seront définies dans le cadre du permis de construire.

Enfin, il n'y a pas lieu d'astreindre les porteurs du projet à installer un système de mises hors tension assistées par radar (système de radar permanent permettant un suivi en direct de la migration des oiseaux et un arrêt automatisé des éoliennes). Ainsi que le relève l'arrêt AC.2017.0208 du 8 novembre 2018 (consid. 6b/ee), compte tenu des incertitudes concernant le développement et la fiabilité de cette technologie, celle-ci ne peut être exigée en l'état (voir également la note technique du 25 janvier 2016 p. 69 [ch. 3.7.3]).

cc) Dans ces conditions, les mesures de mitigation précitées, fondées sur des observations in situ et assorties de démarches de suivi antérieures et postérieures au démarrage de l'exploitation, apparaissent suffisantes, du moins au stade du plan d'affectation, à maintenir l'impact résiduel des éoliennes du site litigieux sur les oiseaux migrateurs à un niveau acceptable, les inconvénients inévitables demeurant ainsi justifiés au regard de l'intérêt public au parc éolien Sur Grati.

c) En ce qui concerne les oiseaux nicheurs, la carte Sempach y relative qualifie la zone de Sur Grati de zone à faible potentiel de conflit, à l'instar de la carte traitant des oiseaux migrateurs.

aa) Selon le rapport 47 OAT/RIE et la note technique du 25 janvier 2016, les espèces potentiellement touchées par le projet (en termes de collisions, de perte d'habitat et de dérangement) sont des oiseaux des milieux ouverts et semi-ouverts ou ayant un comportement aérien très marqué.

Le rapport 47 OAT/RIE et la note technique du 25 janvier 2016 examinent dans le détail les conséquences des éoliennes pour chacune des espèces nicheuses sensibles recensées dans le périmètre élargi du site, à savoir la Bondrée apivore, le Milan noir, le Milan royal, la Buse variable, l'Autour des palombes, l'Epervier d'Europe, le Faucon crécerelle, le Faucon pèlerin, le Hibou grand-duc, le Hibou moyen-duc, le Pipit des arbres, le Grand Corbeau et la Bécasse des bois. La note conclut que dans l'ensemble, les impacts prévisibles sur les oiseaux nicheurs peuvent globalement être considérés comme faibles (p. 73). Elle relève qu'une perte d'habitat est possible pour le Pipit des arbres, mais souligne que cette espèce fera l'objet d'un suivi après la mise en exploitation du parc éolien, dans le cadre du suivi général de l'avifaune déjà prévu (cf. mesure Avif_10 précitée).

Pour le surplus, il faut relever que le choix d'éoliennes comportant un mât de 150 m de hauteur – le point le plus bas des pales se situant à 90 ou 100 m du sol – permet de réduire le risque potentiel pour les oiseaux nicheurs (mesure Avif_02). Il faut également souligner la mesure intégrée Avif_09, destinée aux rapaces nocturnes et à la Bécasse des bois, prévoyant un arrêt des machines pendant les périodes présentant le plus de risques spécifiquement pour ces espèces. Cette mesure impose un suivi préventif par un biologiste faune, avant la mise en fonction du parc et pendant trois ans, afin de déterminer les périodes à risque. Elle est complétée par la mesure Avif_07 exigeant, dès le démarrage de l'exploitation et pendant cinq ans, un suivi de l'activité des rapaces nocturnes et de la Bécasse des bois pour déterminer s'il est nécessaire d'arrêter les éoliennes par temps de brouillard, de nuit, afin d'éviter le piège lumineux que constitue l'illumination des nacelles.

Enfin, si les recourantes Pro Natura et consorts se préoccupent de la situation de l'Aigle royal, qui tend à recoloniser la chaîne jurassienne, il faut noter que sa présence n'est pas signalée à proximité du site de Sur Grati et que, cas échéant, l'Aigle royal bénéficiera des mêmes mesures que les autres rapaces, lesquelles pourront être adaptées si nécessaire.

Dans ces conditions, hormis la question de la Bécasse des bois, traitée ci-dessous (consid. 9d), il ne découle pas du rapport 47 OAT/RIE et de la note technique du 25 janvier 2016, fondés encore une fois sur des observations in situ, que les espèces sensibles seraient touchées de manière excessive pendant la phase d'exploitation, ni que les mesures de mitigation prises seraient insuffisantes.

bb) Les recourants évoquent encore la sensibilité des oiseaux nicheurs aux bruits et dérangements, notamment durant les travaux de construction et d'entretien.

La mesure Avif_11 "Chantier – Périodes de chantier et protection de la faune" dispose que la période de chantier devra tenir compte "dans la mesure du possible", des enjeux identifiés concernant l'avifaune et les chiroptères. Les périodes sensibles (reproduction, heures de croûle, nidification) seront évitées, les heures et périodes les moins problématiques seront privilégiées, particulièrement s'agissant du montage des éoliennes. Les indications des contraintes de calendrier seront soumises à la commission de suivi pour discussion et pour validation avant l'ouverture du chantier. Le détail sera discuté dans le cadre de la Commission de suivi du projet (voir également rapport 47 OAT/RIE p. 114).

Cette mesure prend en compte la faune locale et sa sensibilité aux dérangements. S'il est vrai que la mesure sera réalisée "dans la mesure du possible", cette cautèle demeure conforme au principe de la proportionnalité. Ainsi que l'expliquent de manière suffisamment convaincante les départements, il n'est pas exclu que les délais ou retards dans la livraison du matériel produit à l'étranger obligent occasionnellement des dépôts ou travaux sur site en périodes sensibles. Surtout, le calendrier définitif et les plages horaires autorisées seront de toute façon soumis à la Commission de suivi du projet pour appréciation et validation avant l'ouverture du chantier.

d) Pour ce qui est de la Bécasse des bois, comme exposé ci-dessus (consid. 8a/bb), cet oiseau est une espèce prioritaire pour une conservation ciblée, quand bien même il ne constitue pas, formellement, une espèce protégée dès lors qu'il peut être chassé (art. 5 al. 1 let. p LChP). Il s'agit d'une espèce vulnérable sur la Liste rouge établie par l'OFEV. Actuellement, le taux de croissance de la population de la Bécasse des bois est en effet déjà considéré comme négatif, soit un taux de 0,98, de sorte que la population ne peut tolérer ni mortalité additionnelle, ni perte d'habitat (étude Sempach p. 80).

Or, le site de Sur Grati comporte plusieurs aires de croûle, en contrebas, en bordure occidentale du parc (note technique du 25 janvier 2016 p. 51).

aa) S'agissant des collisions, l'étude Sempach souligne qu'en raison de l'insuffisance des données relatives au nombre d'individus et au comportement de vol, il n'a pas été possible d'établir de modèle. Toutefois, suivant l'emplacement des parcs éoliens, un risque ne peut être exclu pour les mâles regagnant au crépuscule, en période de reproduction, les zones de croûle à partir de leur gîte diurne, parfois distants de plusieurs kilomètres, en suivant régulièrement les mêmes couloirs de vol. Des collisions entre les Bécasses des bois et les éoliennes sont du reste documentées en Europe à différentes périodes de l'année (14 collisions recensées, 16 selon l'actualisation produite par les recourantes Pro Natura et crts) (étude Sempach p. 80, 82 et 87).

Cela étant, des observations ciblées sur la Bécasse des bois ont été menées sur le site de Sur Grati pendant les activités de croûle, s'étendant sur huit jours entre avril et juillet 2014, puis huit autres journées entre avril et juillet 2015. Selon la note technique du 25 janvier 2016, il a ainsi été constaté que l'activité de croûle se déroule surtout entre mi-avril et mi-juillet, pour l'essentiel entre 21h et 22h. La note retient également que la hauteur de vol se limite généralement à 50 m au-dessus du sol, mais qu'il arrive parfois que des vols aient lieu plus haut, jusqu'à environ 100 m du sol, de sorte que le risque de collision reste bien présent. Ces constats ont conduit, d'une part, à déplacer l'éolienne EG1 au nord-ouest en milieu ouvert, à plus de 500 m des aires de croûle (mesure Avif_01), d'autre part, à confirmer le choix d'un modèle d'éolienne de grande taille, dont le bas des pales demeurera à 90 m ou 100 m du sol (mesure Avif_02) et, enfin, à imposer l'arrêt de l'éolienne EG1 (uniquement) pendant la période et les heures de croûle, de 2h au crépuscule et 2h à l'aube, en avril, mai, juin et juillet (quatre mois), lorsque la vitesse du vent est inférieure à 6,5 m/s (mesure Avif_08, voir également, supra, consid. 9c/aa la mesure préventive Avif_09) (note p. 51 ss; cf. aussi rapport 47 OAT/RIE p. 112).

