La grande hydraulique

Les tout premiers usages de l’énergie issue de l’eau étaient les moulins à eau de jadis. Aujourd’hui, la production d’électricité par captage d’eau réside dans les barrages, apparus au milieu du XIXe siècle. Le principe est simple : l’eau fait tourner une turbine, laquelle entraîne un générateur électrique qui à son tour injecte l’énergie électrique dans le réseau. On distingue deux filières : la petite et la grande hydraulique, la différence entre les deux appellations résidant d’une part dans la puissance électrique produite et d’autre part dans les seuils fixés par la commission européenne.

Le développement de l’énergie hydraulique

L’hydroélectricité commence à se développer principalement dans les années 1880, même si la turbine a été inventée en France en 1827. A la fin du XIXe siècle, les turbines électriques ont presque entièrement remplacé les usages mécaniques en Europe. La multiplication des réseaux et les courses aux économies d’échelle conduisent au développement de la grande hydraulique à partir des années 30, délaissant les petites installations. Aujourd’hui, les pays qui connaissent une explosion des grands barrages se situent principalement en Asie et en Amérique du Sud, ce qui suscite certains problèmes notamment au regard du respect des populations. La grande hydraulique est à distinguer de la petite, qui regroupe toutes les installations de faible puissance, elles-mêmes divisées en pico-centrale (inférieure à 20 kW), en microcentrale (de 20 kW à 500 kW), en mini-centrale (de 500 kW à 2 MW) et en petite centrale (de 2 à 10 MW). La grande concerne donc les barrages de puissance supérieure.

Les différents types d’ouvrages d’art

Plusieurs technologies permettent de profiter de la puissance fournie par l’eau. L’hydraulique au fil de l’eau ne comporte pas de retenue d’eau ; la puissance procurée par la centrale dépend du débit instantané du fleuve, et varie selon les saisons et le climat ; cette technologie est principalement utilisée sur les grands fleuves. Celle de barrage requiert une retenue d’eau qui permet de réguler la production selon la demande ; c’est la technologie la plus répandue, mais qui crée des retenues artificielles inondant de vastes espaces naturels voire des zones habitées qu’il faut alors faire évacuer. Enfin, le pompage turbinage ne produit pas de l’électricité mais permet de stocker celle-ci ; une telle installation requiert deux retenues d’eau présentant une dénivellation entre elles et reliées par une conduite forcée.

Le fonctionnement d’une centrale hydroélectrique

Une centrale hydroélectrique comporte un barrage qui retient l’eau, une centrale qui produit l’électricité et des lignes électriques transportant l’électricité. Le premier sert à retenir l’écoulement naturel de l’eau, conduisant à l’accumulation d’une grande quantité d’eau dans un lac de retenue. Puis, l’ouverture des vannes permet à cette eau accumulée de s’engouffrer dans de longs tuyaux mécaniques, qui la conduisent vers la centrale, située en contrebas. À l’intérieur de celle-ci, la force de l’eau actionne une turbine, qui entraîne à son tour un alternateur, qui produit alors un courant électrique alternatif. En France, EDF en exploite 640, dont 150 d’une hauteur de plus de 20 mètres.

Les chiffres de l’hydroélectricité

L’hydroélectricité constitue la première source d’énergie électrique renouvelable en France, et la deuxième source d’électricité du pays derrière le nucléaire. Cette énergie issue de l’eau représente 19 % de la production totale d’électricité à travers le monde, et 13 % en France, mais tout le potentiel est loin d’être utilisé, comme l’affirme l’EurObserv’ER. Selon les chiffres du Baromètre 2016 des EnR électriques en France, fin septembre 2016, la puissance installée s’élevait à 25 479 MW, pour une production totale en 2015 de 58,7 TWh. Les objectifs pour l’année 2018 sont une puissance installée de 25 300 MW, pour une production de 61 TWh, laquelle devrait atteindre entre 63 et 64 TWh en 2023.

Les avantages et inconvénients de cette technologie

Les turbines des barrages permettent de créer une électricité d’origine renouvelable, avec très peu d’émissions de CO2. En outre, contrairement à l’éolien ou au solaire, cette électricité peut être stockée, via une réserve d’eau, afin de la délivrer lorsqu’il en est besoin, par simple commande d’ouverture des vannes. Néanmoins, cette technologie n’est pas idéale, notamment pour l’écologie : toute barrière fluviale, qu’elle soit ou non hydroélectrique, constitue un obstacle pour la circulation des espèces et des sédiments. Les espèces animales, en particulier celles migratrices comme les saumons et les anguilles, se voient empêchées de rejoindre leurs zones de reproduction, d’où la mort de nombreux individus.

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