Hydroélectricité, comprendre la force de l’eau au service de l’énergie !

Introduction

L’hydroélectricité est une forme d’énergie renouvelable qui utilise la force de l’eau en mouvement pour produire de l’électricité, généralement des rivières ou des chutes d’eau. Cette technologie repose sur la conversion de l’énergie cinétique de l’eau en énergie mécanique grâce à des turbines hydrauliques. Cela se fait principalement à travers des barrages et des centrales hydroélectriques. Les barrages retiennent de grandes quantités d’eau, et lorsqu’elle est relâchée, passe à travers des turbines qui à leur tour entrainent des générateurs pour produire de l’électricité.

Depuis l’Antiquité, les hommes ont utilisé l’énergie hydraulique pour diverses applications, mais ce n’est qu’au XXème siècle que l’hydroélectricité est devenue une source majeure de production d’électricité.

Les centrales hydroélectriques peuvent être classées en trois types principaux : – Les centrales à accumulation : elles utilisent un barrage pour créer un réservoir d’eau

– Les centrales de pompages-turbinage (dites STEP : stations de transfert d’énergie d’énergie par pompage) : elles fonctionnent comme des batteries, pompant de l’eau vers un réservoir supérieur pendant les périodes de faible demande et le relâchant pour produire de l’électricité lorsque la demande est élevée.

– Les centrales au fil de l’eau : elles ne disposent pas de réservoirs importants et utilisent le débit naturel des rivières (puissance unitaire de l’ordre de quelques MW maximum)

L’hydroélectricité à l’échelle mondiale

Selon l’Agence internationale de l’énergie, l’hydroélectricité est la principale source d’énergie renouvelable dans le monde. En 2021, avec plus de 1 300 GW de capacité

installée, l’hydroélectricité représente environ 16% de la production mondiale d’électricité et plus de 60% de la production d’énergie renouvelable.

La Chine est le leader mondial, avec près de 30% de la capacité installée globale, suivie du Brésil, le Canada, les Etats-Unis et la Russie.

L’hydroélectricité en France

L’hydroélectricité est la deuxième source de production électrique derrière le nucléaire et la première source d’électricité renouvelable en France (Ministère de la Transition Ecologique). Avec environ 25,7 GW (gigawatts) installés en France métropolitaine, le pays dispose de l’un des plus grands parcs hydroélectriques en Europe. Cette puissance représente environ 20 % de la puissance électrique totale installée (Ministère de la Transition Ecologique). La France dispose de nombreux barrages et centrales hydroélectriques, principalement situés dans les régions montagneuses des Alpes, des Pyrénées et du Massif central. EDF est le principal opérateur des installations hydroélectriques dans le pays.

Ce parc hydraulique français comporte plus de 2 500 installations : les centrales au fil de l’eau en représentent 90% en nombre, mais environ 25% en puissance.

Le pays vise à augmenter cette capacité dans le cadre de sa transition énergétique, avec des projets tels que le renforcement de barrages ou la modernisation des installations existantes pour améliorer leur efficacité.

Impact de l’hydroélectricité sur l’environnement

L’hydroélectricité offre de nombreux avantages environnementaux et énergétiques : la réduction des émissions de gaz à effet de serre, le recours à une ressource renouvelable, l’indépendance énergétique, la stabilité et la capacité de pilotage apportées au réseau électrique.

Pour limiter l’impact sur les écosystèmes aquatiques, notamment la perturbation des habitats naturels et des migrations de poissons, les centrales hydroélectriques doivent maintenir un débit minimum dans le cours d’eau (« débit réservé ») pour garantir les conditions nécessaires au développement de la vie des écosystèmes au niveau de l’installation.  Les centrales doivent également préserver des passages ou des modes de gestion pour les espèces (comme les poissons migrateurs) et pour les sédiments, par exemple en installant des passes à poissons pour leur permettre de monter et de descendre les cours d’eau. Ces enjeux sont pris en compte lors de l’instruction des projets en vertu de la loi sur l’eau (procédure applicable aux installations, ouvrages ou travaux soumis à autorisation) ou lors de l’instruction d’une demande de concession.

Futur et innovations

L’hydroélectricité est une technologie mature et déjà bien déployée en France. L’avenir de l’hydroélectricité passe par le renouvellement, l’amélioration des performances et la maintenance des installations existantes, ainsi que par l’innovation. Les nouvelles technologies telles que les turbines à faible débit, offrent des solutions pour exploiter de nouvelles sources d’énergie hydraulique.