Avec ces mesures, compte tenu de surcroît du fait que les éoliennes se trouvent en pâturage ouvert et en situation dominante par rapport à la pente accueillant l'aire de croûle, l'on peut ainsi admettre avec les auteurs de la note que les problèmes de collisions devraient être tout à fait négligeables.

bb) De fait, l'impact essentiel sur la Bécasse des bois demeure la perte d'habitat. En période de reproduction, les éoliennes aménagées dans les secteurs de croûle provoquent un fort effet d'évitement, entraînant la rapide désertion des lieux de nidification. L'approche vaudoise, qui correspond à celle de l'étude Sempach 2016, pronostique, en cas de construction de toutes les éoliennes prévues dans les montagnes jurassiennes, une perte d’habitat de la population suisse de Bécasses des bois d’environ 6,9%. Cette estimation se fonde sur un modèle fixant à 200 m la distance en-deçà de laquelle l'habitat est abandonné avec une probabilité de 100% et à 500 m la distance au-delà de laquelle l'habitat est conservé, avec une décroissance linéaire du risque (étude Sempach p. 80 et étude cantonale p. 26). Dans ces conditions, l'impact du parc sans mesures serait au-dessus du seuil tolérable pour la population. Des mesures de mitigation efficaces s'avèrent ainsi impératives.

A cet égard, le projet prévoit, outre les mesures générales intégrées déjà décrites ci-dessus en faveur des oiseaux nicheurs (consid. 9c), des mesures destinées particulièrement à la Bécasse des bois.

Ainsi, la mesure Avif_03, la mesure Avif_13 (introduite par la note technique du 25 janvier 2016 p. 71) et la mesure Avif_15 (décidée par la note technique du 14 février 2017, postérieurement aux études 2016) prévoient toutes trois des mesures de gestion sylvicole spécifiques en faveur de la Bécasse des bois. Il s'agit de favoriser l'espèce en créant, déjà avant la mise en exploitation du site, des clairières semi-ouvertes ou de simples éclaircies par des coupes forestières ciblées, identifiées comme favorables à la Bécasse des bois, sur les pentes exposées au nord et l'ouest de Sur Grati. Ces mesures visent, en substance, à éloigner des éoliennes le centre de gravité des aires de croûle, de même que la population de Bécasses des bois (note technique du 14 février 2017 p. 10 et mesure Avif_15). Il s'agit ainsi de créer des surfaces appropriées de 5 ha (mesure Avif_3), 66 ha (mesure Avif_13) et 106 ha (mesure Avif_15), soit de 170 ha au total, étant précisé que la mise en œuvre de la mesure Avif_15 sera activée par la Commission de suivi en fonction du suivi de la population de Bécasses des bois.

Pour le surplus, ces mesures seront intégrées dans la planification de la gestion forestière et seront toutes implantées sur des parcelles des communes, qui ont déjà donné leur accord, si bien qu'il n'y a pas lieu de mettre en cause leur faisabilité.

Dans ces conditions, l'impact résiduel du parc éolien Sur Grati sur la Bécasse des bois doit être qualifié de tolérable.

A cet égard, les recourants prétendent à tort que l'étude Sempach conclurait à ce qu'il soit renoncé au site de "Sur Grati" compte tenu de l'impact sur l'avifaune et plus particulièrement sur la Bécasse des bois. S'il est exact que l'étude Sempach considère que "certains parcs" ne devraient pas être réalisés (p. 8, voir également p. 60, 83 et 90), elle ne désigne pas expressément Sur Grati. Quant à la Bécasse des bois plus précisément, l'étude Sempach préconise de déplacer les éoliennes portant le plus préjudice à l'espèce, ce qui a été fait en l'occurrence. Enfin, elle expose, s'agissant toujours de la Bécasse des bois, qu' "actuellement, aucune mesure de compensation efficace (p. e. mesures de revitalisation des habitats) n'est connue pour la Bécasse des bois" (p. 8), mais elle cite à cet égard l'étude de Pierre Mollet (La bécasse des bois [Scolopax rusticola] en Suisse – Synthèse 2014. Station Ornithologique Suisse, Sempach), laquelle se limite à indiquer que les causes du recul de la Bécasse des bois en Suisse sont incertaines, le rôle de l'évolution de la structure forestière restant notamment à déterminer (p. 13 à 16). De plus, l'étude Sempach confirme qu'il est préconisé, au titre de mesure de conservation, la remise en eau de forêts drainées ainsi que des mesures de gestion forestières (p. 91). Surtout, l'étude Sempach ne tient pas compte du fait qu'une telle opération a déjà été menée dans la région, avec succès: en 2015, une nouvelle clairière ouverte dans la forêt du Pélard, en contrebas du périmètre d'étude, a en effet attiré la Bécasse des bois pour la croûle (note technique du 25 janvier 2016 p. 54 et 70). Pour le surplus, c'est en vain que les recourants tentent de remettre en cause les mandataires Pierre Honsberger et Lionel Maumary. Comme il a déjà été exposé ci-dessus (consid. 3d/aa), le spécialiste chargé de rédiger un chapitre du RIE n'est pas dans la même position qu'un mandataire ordinaire du maître de l'ouvrage, l'objet de son mandat impliquant une objectivité et un devoir de diligence particuliers.

Avec le déplacement de l'éolienne EG1, ces mesures sylvicoles correspondent en définitive aux recommandations de l'étude Sempach, qui préconise des mesures d'évitement telles que le déplacement des éoliennes sises à proximité immédiate des aires de croûle et des mesures de compensation telles que la création de clairières (p. 91).

Il convient ainsi de confirmer qu'au vu des mesures de déplacement et de gestion sylvicole prévues, accompagnées de mesures de suivi, l'impact résiduel du parc éolien de Sur Grati sur la Bécasse des bois doit être tenu pour acceptable, et doit céder le pas devant l'intérêt public à la réalisation de ces installations.

10.

Les recourants soutiennent que le taux de mortalité des chauves-souris dû aux éoliennes a été sous-estimé et que les mesures prévues ne suffiront pas à maintenir les populations.

a) Selon le rapport 47 OAT/RIE, une première phase d'investigation a été menée de juillet à octobre 2009 à l'aide de batcorders (enregistrement automatique des ultrasons) par le bureau Natura biologie appliquée Sàrl. Une deuxième phase a été opérée de début juin à fin octobre 2012, puis de fin mai à mi-octobre 2013 par Lionel Maumary, assisté du bureau KohleNusbaumer (p. 116 s.).

Le rapport relève que pour les chauves-souris, le principal risque lié à la construction d'éoliennes consiste dans les collisions avec les pales ou dans un barotraumatisme (p. 126). Tenant compte des trois campagnes de mesures précitées, au sol et à une hauteur de 50 m, le rapport indique qu'il faut s'attendre à une mortalité accrue surtout pour les Pipistrelles communes, secondairement pour les Sérotines et les Noctules. Pour les auteurs, le risque de mortalité, s'il ne peut être quantifié avec précision, paraît toutefois extrêmement faible, dès lors que les pales survolent le terrain à plus de 90 ou 100 m de hauteur (choix imposé par la mesure Avif_02) et que les éoliennes sont en position dominante sur la crête (p. 126). De surcroît, la crête Sur Grati ne forme pas un couloir migratoire préférentiel et les deux espèces réputées migratrices comme la Pipistrelle de Nathusuis ou la Noctule commune n'étant que peu ou pas détectées, l'impact des éoliennes sur celles-ci sera négligeable.

Toujours selon le rapport, la perte ou la modification de terrains de chasse est théoriquement également possible. Cependant, les terrains biologiquement les plus intéressants ne seront pas altérés de sorte que l'impact sera négligeable. Quant aux impacts durant la phase de construction ainsi que ceux découlant des infrastructures, ils n'ont pas été analysés en détail mais leur ampleur et leur impact sur les chauves-souris apparaissent de prime abord très limités (p. 126 s.).

b) Cela étant, le rapport prévoit une série de mesures. En particulier, la mesure Chir_01, qui reprend les critères et conditions imposés par les Directives cantonales (annexe chauve-souris 3 p. 36), dispose que dès la mise en fonction du parc, les éoliennes devront être arrêtées après la tombée de la nuit de mi-mars à octobre lorsque les trois conditions suivantes seront réunies: la vitesse du vent est inférieure à 6,5 m/s, la température est supérieure à 5° C et le temps est sec ou faiblement pluvieux. Ladite mesure se fonde sur la considération selon laquelle l'activité de chasse est réduite ou nulle de jour, durant l'hibernation, par fort vent ou par forte pluie, si bien que l'on peut raisonnablement penser qu'une interruption du fonctionnement des éoliennes durant les périodes de plus forte activité réduira notablement les pertes. Cette mesure est une restriction maximale de fonctionnement et prévoit que le maître d'ouvrage se réserve la possibilité de demander la mise à jour des conditions d'arrêt des éoliennes en fonction des résultats du suivi. La mesure pourra être assouplie d'entente avec la DGE-BIODIV si l'on peut démontrer que l'impact sur les chauves-souris demeure acceptable sous d'autres conditions. Dans le cas contraire, la mesure sera prolongée aussi longtemps que nécessaire (Chir_01).

La mesure Chir_01 est accompagnée par les mesures de suivi Chir_04 et Chir_02. La première impose un suivi préventif avant la phase d'exploitation afin d'adapter le schéma d'arrêt des éoliennes. Elle est destinée d'une part à déterminer l'activité à la hauteur des pales/de la nacelle et d'autre part à déceler une éventuelle différence de fréquentation des chauves-souris (quantitative et qualitative) après la mise en exploitation du parc. La seconde prévoit, pendant la phase d'exploitation, un suivi de l'activité des chauves-souris au niveau des nacelles en parallèle avec les conditions météorologiques, l'heure et la période de l'année. Ces deux mesures Chir_04 et Chir_02 permettront de préciser les périodes présentant le plus de risques et d'optimiser le schéma d'arrêt des éoliennes (voir également la mesure Avif_10 qui prévoit un suivi de la mortalité de l'avifaune et des chiroptères sous les éoliennes). A vrai dire, ces mesures permettront également d'améliorer grandement les connaissances sur la fréquentation du site par les chiroptères, leurs effectifs et leur évolution.

