Energie hydraulique et hydroélectricité


Ecrit par François Le Gall




Si l'énergie solaire et les panneaux photovoltaïques sont "à la mode" depuis quelques années, il ne faut pas oublier que l'énergie hydraulique est utilisée depuis des siècles et qu'elle représente aujourd'hui 10% de la production française d'électricité. En quoi consiste l'énergie hydraulique ?


énergie hydroélectrique

L'énergie hydraulique est l'énergie produite par le mouvement de l'eau. Tout comme l'énergie éolienne, cette énergie est qualifiée de cinétique. Parmi les énergies hydrauliques les plus communes, on trouve naturellement l'hydroélectricité qui permet de fournir du courant à partir d'un barrage.


Le principe de l'énergie hydraulique est ancestral. Dès le IIème siècle, les moulins à eau ont été utilisés pour récupérer la force motrice du courant des rivières pour moudre du grain par exemple. Depuis cette époque, de l'eau a coulé sous les ponts, et les progrès technologiques ont démultiplié le rendement et la production hydraulique.


L'électricité hydraulique

Comment fonctionne une centrale hydroélectrique ? Un barrage provoque une retenue (aussi appelée lac artificiel) à partir de laquelle l'eau est canalisée vers le pied du barrage grâce à des conduites forcées. Le puissant courant ainsi créé actionne une turbine qui entraîne, à son tour, un alternateur grâce auquel l'énergie mécanique est transformée en énergie électrique.


Le parc de production hydraulique français comprend 640 barrages retenant 7,5 milliards de m3 d'eau, et 447 centrales hydroélectriques dont la puissance varie de quelques dizaines de kW à 1 800 MW, soit celle d'une centrale nucléaire de taille moyenne. Grâce à son parc hydroélectrique, EDF produit 42 milliards de kW et économise chaque année 13 millions de Tonnes de pétrole !


Après le nucléaire, l'hydraulique est le second principal mode de production électrique en France. 95% de l'électricité "verte" d'EDF est directement produite par les centrales hydrauliques qui se situent principalement dans les massifs montagneux des Pyrénées, des Alpes, du Massif Central et sur le Rhin.


Le parc européen est hétérogène. Plusieurs types de barrages sont utilisés suivant la configuration du cours d’eau, du relief, et de la hauteur de la chute d’eau. Parmi les différentes infrastructures, citons notamment :


  • les aménagement de hautes chutes, plus communément appelés barrages, situés dans les massifs montagneux. Ils sont utilisés pour leurs importantes réserves d’eau qui se constituent pendant les périodes de pluies (printemps, automne) et à la fonte des neiges (printemps et début d’été). Ces stockages sont disponibles pour répondre à la demande d’électricité en période de forte consommation, ou pour garantir l’équilibre du système électrique.
  • les aménagement de basses chutes correspondent à des centrales "au fil de l'eau" et à des barrages "éclusés". Ils ne possèdent pas de capacité de stockage et produisent de l’énergie en continu en fonction des apports d’eau du moment.

Comment fonctionne un barrage hydroélectrique ?

L'eau, une énergie renouvelable d'avenir

Première des énergies renouvelables dans le monde, l'énergie hydraulique est avantageuse car elle garantit une production durable, rentable et écologique puisqu'elle elle n'émet ni gaz à effet de serre ni pollution (déchets radioactifs). De plus, l'hydroélectricité répond à faible coût aux brusques fluctuations de la demande électricité.


A titre d'exemple, une centrale hydraulique peut atteindre, en seulement quelques minutes, une production de 1800 MegaWatts équivalente à celle de deux réacteurs nucléaires. L'hydroélectricité est donc particulièrement adaptée pour répondre aux pics de consommation électricité en période de grand froid notamment.


La situation française est pour le moins complexe. Les capacités d'extension de la production hydroélectrique sont limitées puisque les 3/4 du réseau hydraulique sont déjà utilisés. Pour augmenter la part de l'hydraulique dans le "mix énergétique", EDF mise donc sur une stratégie en 2 points.


Le premier axe de manoeuvre d'EDF est lié à l'augmentation de la productivité des centrales déjà déployées. Un plan quinquennal de 560 millions d'euros - baptisé SuPer Hydrau (Sûreté et Performance de l’Hydraulique) - a été lancé par EDF en 2006 avec l'objectif de rénover et d'améliorer la performance et la disponibilité du parc hydraulique.


Le second axe consiste à déployer de nouveaux centres de production. Il s'agit de construire plusieurs nouveaux ouvrages. L’aménagement de Gavet (Isère), entièrement souterrain, remplacera d’ici 2013 les six centrales hydrauliques actuellement installées sur la Romanche. Non seulement, le barrage sera mieux intégré dans l’environnement, mais il sera aussi plus puissant (90 MW contre moins de 80 MW pour les six ouvrages existants).


Face aux limites du parc hydraulique traditionnel et à l'impopularité des travaux et de leurs conséquences environnementales (vallées englouties, faune et flore menacées), d'autres solutions sont expérimentées. Depuis 30 ans, l'usine marémotrice de la Rance (entre Saint-Malo et Dinard) produit de l'électricité grâce à ses 24 turbines qui utilisent à la fois la force des marées (hautes et basses) et celle du courant de la rivière.


Dans la même logique, la technique de l'hydrolienne est actuellement en phase de test en Bretagne. L'hydrolienne est à l'eau ce que l'éolienne est à l'air. La force des courants marins actionne des turbines dont l'énergie mécanique produite par la rotation des pales est transformée en énergie électrique. En 2012, EDF lancera un parc hydrolien de démonstration (4 hydroliennes) au large de Paimpol et de l'ïle de Bréhat dans les côtes d'Armor.


Face aux défis que représentent l'accroissement rapide des besoins énergétiques, et le problème du réchauffement climatique, l'énergie hydraulique est une solution d'avenir qui devrait permettre d'atteindre l'objectif de 22% de part d'énergies renouvelables dans la production européenne d'électricité.




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