Toujours selon le rapport 47 OAT/RIE, la mesure d'arrêt doit permettre de limiter l'impact sur les chauves-souris à un niveau acceptable mais ne peut empêcher toute perte. Cet impact résiduel doit être compensé (voir aussi étude Sempach 2016, p. 20). C'est pourquoi la mesure Chir_03 prévoit d'examiner les possibilités d'améliorer la protection de sites connus pour les chauves-souris (Grottes de Vallorbe) sur les territoires communaux concernés, voire sur des territoires voisins (Grottes de Baulmes), au titre de mesure de compensation de la mortalité. Le détail de la mesure sera défini avec la DGE-BIODIV dans le cadre de la Commission de suivi.

c) L'étude Sempach 2016 retient comme valeurs moyennes de mortalité annuelle par éolienne dans le Jura vaudois, toutes espèces de chiroptères confondues, 13,2 individus (p. 127). D'après cette étude, dès lors que, selon les sites étudiés, la proportion de l'activité des chauves-souris pendant la période d'arrêt des éoliennes est de 90%, la mortalité annuelle par éolienne passerait, grâce aux schémas d'arrêt, à 1,7 individus, représentant une réduction de plus de 80% (p. 129).

Sur mandat de l'OFEV, le bureau Natura biologie appliquée Sàrl a mené une étude de l'impact, sur les chiroptères, du parc éolien déjà en exploitation de Peuchapatte. Publiée en 2018, cette étude ("Mortalité causée par le parc éolien du Peuchapatte sur les chauves-souris et évaluation de mesures de protection") retient une mortalité supérieure à l'étude Sempach, de 18,7 individus par machine et par année. Ce taux, qui ne tient pas compte des mesures d'arrêt des machines, demeure toutefois dans le même ordre de grandeur que celui retenu par l'étude Sempach. Du reste, le bureau Natura relève lui-même que les résultats obtenus par l'étude Sempach 2016 restent valables et se recoupent bien avec ceux du Peuchapatte (cf. rapport Natura p. 8 et 13). Quant au schéma d'interruption, l'étude Sempach 2016 s'en tient aux critères retenus par le canton de Vaud, et le bureau Natura évoque même des conditions moins restrictives pour les producteurs (p. 8 et 13).

d) Dans ces conditions, les risques de collision des chiroptères, respectivement de mortalité, sur le site de Sur Grati peuvent être considérés comme faibles et acceptables à l'aune de l'intérêt public à la réalisation du parc éolien Sur Grati, au vu des mesures de prévention prises, qui comprennent non seulement un schéma d'interruption des machines, mais encore une hauteur de pales très élevées, à plus de 90 m du sol, ainsi qu'au vu des mesures de compensation prévues, destinées à corriger l'impact résiduel.

11.

a) En conclusion, compte tenu des mesures de mitigation prises, ainsi que des mesures de suivi à mener avant et pendant l'exploitation, les impacts du projet sur l'avifaune et les chiroptères doivent être tenus pour acceptables au vu de l'intérêt public à la réalisation du parc éolien Sur Grati, qu'ils soient considérés individuellement ou dans leur ensemble. Ce constat doit être maintenu même à y ajouter les impacts potentiels des infrastructures inhérentes aux parcs éoliens et des dérangements occasionnés par la réalisation des projets éoliens. A cet égard, il sied encore de relever que les chemins d'accès sont déjà existants, ne serait-ce qu'en partie sous forme de tronçon herbeux, de sorte que leur adaptation ne devrait pas attirer un nombre significativement supérieur de visiteurs susceptibles de constituer une source de dérangement supplémentaire pour la faune.

N'y changent rien les pièces déposées par les recourants (article paru dans 24Heures du 24/25 mars 2018, En Suisse aussi les oiseaux battent de l'aile; OFEV, Stratégie Biodiversité Suisse, Plan d'action, approuvé par le Conseil fédéral le 6 septembre 2017; extrait du quotidien Le Temps du 20 juillet 2017, La Suisse, bonnet d'âne de la biodiversité et des zones protégées; extrait du quotidien Le Temps du 20 janvier 2017, interview de Raphaël Arlettaz; Roel May et al., Mitigating wind-turbine induced avian mortality, Sensory, aerodynamic and cognitive constraints and options, in Renewable and Sustainable Energy Reviews n. 42 (2015) p. 170 ss; Ulrich Dorka et al., Windkraft über Wald – kritisch für die Waldschnepfenbalz?, in NuL 46 (3), 2014, 069-078; Carte établie par BEB SA en juin 2012 dans le cadre de l'analyse REC-VD; Centre Suisse de Cartographie de la Faune, Projet national sur la Bécasse des bois; Carte établie par la Direction Régionale de l'Environnement de Franche-Comté en 2008).

b) S'agissant de la perte d'exploitation des éoliennes en raison des mesures d'arrêt envisagées, elle doit s'analyser en première ligne à l'aune des périodes d'arrêt dues aux pics migratoires. A cet égard, il faut relever que l'arrêt AC.2017.0208 du 8 novembre 2018 (consid. 6b/ee) estimait à 3% la perte de production d'un arrêt des éoliennes pendant dix jours en raison de pics migratoires (six jours en octobre et quatre jours en mars). Cette évaluation peut également être retenue en l'occurrence. Il convient toutefois de prendre en considération également les arrêts rattachés, selon le résultat des suivis, aux risques pour les rapaces nocturnes et la Bécasse des bois. Enfin, il y a lieu de tenir compte du schéma d'arrêt prévu en faveur des chiroptères, qui reprend les critères et conditions imposés par les Directives cantonales (annexe chauve-souris 3 p. 36). Ce schéma d'arrêt entraînera toutefois de faibles pertes de production d'électricité, dès lors que les éoliennes ne produisent que très peu d'électricité à basse vitesse. Ces pertes sont estimées à environ 1% sur la production annuelle, étant précisé que le schéma d'arrêt est voué à être affiné, et les pertes encore réduites, selon les résultats des mesures de suivi, avant et pendant la phase d'exploitation (cf. Chir_04 et 02; voir également l'étude Sempach 2016 p. 20 et 121). Tout bien pesé, la perte d'exploitation résultant de l'arrêt des machines destiné à protéger la faune ailée peut être estimée au plus à 5% (cf. consid. 3e supra).

12.

Les recourants reprochent aux porteurs du projet de ne pas avoir pris en considération l'impact du projet sur les autres animaux (hormis les lépidoptères, spécifiquement traités dans le rapport 47 OAT/RIE p. 132 ss).

a) Le site de Sur Grati comporte, autour du chalet de Premier, un territoire d'intérêt biologique supérieur (TIBS; cf. guichet cartographique cantonal). Il s'agit de surfaces dont la valeur est supérieure à la moyenne et qui, en fonction de leur taille, peuvent constituer des zones tampon autour des territoires d'intérêt biologique prioritaire (TIBP, abritant une biodiversité et des milieux naturels particulièrement riches et de valeur et autour desquelles le réseau se structure), des zones relais ou des voies de transit privilégiées. Ces surfaces permettent d’assurer la connectivité entre les maillons principaux du réseau écologique. Le site est également traversé par une liaison biologique terrestre d'importance suprarégionale, sur la crête de Grati-Premier (voir rapport 47 OAT/RIE p. 79 s.).

b) Cela étant, ainsi que le relève le rapport 47 OAT/RIE (p. 96), l'impact d'un projet de parc éolien concerne principalement l'avifaune et les chiroptères en raison de la nature aérienne des installations. La faune terrestre n'est touchée que dans le cas où les zones d'implantation et d'accès aux installations touchent les zones sensibles, ce qui n'est pas le cas en l'espèce. On précisera de surcroît que la zone TIBP la plus proche est située en contrebas, autour du village de Vaulion et le long du Nozon.

IX. Protection du paysage, du paysage construit et du patrimoine bâti

13.

Les recourants soutiennent que les six éoliennes prévues portent une atteinte considérable au paysage, hors de proportion avec leur apport énergétique.

a) La LAT a notamment pour but de protéger le paysage (art. 1 al. 2 let. a). Il convient en particulier (art. 3 al. 2) de veiller à ce que les constructions prises isolément ou dans leur ensemble ainsi que les installations s'intègrent dans le paysage (let. b), de conserver les sites naturels et les territoires servant au délassement (let. c). Quant à la LPN, elle dispose que dans les limites de la compétence conférée à la Confédération par l'art. 78 al. 2 à 5 Cst., elle a notamment pour but (art. 1 al. 2), de ménager et de protéger l'aspect caractéristique du paysage et des localités, les sites évocateurs du passé, les curiosités naturelles et les monuments du pays, et de promouvoir leur conservation et leur entretien (let. a).

Au niveau cantonal, la LPNMS entend notamment (art. 1) assurer la protection et le développement de la diversité du patrimoine naturel et paysager du canton, en ménageant l'espace vital nécessaire à la flore et à la faune et en maintenant les milieux naturels caractéristiques (let. a); ménager l'aspect caractéristique du paysage et des localités, les sites évocateurs du passé et les beautés naturelles (let. b).

b) La Confédération a publié en mars 2012 un Guide pratique d'Insertion des éoliennes dans le paysage, à intégrer dans le manuel EIE révisé, développant et constituant une base de critères paysagers d'insertion lors de projets éoliens.

Sur mandat de l'Etat de Vaud, le bureau Hintermann & Weber SA a procédé à une étude paysagère en lien avec l'implantation des éoliennes, publiée en avril 2012 et intitulée "Concept éolien — étude paysagère". Cette étude a pour objectif de base de proposer aux autorités chargées de l'examen des projets éoliens une aide à la décision par rapport à la qualité intrinsèque et la sensibilité du paysage. Elle vise notamment à permettre de ménager les paysages de haute valeur hors des secteurs d'exclusion et de fonder les pesées des intérêts (p. 2).

Quant aux Directives cantonales pour l'installation d'éoliennes de hauteur totale supérieure à 30 mètres, de juillet 2013, elles comportent également un chapitre relatif à la protection du paysage (ch. 4.3.6). En substance, les directives relèvent que tout projet éolien va modifier le paysage. L’importance de cette modification dépend de la topographie, de la dimension des installations prévues, de leur insertion dans le grand paysage (lignes de forces), ainsi que dans le paysage immédiat (par ex. distance aux habitations ou effet de contre-plongée,...). Toujours selon les directives, l'analyse doit tenir compte du paysage dans lequel s'insère le projet, de sa naturalité et de la densité du bâti existant, ainsi que de son vécu. Les directives soulignent encore que l'implantation des éoliennes doit viser à limiter au maximum le mitage de paysages encore sauvages et préservés de constructions. Une concentration des éoliennes doit ainsi être recherchée pour limiter les impacts des infrastructures nécessaires à la construction et à l'exploitation. Enfin, les directives recommandent de respecter les critères suivants (correspondant du reste à ceux retenus par le Guide pratique de l'OFEV [p. 3]):

1.

Souligner et respecter les lignes de force du paysage,

2.

Conserver et respecter les proportions paysagères,

3.

Respecter le rythme et la structure paysagère,

4.

Eviter les effets d'optique (contre-plongée),

5.

Définir si nécessaire une zone tampon autour des paysages protégés et emblématiques.

S'agissant de la co-visibilité des éoliennes dans le canton, la société Météotest SA a rédigé deux rapports, le premier sur mandat de la recourante Fondation pour la protection du paysage et du patrimoine (FP) le 7 octobre 2013 et le second sur mandat du canton le 1er novembre 2016, intitulé "Etude de co-visibilité de parcs éoliens pour le territoire du canton de Vaud".

c) En ce qui concerne plus précisément le projet "Sur Grati", la question de son impact sur le paysage a fait l'objet d'une analyse dans le rapport 47 OAT/RIE du 28 mai 2014 (p. 138 ss). Le rapport comporte en outre une annexe 11.12, à savoir un lot de 25 photomontages figurant le parc éolien depuis différents points de vue.

Enfin, le 10 juillet 2017, le COPEOL a établi une "Notice explicative relative au projet de parc éolien de Grati", exposant pour ce site les critères et "notes" attribués dans sa démarche de sélection des sites éoliens dans le canton.

14.

a) Il n'est pas contesté que le projet se situe dans un paysage de valeur très élevée en termes de structure et de naturalité (Hintermann & Weber, fig. 8 p. 21), notamment du fait de l'absence d'infrastructures, de la proximité de plusieurs points de vue d'exception et de la bonne conservation du paysage jurassien traditionnel. Il est également constant que les six éoliennes prévues, à ériger le long d'une crête jurassienne, auront un impact important sur le paysage, indépendamment de la question de savoir si la vue d'éoliennes dans un paysage jurassien peut être appréciée de manière positive ou négative par des habitants ou des promeneurs (ATF 132 II 408 consid. 4.5.3).

La valeur paysagère très élevée du site de Sur Grati ne suffit toutefois pas à l'écarter d'emblée de la planification éolienne. La jurisprudence a en effet retenu qu' "il est certain que de grandes éoliennes, toujours implantées à l'écart des agglomérations, ont un impact important sur le paysage, mais cela ne permet pas d'exclure, en quelque sorte par principe, de tels projets dans des sites non construits méritant protection". La valeur paysagère doit être cependant être prise en compte dans une pesée soignée des intérêts, au regard de l'intérêt public à réaliser une installation de production d'énergie éolienne (ATF 132 II 408 consid. 4.5.4 [Crêt-Meuron]).

En l'occurrence, l'appréciation maximale de la valeur paysagère du site a été prise en considération dans la sélection des sites au stade de la planification cantonale, ainsi qu'en atteste la notice du 10 juillet 2017 du COPEOL. Celle-ci considère à cet égard que le Jura bénéficie d'un paysage généralement moins modifié par l'activité humaine et permet ainsi de conserver des éléments naturels (biotopes, structures, éléments géomorphologiques). Elle souligne qu'à l'échelle globale de la planification cantonale, presque l'ensemble des sites/projets situés sur les crêtes du Jura ont été mal notés par rapport aux autres secteurs envisagés en raison de leurs grandes valeurs paysagères et de naturalité. Elle confirme toutefois que le site de Sur Grati a été intégré dans le Plan directeur cantonal en raison de son potentiel énergétique élevé et, sous l'angle environnemental, du faible nombre d'habitants situés à moins de 1200 m.

L'étude Hintermann & Weber relève également que le secteur du Jura-Nord vaudois compte la valeur moyenne des unités paysagères la plus élevée de tous les secteurs d'investigation, en raison de l'absence ou de la faible présence d'infrastructures, de l'existence de paysages traditionnels jurassiens avec des éléments naturels et culturels bien préservés ainsi que des vues remarquables (p. 19). Toutefois, s'agissant du Jura vaudois, sa partie sud est exclue des zones à haut potentiel éolien défini par la Confédération. Quant à sa partie nord, la majorité écrasante de ses crêtes se situent en première ligne, à l'instar de Sur Grati, de la crête s'étendant au nord-ouest du col du Mollendruz, destinée à 12 éoliennes, du Mont de Baulmes et du Chasseron. Quant aux sites de Bel Coster et de Sainte-Croix, dont la visibilité est moindre depuis le Plateau, ils sont précisément destinés par le PDCn à des parcs éoliens. En d'autres termes, ce n'est pas sans raison que le site de Sur Grati figure dans la planification éolienne du canton en dépit de sa valeur paysagère très élevée.

b) Le site de Sur Grati ne se situe pas dans l'Inventaire fédéral des paysages, sites et monuments naturels d'importance nationale [inventaire IFP, annexe à l'ordonnance du 29 mars 2017 concernant l'inventaire fédéral des paysages, sites et monuments naturels [OIFP; RS 451.11], ni dans l'inventaire fédéral des sites construits d'importance nationale [ISOS]).

Les dispositions sur la protection du paysage qui doivent y être appliquées dans le cadre de l'EIE (cf. art. 3 al. 1 OEIE) sont donc des dispositions du droit cantonal, qui garantit une protection générale de "tous les objets immobiliers, soit tous les territoires, paysages, sites, localités, immeubles qui méritent d'être sauvegardés en raison de l'intérêt général, notamment esthétique, historique, scientifique ou éducatif qu'ils présentent" (art. 4 al. 1 LPNMS). L'intérêt à la protection de ces territoires, paysages, sites, etc., pour lesquels la loi prévoit qu' "aucune atteinte ne peut leur être portée qui en altère le caractère" (art. 4 al. 2 LPNMS), ne l'emporte pas nécessairement sur les intérêts publics ou privés opposés, quand aucune mesure de protection spéciale n'est prise, sous la forme d'un classement (faisant souvent suite à une mise à l'inventaire cantonal; cf. art. 12 ss LPNMS). A cet égard, il faut préciser que le site de Sur Grati ne se situe pas dans l'Inventaire cantonal des monuments naturels et des sites (IMNS).

c) Le site de Sur Grati est toutefois inclus dans le périmètre du Parc naturel régional du Jura Vaudois (PNRJV).

Dans son arrêt relatif au parc éolien du Schwyberg, prévu dans le parc naturel régional du Gantrisch, le Tribunal fédéral retient que la situation dans le périmètre d'un parc naturel régional au sens de l'art. 23g al. 1 LPN ne constitue pas en soi une interdiction de construction; il y a toutefois lieu de considérer les objectifs d'un tel parc, qui visent à préserver et améliorer les qualités naturelles et paysagères et qui exigent que les constructions s'intègrent dans le paysage (arrêt TF 1C_346/2014 du 26 octobre 2016 consid. 5.3.3 et 5.3.4).

Aux termes de l'art. 23g LPN, un parc naturel régional est un vaste territoire à faible densité d'occupation qui se distingue par un riche patrimoine naturel et culturel et où constructions et installations s'intègrent dans le paysage rural et dans la physionomie des localités (al. 1). Il a pour objet (al. 2): de conserver et de mettre en valeur la qualité de la nature et du paysage (let. a); de renforcer les activités économiques axées sur le développement durable, qui sont exercées sur son territoire et d'encourager la commercialisation des biens et des services qu'elles produisent (let. b). Autrement dit, un parc naturel régional n'a pas pour seul but la préservation et la mise en valeur de la nature et du paysage, mais également le renforcement des activités économiques axées sur le développement durable (voir aussi art. 19 à 21 et 25 ss de l'ordonnance du 7 novembre 2007 sur les parcs [OParcs; RS 451.36]). La Charte 2013-2022 du PNRJV dispose du reste à cet égard, parmi ses objectifs, l'encouragement des projets de production d'énergies renouvelables, pour autant qu'ils soient portés régionalement (Charte, p. 131). Elle prévoit encore, parmi ses projets 2012-2015 une "coordination dans le cadre de projets de parcs éoliens" impliquant notamment de laisser ouverte la possibilité de collaborer, en ce qui concerne les mesures d'accompagnement, aux projets de parcs éoliens actuellement en phase d'élaboration dans le périmètre du PNRJV; la Charte précise même que les projets de parcs éoliens sont des projets symboliques de l'implication des communes dans le développement durable (Fiche P.11 p. 197 s.). Il découle de surcroît d'un courrier adressé le 11 décembre 2017 aux communes concernées par le Comité du Parc, qu'un projet supplémentaire intitulé "Energies renouvelables et efficience énergétique" a été intégré aux projets 2016-2019. Enfin, il faut relever que le périmètre du PNRJV couvre plus de 530 km2, soit plus de 18% du canton de Vaud et regroupe de nombreuses localités, notamment les villages à vocation horlogère de la Vallée de Joux ainsi que la place d'arme de Bière. Dans ces conditions, sur le principe, l'aménagement de parcs éoliens dans son périmètre est conforme aux buts du Parc.

Il reste à examiner, conformément à l'arrêt précité TF 1C_346/2014 du 26 octobre 2016 (consid. 5.3.3 et 5.3.4), si les constructions s'intègrent dans le paysage (cf. consid. 15 à 17 infra).

15.

A l'intérieur du parc éolien, les six machines auront, et pour cause, une visibilité maximale, ainsi qu'en témoignent du reste les deux derniers photomontages figurant à l'annexe 11.12 du rapport 47 OAT/RIE de même que les photomontages du 16 mars 2017. On rappellera à cet égard que le site comporte une forte naturalité, les seules atteintes humaines étant les chalets d'alpage, les chemins d'accès déjà existants ainsi que l'antenne Swisscom implantée à son extrémité nord-est, de sorte que les éoliennes y constitueront des "corps étrangers".

Cela étant, le projet implique des mesures visant à assurer la meilleure intégration possible. Ainsi, les mesures Natu_02 à Natu_10 prévoient notamment de soigner les espaces entre les plates-formes d'une part, et les chemins d'accès ainsi que les surfaces de pâturage/prairie d'autre part, notamment par des pentes faibles rejoignant la topographie naturelle ainsi que des réensemencements. C'est le lieu de préciser que les sols feront également l'objet de mesures de limitation des impacts, notamment en ce qui concerne les modalités de décapages et de reconstitution (cf. mesures intégrées Sol_01 à Sol_13). En outre, les lignes électriques seront enterrées.

Il a été exposé ci-dessus (let. D/a et D/b) que, dans la phase de chantier, l'accès aux plateformes de montage des éoliennes nécessitera localement l'élargissement (4 m pour la surface de roulement et 1,5 m [2x 0,75 m] d'accotements, l'emprise latérale pouvant localement être importante dans certains virages) et le renforcement de chemins pour respecter le gabarit requis pour le transport des composants des éoliennes, ainsi que l'aménagement ponctuel de tronçons enherbés. En particulier, un tronçon entre la ferme de la Notariale et la route reliant La Plâne et La Mâche – hors du PPA – devra largement être créé de toutes pièces (il existe en l'état un chemin gravelé sur 270 m puis un tronçon herbeux peu apparent sur 540 m); il en va de même d'un tronçon herbeux sis à proximité de l'éolienne EG3. Le règlement du PPA prévoit qu'une fois le chantier terminé, les tracés inclus dans le périmètre du PPA sont ramenés à une largeur maximale de 3,2 m, localement de 2,5 m, correspondant aux besoins liés à l'exploitation du parc, à l'exploitation du pâturage et celui de la forêt (art. 9 al. 1 RPPA). D'après l'art. 10, de manière générale, la surface de roulement des chemins est recouverte de grave (al. 1). Les espaces de dégagement des chemins situés hors de l'aire des accès sont recouverts de terre et végétalisés (al. 2; sur l'aménagement temporaire et bande de roulement en bitume pendant le chantier, voir al. 1 in fine). En d'autres termes, à l'état final, la largeur des chemins dans le PPA sera ainsi ramenée à 3,20 m (localement à 2,50 m) avec un revêtement en grave, le solde étant recouvert de terre végétale et réenherbé. La mesure Natu_05 confirme ces conditions, en précisant que les surlargeurs nécessaires à la livraison des éoliennes ou en cas d'avarie technique seront revégétalisées. Enfin, la mesure Natu_06 prévoit que le tronçon entre la ferme de la Notariale et la route reliant La Plâne et La Mâche, destiné exclusivement au chantier, sera entièrement remis en état (cf. aussi annexes 11.5 et 11.7 du rapport 47 OAT/RIE, p. 190 et 192).

D'après le rapport 47 OAT/RIE, la surface totale touchée par des décapages définitifs liés aux socles des éoliennes et aux chemins d'accès atteindra, dans et hors du site du PPA, 11'530 m2. Cet impact peut être qualifié de notable (rapport p. 71, voir également le dossier photographique des recourantes Fondation FP et consorts, pièce 22). Il découle d'un courrier du 11 juillet 2017 du bureau de géomètres Mosini et Caviezel SA, ainsi que du plan annexé, que, dans le périmètre du PPA, le projet totalise 195 m de chemins nouveaux et 3'006 m de chemins existants en considérant que le "tronçon herbeux" passant près de l'éolienne EG3 est existant. Toutefois, seuls les chemins existants revêtus d'asphalte seront maintenus avec ce revêtement. Les autres chemins seront revêtus de grave, ce qui diminuera l'atteinte à suffisance (cf. rapport technique du 28 mai 2014 du dossier de demande de défrichement selon l'art. 5 OFo, p. 10), quand bien même, il est vrai, les tronçons herbeux transformés en chemins "gravelés" ne présenteront plus le même aspect.

Dans ces conditions, les atteintes locales au paysage – ainsi qu'à la protection des sols – peuvent être tenues pour admissibles au regard de l'intérêt public à la réalisation du parc éolien Sur Grati (voir également avis de l'OFEV rendu le 5 novembre 2014 dans le cadre de l'art. 6 al. 2 LFo, p. 3).

Pour les mêmes motifs, les conditions posées aux défrichements sont réalisées, conformément à l'art. 5 LFo, compte tenu notamment de l'al. 3bis relatif aux installations destinées à utiliser les énergies renouvelables, étant relevé que les recourants n'invoquent aucune disposition topique de la législation forestière, mais s'en tiennent à des griefs généraux. Les défrichements n'entraîneront l'abattage que d'un nombre très limité d'arbres, la quasi-totalité des défrichements portant sur des surfaces ouvertes de pâturage boisé (rapport technique du 28 mai 2014 p. 21). Des mesures de préservation, de réduction des impacts et de compensation en faveur de la nature et du paysage sont prévues selon les art. 7 et 8 LFo (cf. let. D/d supra; rapport 47 OAT/RIE p. 175 ss et annexe 11.16 [pièce 8.1]; rapport technique du 28 mai 2014 p. 21 et 23 ss; formulaires de demande de défrichement OFEV; avis favorable de l'OFEV du 5 novembre 2014; autorisation de défrichement de la DGE du 13 mai 2015).

16.

Il reste à examiner les impacts visuels dans les environs du parc éolien.

a) Le choix de la crête de Sur Grati répond à trois des critères retenus par les Directives cantonales sous l'angle du paysage, à savoir souligner et respecter les lignes de force du paysage, conserver et respecter les proportions paysagères, ainsi que respecter le rythme et la structure paysagère. A ce propos, les éoliennes n'ont certes pas pour objectif premier d'enjoliver le paysage, ni d'en marquer les lignes, mais il s'agit pour le moins qu'elles ne les brouillent pas ni ne se trouvent en rupture avec elles. Or, la crête de Sur Grati a pour avantage de constituer l'une des lignes de force du secteur du Jura-Nord vaudois. Elle constitue de plus une grande unité homogène, dans laquelle les éoliennes s'intègrent plus facilement que dans un paysage très varié à la topographie accidentée (directives p. 13).

Pour le surplus, les recourants critiquent en vain la hauteur des éoliennes, de même que leur implantation au sommet de la crête. Avec eux, l'on doit certes admettre que ces deux facteurs rendent les machines visibles de plus loin et sous des perspectives plus larges que s'il s'agissait d'éoliennes de petites tailles implantées dans un fond de vallée. Toutefois, ce choix de machines et d'implantation répond à des exigences de plus grande productivité (la vitesse des vents étant plus rapide sur les crêtes et à bonne hauteur au-dessus de celles-ci) et de préservation de la faune. Du reste selon la jurisprudence, une éolienne plus haute minimise l'impact sur la forêt et les lisières (AC.2013.0263 du 2 mars 2015 consid. 13). Par ailleurs, l'avantage en termes paysagers d'une éolienne moins haute serait minime au regard de la perte en efficience énergétique. En effet, une différence de 50 mètres de hauteur est quasiment imperceptible à partir d'une distance de 3-4 kilomètres (arrêt précité, consid. 13c/aa).

b) Les Directives cantonales exigent qu'une zone tampon soit définie si nécessaire autour des paysages protégés et emblématiques (elles comportent en p. 29 une liste indicative de points de vue emblématiques). Elles confirment que son ampleur, cas échéant, doit être évaluée de cas en cas et précisent ce qui suit (p. 12 ss):

"(…) La distance de la zone tampon est à définir en fonction de l'analyse des unités paysagères et de la relation visuelle et socioculturelle entre la zone protégée et ses alentours. L'aire de visibilité du parc éolien doit être calculée dans un rayon de 5 km autour de chaque éolienne, voire de 10 km si des sites emblématiques sont concernés. La présence éventuelle de périmètre de protection paysagère d'importance nationale dans cette aire de vision doit être signalée. Il doit être réalisé sur la base d'un modèle numérique de terrain ou de surface (MNT ou MNS).

Les modifications du paysage induites par l'implantation des parcs éoliens et la prise en compte des critères susmentionnés doivent être illustrées sur la base de photomontages. Les points de vue doivent être choisis principalement dans un rayon de 5 km, sous réserve de cas particuliers (vues significatives ou emblématiques depuis des sommets éloignés, balcons panoramiques, monuments historiques accessibles au public, site d'importance paysagère nationale).

(…)

Les points de vue doivent permettre une représentation de l'impact paysager aussi bien de chaque éolienne que du parc dans son entier. Ils doivent également prendre en compte la présence d'autres projets de parcs à proximité (co-visibilité), quand bien même ceux-ci seraient encore au stade de projet. Dans un axe de vue donné, les éoliennes sont dominantes et prennent une place importante. Si chaque cadrage ou axe de vue comporte des éoliennes, une sensation de saturation ou de lassitude peut être perçue par l'observateur.

(…)"

Les auteurs du rapport 47 OAT/RIE (p. 155 et annexe 11.12) ont procédé à des photomontages portant sur une quinzaine de points de vue, illustrant les six éoliennes comptant un mât de 150 m de hauteur, observées notamment depuis les sites ISOS sis à moins de 5 km, à savoir Vallorbe (2,3 km), Romainmôtier (3,2 km), Vaulion (2 km), Les Clées (4 km) et Lignerolle (4,3 km), ainsi que depuis Ballaigues (2,4 km), Yverdon-les-Bains (17 km, ISOS), le sommet de la Dent de Vaulion (4,2 km, IFP 1022, site emblématique) et le sommet du Suchet (7,3 km, site emblématique). Ils ont également établi un photomontage de nuit.

c) Selon l'étude Météotest 2016 (p. 13), l'effet de la visibilité des éoliennes diminue avec l'éloignement. A partir d'une certaine distance, les éoliennes ne sont plus remarquées par un regard passif. Leur effet visuel est donc négligeable, même si elles pourraient toujours être perçues si on les cherche activement du regard. La distance maximale de l'effet visuel dépend de la hauteur du moyeu et du diamètre du rotor. Plus précisément, l'étude Météotest retient que l'effet visuel disparaît au-delà d'une distance de 10 km. En-deçà, l'étude procède à une pondération de la visibilité avec la distance, en distinguant une zone centrale (0-500 m; coefficient de pondération 1), une zone proche (500-2'500 m; coefficient 0,7), une zone moyenne (2'500-5'000 m; coefficient 0,3) et une zone éloignée (5'000-10'000 m, coefficient 0,05). En d'autres termes, l'étude Météotest considère que dans la zone éloignée, entre 5 et 10 km des éoliennes, l'effet visuel de celles-ci est réduit à 5%. Au-delà, l'effet visuel ira encore en diminuant, jusqu'à insignifiance et disparition. Les recourants contestent cette analyse, s'agissant spécifiquement de la zone éloignée. De leur avis, un parc éolien se détachant en contreplongée sur les crêtes du Jura, à 5,3 km par exemple, ne doit pas se voir attribuer une pondération de 5%; c'est un coefficient de 0,5 (50%) qui devrait être retenu. Les recourants fournissent un photomontage tiré de l'étude d'impact paysager des éoliennes du Mollendruz, illustrant les douze éoliennes prévues se détachant au soleil couchant sur les crêtes visibles depuis Echallens, à plus de 18 km. L'argumentation des recourants ainsi que ce photomontage démontrant une situation tout à fait particulière ne sauraient prévaloir sur l'appréciation de la société spécialisée Météotest, découlant du reste d'une étude externe (Frank Torkler, Sichtbarkeitsanalyse von bestehenden Windenergieanlagen sowie geplanten Windeignungfeldern für die Fläche des Nationalparks Unteres Odertal, 19 septembre 2013, p. 8 ss). Il en va de même du photomontage produit par les recourantes Pro Natura et consorts, montrant distinctement les 18 éoliennes de Sur Grati et du Mollendruz visibles depuis "la plaine de l'Orbe": à bien voir la position de la base de la flèche représentant l'observateur, la distance séparant celui-ci des éoliennes est de l'ordre de 8 km.

Par ailleurs, les recourants considèrent à tort que l'étude Météotest ne serait pas applicable sans adaptation au motif qu'elle prendrait en considération des éoliennes d'une hauteur de 170 m seulement. En réalité, la hauteur de 170 m adoptée par Météotest au titre de référence est une hauteur "effective" équivalant à la somme de la hauteur du mât et du quart du diamètre du rotor, Météotest considérant que la largeur des rotors diminuant vers l'extérieur, les points ne seraient pas visibles de loin (étude Météotest p. 11). En ce sens, par conséquent, les éoliennes de Sur Grati ont une hauteur "effective" maximale de 178 m (149 m + 1/4 *115,7 m), correspondant ainsi à l'hypothèse de Météotest.

d) Le secteur de Sur Grati est situé à proximité du site IFP 1022 (Vallée de Joux et Haut-Jura vaudois), plus précisément à 2,5 km de son extrémité est.

Dans l'arrêt relatif au Schwyberg (1C_346/2014 du 26 octobre 2016 consid. 5.2.2 et 5.4.1), le Tribunal fédéral a considéré que la proximité d'un objet IFP ne porte pas atteinte à ce dernier dans une mesure qui violerait l'art. 6 LPN. Néanmoins, s'il n'en résulte pas une interdiction de construire stricto sensu, l'intérêt à la protection du paysage existant doit être pris en compte dans la pesée des intérêts qu'implique l'art. 3 al. 1 LPN. Tel a bien été le cas dans le présent projet. Par ailleurs, s'il est exact que l'IFP 1022 a des objectifs déterminés, tels que "Conserver la silhouette de la chaîne du Jura", ceux-ci ne s'appliquent précisément pas avec la même rigueur hors de son périmètre, sans quoi il aurait fallu l'étendre d'emblée. Il n'est dès lors pas décisif que les éoliennes de Sur Grati puissent altérer la naturalité de la silhouette en cause.

L'étude Hintermann & Weber se réfère pour les sites IFP à une zone tampon d'un minimum de 1 km, en précisant que "suivant les caractéristiques du site et la topographie, de grandes éoliennes peuvent en altérer significativement la valeur, même au-delà d'une distance de 2 ou 3 kilomètres" (p. 7 s., voir également le Guide pratique de l'OFEV). En l'occurrence, la proximité du parc éolien du site IFP n'est pas critiquable. D'une part, la distance de 2,5 km est bien supérieure au minimum indiqué par l'étude Hintermann & Weber. D'autre part, cette proximité ne concerne qu'un secteur particulier de l'est du périmètre de l'IFP, les éoliennes étant invisibles depuis la quasi-totalité du périmètre du site IFP. Il découle en effet de la carte de visibilité individuelle du parc Sur Grati, établie par l'étude Météotest 2016, que son intensité sera faible ou inexistante en raison de la topographie, notamment de l'écran formé par la Dent de Vaulion et la Côte de la Dent. Les éoliennes seront en particulier complètement dissimulées à la vue des habitants ou visiteurs du lieu-dit Juraparc (figure 38 p. 37; courrier du bureau de géomètres officiels Mosini et Caviezel SA du 21 juin 2017 adressé au bureau Honsberger). Il faut également relever que par rapport au projet initial, il a été renoncé aux trois éoliennes prévues à l'ouest, à savoir aux machines les plus proches du site IFP.

e) L'impact le plus sévère sera subi au lieu emblématique constitué par la Dent de Vaulion, incluse dans le site IFP 1022, dont le sommet se dresse à 4,2 km de l'éolienne la plus proche. Le photomontage révèle en effet que les six éoliennes y seront bien visibles. Toutefois, seules trois des éoliennes se situeront dans l'espace proche (à moins de 5 km). De plus, leur impact sera quelque peu amoindri du fait qu'elles se trouvent pratiquement dans la même ligne de vision, les unes derrière les autres, non pas en éventail (cf. rapport 47 OAT/RIE p. 153).

Quant au Suchet, autre lieu emblématique désigné comme tel par les Directives cantonales (p. 29), situé toutefois hors du périmètre IFP et à 7,5 km des installations, les éoliennes seront visibles de son sommet mais estompées en raison de la distance (rapport 47 OAT/RIE p. 154). L'impact sera faible à moyen selon les emplacements.

f) A moins de 5 km du site se trouvent encore cinq lieux inscrits à l'ISOS en tant que sites construits d'importance nationale, à savoir Vallorbe (2,3 km, rapport 47 OAT/RIE p. 146), Romainmôtier (3,2 km), Vaulion (2 km), Les Clées (4 km) et Lignerolle (4,3 km, rapport 47 OAT/RIE p. 143).

S'agissant de Romainmôtier, le photomontage établi depuis le sud-est du village montre quatre éoliennes allant en s'éloignant, dont la plus proche (EG6) sera implantée à 3,3 km. Le bourg s'est développé autour de l'enceinte historique de l'abbaye, dans un vallon étroit (vallon du Nozon). Il se trouve en quelque sorte dans un écrin de verdure, enserré par deux coteaux boisés escarpés. Avec les éoliennes, le village perdra ainsi une part de sa nature d'écrin préservé. Cependant, ces machines seront implantées au sommet d'un des coteaux, non pas dans le creux du vallon. De plus, la distance à laquelle elles seront érigées réduira leur influence sur le site construit. Les autres sites ISOS étant implantés à des distances similaires, il n'est pas douteux, compte tenu de surcroît de la hauteur des versants de Sur Grati, que le critère de la proportion du bâti soit respecté (l'éolienne la plus visible est environ 2,5 fois plus petite que le clocher de l'Abbatiale; voir également rapport 47 OAT/RIE p. 151), les axes de vue ne posant pas davantage problème. Il en va de même de Ballaigues (rapport 47 OAT/RIE p. 145). Quant à l'effet de contre-plongée, il est exact, comme le soulignent les recourants, que six des douze points de référence du RIE établis depuis la vallée de l'Orbe et celle du Nozon (p. 151) ne respectent pas la distance minimale au point de rupture (cf. sur ce point le Guide pratique de l'OFEV p. 18 ss). Toutefois, les secteurs concernés sont très peu, voire non bâtis et ne justifient pas le déplacement de l'une ou l'autre éolienne.

Il reste que l'impact visuel des éoliennes sur Vallorbe et Ballaigues ne peut qu'être qualifié de considérable, dès lors que la crête de Sur Grati se déploie sans obstacle en face de ces deux localités, au sud, qui plus est dans une zone proche, de l'ordre de 2,5 km. Cet impact ne doit dès lors pas être sous-estimé, quand bien même les critères de ligne de force (les éoliennes suivant la crête), de proportion du bâti, des axes de vue et de contre-plongée seront respectés. L'ampleur de l'impact a au demeurant pu être mesurée lors de l'inspection locale menée à Ballaigues (en dépit de l'absence des ballons-balises) ainsi qu'au vu des photomontages (malgré les discussions auxquels ceux-ci ont donné lieu). Quoi qu'il en soit, dans le cas du parc éolien de Sainte-Croix, la Cour de céans avait relevé que, quand bien même le site éolien était visible depuis d'autres sites classés, cela ne suffisait pas à condamner le projet (AC.2013.0263 du 2 mars 2015 consid. 6c). De surcroît, à l'instar de Sainte-Croix, les localités de Vallorbe et de Ballaigues ont historiquement un caractère industriel, qui permet, dans ce contexte, de relativiser l'impact paysager des éoliennes (AC.2013.0263 du 2 mars 2015 consid. 13c/aa).

Pour le surplus, quoi qu'en disent les recourants, la visibilité des éoliennes de Sur Grati depuis le Plateau sera très faible puisqu'elles se trouvent à plus de 5 km, soit dans la zone éloignée, notamment à 13 km du restoroute de Bavois.

g) A teneur de l'art. 8 LPE, les atteintes à l'environnement seront évaluées isolément, collectivement et dans leur action conjointe. L'art. 9 al. 3 OEIE confirme que le rapport d'impact doit rendre compte de tous les aspects de l'impact sur l'environnement imputables à la réalisation du projet et les évaluer aussi bien isolément que collectivement et dans leur action conjointe. Enfin, l'art. 6 al. 3 OIFP précise que lorsque plusieurs interventions susceptibles d'être autorisées individuellement ont un rapport matériel, territorial ou temporel, ou lorsqu'il est prévisible qu'une atteinte admissible en entraîne d'autres, il convient d'évaluer aussi leurs effets cumulés sur l'objet.

S'agissant de l'impact cumulé des parcs éoliens projetés (co-visibilité), il faut rappeler que le Plan directeur cantonal, approuvé par le Conseil fédéral, a retenu 19 sites dans leur ensemble, sans priorisation ou impératif de suppression d'un parc en cas d'aboutissement de l'un ou l'autre de ses voisins. Il n'a ainsi pour le moins pas exclu un cumul de sites proches les uns des autres. En ce qui concerne le site de Sur Grati, la co-visibilité a fait l'objet de photomontages figurant celui-ci et les deux sites rapprochés, soit Mollendruz et Bel Coster, présentés dans l'annexe 11.12 du rapport 47 OAT/RIE. L'étude Météotest 2016 – postérieure au rapport 47 OAT/RIE – a ensuite procédé à une analyse complète tenant compte de tous les parcs éoliens planifiés et existants potentiellement visibles depuis le territoire vaudois, à savoir 226 éoliennes distribuées sur 27 parcs éoliens, dont 156 éoliennes et 19 parcs dans le canton de Vaud (p. 3 et 6 de l'étude Météotest). Dans la présente procédure, portant sur le site de Sur Grati à l'exclusion des sites de Mollendruz et Bel Coster dont le traitement est à un stade moins avancé, il n'y a ainsi pas lieu de retenir que les autorités auraient insuffisamment analysé cet élément d'appréciation.

En outre, il faut rappeler que la stratégie cantonale entend fermement éviter la dispersion des éoliennes sur le territoire. La concentration ainsi voulue ne peut ainsi qu'avoir pour corollaire une co-visibilité accrue dans les zones concernées. Plus concrètement, il découle de l'étude de Météotest, tenant compte d'une distance maximale de l'effet visuel de 10 km, que la co-visibilité du parc éolien Sur Grati peut globalement être qualifiée de faible. Depuis le Suchet, l'impact est jugé faible à moyen selon les emplacements. S'agissant des Aiguilles de Baulmes, l'impact est faible, de même que depuis la Dent de Vaulion et le Plateau (figure 37 p. 37 de l'étude Météotest). Pour le surplus, il n'y a pas lieu dans le présent arrêt, portant exclusivement sur le site de Sur Grati, de statuer sur les co-visibilités des autres parcs éoliens de Mollendruz et Bel Coster (traitées en p. 26 et 38 de l'étude Météotest).

17.

Dans ces conditions, il faut confirmer que les éléments ressortant des documents au dossier, ainsi que de l'inspection locale suffisent à apprécier la portée du projet sur le paysage. Il n'y a en définitive pas lieu de s'écarter de la conclusion du rapport 47 OAT/RIE (p. 154) ainsi rédigée:

"En raison de la topographie pentue spécifique de la région du Pied du Jura, à courte distance, les différentes zones habitées situées en contrebas du parc seront protégées. Les zones situées sur les versants des reliefs alentours seront, par contre, particulièrement exposées. Ainsi, les localités de Lignerolle, de Ballaigues et de Vallorbe ou les zones touristiques du Suchet et de la Dent de Vaulion subiront un impact visuel qui pourra être plus ou moins marqué selon la distance avec les différents mâts projetés. Les éoliennes pourront également être visibles depuis d'autres sites protégés ou particuliers. C'est le cas notamment du village de Romainmôtier.

Cependant, en raison des distances aux différentes zones habitées, les proportions du bâti ne devraient pas être foncièrement modifiées par la présence sur la ligne d'horizon des six mâts prévus. D'autre part, l'implantation sur la ligne de crête soulignera la structure et le rythme existants de ce paysage jurassien favorisant par là-même l'implantation du parc éolien à cet emplacement."

Il sied encore de relever que le projet prévoit de nombreuses mesures de compensation rattachées au paysage, notamment la restauration de divers murs en pierres sèches, la mise sous terre des lignes à moyenne tension, la restauration et la revitalisation des pâturages boisés et la création de nombreux îlots de vieux bois (rapport 47 OAT/RIE et annexe 11.16 [pièce 8.1]).

Pour le surplus, le paysage ne sera pas atteint de manière irréversible par le projet de parc éolien, dès lors que selon l'art. 19 al. 1 du règlement du PPA, "à la fin de l'exploitation des infrastructures, les éoliennes (installations hors sol et fondations jusqu'à 50 cm de profond) et les accès sont entièrement démontés, et le site remis en état". Les surfaces devront revenir à leur affectation d'origine, à savoir à l'aire forestière (art. 19 al. 5 RPPA). Il n'est pas décisif à cet égard que le PPA ne prévoie pas de limite de validité.

En bref, tout bien pesé, l'intérêt public à la préservation du paysage de Sur Grati et de ses alentours proches ou moins proches doit céder sur l'intérêt public au développement des énergies renouvelables. Ici aussi, force est de rappeler à ce propos que les parcs éoliens tels que celui de Sur Grati revêtent un intérêt national au regard de l'art. 6 al. 2 LPN (cf. consid. 3a supra).

Les autres pièces déposées par les recourants ne remettent pas en cause cette conclusion (Localisation sommaire des projets de parcs éoliens vaudois, novembre 2015; bureau Profil Paysage Sàrl, PPA Parc Eoliennes du Mollendruz, Etude d'impact paysager, mars 2015; Communiqué de presse de la Fondation suisse pour la protection et l'aménagement du paysage, mai 2014; Situation du site querellé par rapport aux inventaires fédéraux et cantonaux; écritures relatives aux autres parcs éoliens prévus).

X. Intérêts transfrontaliers

18.

Les recourants soutiennent que les autorités françaises auraient dû être consultées conformément à la Convention du 25 février 1991 sur l'évaluation de l'impact sur l'environnement dans un contexte frontière (Convention d'Espoo; RS 0.814.06), entrée en vigueur pour la Suisse le 10 septembre 1997. Ladite convention dispose que la partie proposant une activité inscrite sur la liste figurant à l'appendice I, susceptible d'avoir un impact transfrontière préjudiciable important, notifie cette activité aux parties touchées (art. 2 al. 4), afin que de leur offrir la possibilité de participer aux procédures d'évaluation de l'impact sur l'environnement (art. 2 al. 6). Un amendement du 4 juin 2004 a introduit dans la liste de l'appendice I un ch. 22 mentionnant les "grandes installations destinées à l'exploitation de l'énergie éolienne". Toutefois, cet amendement n'est entré en vigueur pour la Suisse que le 23 octobre 2017. En conséquence, il n'était pas applicable lorsque les décisions attaquées ont été rendues, de sorte qu'il n'existait pas, à cette époque, d'obligation pour les autorités du canton de Vaud de consulter les autorités françaises. Partant, ce grief n'est pas fondé (AC.2017.0208 du 8 novembre 2018 consid. 8).

Les recourants invoquent encore en vain la Convention européenne du paysage signée à Florence le 20 octobre 2000, entrée en vigueur pour notre pays le 1er juin 2013 (RS 0.451.3). De caractère programmatique, cette Convention ne saurait avoir une portée plus étendue que la Convention d'Espoo (cf. aussi FF 2011 7955, p. 7956 s.).

XI. Dézonage et surfaces d'assolement

19.

Les recourants affirment que le PPA litigieux revient à affecter en zone à bâtir des surfaces actuellement agricoles, de sorte que les communes seraient tenues à compensation, à savoir à déclasser en zone agricole des surfaces à ce jour en zone à bâtir. Ils affirment encore que le projet impliquerait une importante réduction des surfaces d'assolement, devant également être compensée.

Cette argumentation n'est pas fondée. L'affectation spéciale "Parc éolien" ne conduit pas à colloquer son périmètre en zone à bâtir au sens de l'art. 15 LAT. Sous réserve de sa destination ciblée, son emprise demeure sous le régime de l'aire forestière (TF 1C_404/2014 du 24 mars 2015 consid. 4.1.1;1C_483/2012 -1C_485/2012 du 30 août 2013 consid. 3.2.2; AC.2014.0398 du 7 décembre 2015 consid. 5e), sans même compter que l'art. 19 du règlement prévoit expressément le retour de ces surfaces à l'aire forestière une fois l'exploitation terminée. Pour le surplus, il ressort des données du Guichet cartographique cantonal (www.geo.vd.ch, thème Localisation > Aménagement > Surfaces d'assolement) que le périmètre du PPA ne comporte aucune surface d'assolement. Au demeurant, le secteur ne répond pas aux critères requis à cet effet (art. 26 OAT; Directive de l'Office fédéral du développement territorial, Plan sectoriel des surfaces d'assolement [SDA] – Aide à la mise en œuvre 2006; mesure F12 du PDCn4).

XII. Conclusion

20.

a) Il résulte de ce qui précède qu'au stade du PPA, le projet de parc éolien Sur Grati doit être confirmé. En résumé, le parc est conforme aux normes de protection contre le bruit (consid. 4) et n'est pas soumis à de quelconques prescriptions relatives aux infrasons (consid. 5). Compte tenu de sa production estimée raisonnablement entre 35 et 40 GW/h, il atteint pratiquement le double du seuil de 20 GW/h au-delà duquel un parc éolien est considéré comme une installation revêtant un intérêt national. Sa réalisation répond par conséquent à un intérêt public très important (consid. 3). Les risques de projection ou de chute de la glace pouvant se former sur les pales font l'objet d'une analyse suffisante dans le cadre du PPA (consid. 6). Les eaux de surface et souterraines ne sont pas susceptibles d'être contaminées compte tenu des précautions prises (consid. 7). Les impacts sur l'avifaune, notamment la Bécasse des bois, et les chiroptères sont acceptables au vu des mesures de mitigation (notamment la grande hauteur des éoliennes, les mesures de suivi avant et pendant l'exploitation, les mesures d'arrêt des éoliennes aux fins de protection de la faune et les mesures de gestion sylvicoles) et de compensation prévues, compte tenu de l'intérêt public très important à la réalisation du parc éolien Sur Grati (consid. 8 à 12). Il en va de même des atteintes au paysage, proche et éloigné, notamment au site de la Dent de Vaulion, aux sites ISOS de Romainmôtier et de Vallorbe, ainsi qu'à la localité de Ballaigues à l'aune des mesures de compensation prises et, encore une fois, de l'intérêt public à la réalisation du parc en cause (consid. 11 à 15).

La pesée des intérêts en présence a ainsi été effectuée correctement par les autorités qui ont adopté et approuvé le plan partiel d'affectation; en particulier, les différentes prescriptions sur la protection de l'environnement (au sens de l'art. 3 al. 1 OEIE) ont été bien appliquées.

b) Cela étant, la concrétisation du parc éolien doit encore passer par la procédure de permis de construire. On rappelle que les demandes de permis ont été mises à l'enquête simultanément au PPA, à savoir du 6 juin au 7 juillet 2014, il y a plus de cinq ans, et sont depuis suspendues, les municipalités n'entendant les traiter qu'après l'approbation du PPA (cf. supra, let. D/f). Comme exposé ci-dessus, la procédure de permis de construire devra inclure les exigences tenant en particulier à la modification du tracé des chemins parcourant la crête Sur Grati (consid. 6d supra) ainsi qu'à la validation du dispositif permettant de mettre hors service la ou les éoliennes concernées en période de forte intensité migratoire de l'avifaune (consid. 9b). Il sied enfin de relever la recommandation du bureau KohleNusbaumer tendant à opérer, dès l'obtention des permis de construire, une mesure de vent additionnelle pour un choix optimal des machines (consid. 3d/bb).

c) Dans ces conditions, les recours sont mal fondés en tant qu'ils sont dirigés à l'encontre des décisions du 21 avril 2015 des Conseils général et communaux des trois communes concernées adoptant le PPA "Sur Grati - Parc éolien" ainsi qu'à l'encontre de la décision du 23 février 2016 approuvant préalablement ce PPA.

Pour le surplus, les recourants n'ont pas soulevé de griefs dirigés spécifiquement contre les autres décisions attaquées, à savoir la décision du 23 février 2016 du DIRH approuvant préalablement le projet d'aménagements des accès et projet des emprises et servitudes, la décision du 23 février 2016 du DTE approuvant le projet de conduite principale d'eau potable et les décisions du 13 mai 2015 de la DGE autorisant les défrichements de surfaces dans et hors du périmètre du PPA. Dans la mesure où ces autres décisions reposent sur le résultat de la pesée des intérêts effectuée dans le cadre de la procédure du plan d'affectation, et dès lors que toutes les décisions ont été prises de manière coordonnée, on ne voit pas en quoi elles violeraient le droit fédéral. Les recours doivent ainsi également être écartés sous cet angle.

21.

Le recours formé par Pro Natura et consorts doit par conséquent être rejeté. Quant aux recours formés par la Fondation FP et consorts ainsi que par l'Association SOS Jura Vaud-Sud (désormais SOS Jura) et consorts, ils doivent être rejetés dans la mesure où ils sont recevables. Le rejet des recours entraîne la confirmation des décisions attaquées.

Les frais de la procédure de recours doivent être mis à la charge des recourants, qui succombent (art. 49 al. 1 LPA-VD). Il en va de même des dépens, dus aux Communes de Premier, de Vallorbe et de Vaulion, ainsi qu'à VO Energies Eole SA, de même qu'à l'Etat de Vaud, par le DTE (art. 55 et 56 LPA-VD). Etant donné que la quasi-totalité des écritures de l'avocat des départements sont antérieures à la modification de l'art. 56 LPA-VD, selon la novelle entrée en vigueur le 1er avril 2018, il convient de n'allouer que des dépens réduits.