Focus sur l’hydroélectricité

hydroélectricité, nucléaire, charbon, consommation d’électricité, Union européenneL’hydraulique est la troisième source la plus utilisée dans le monde pour produire de l’électricité, après le charbon (30%), à égalité avec le gaz (17%). En 2009, on estimait que la production mondiale d’énergie hydraulique s’élevait à 3 000 TWh, soit près d’un cinquième de la production totale. Certains pays, tels que la Norvège, l’Islande ou encore la Suisse, produisent au moins la moitié de leur électricité grâce à l’hydraulique. Pour autant, l’importance de ce moyen de production est parfois éclipsée par d’autres sources « renouvelables », notamment l’éolien et le solaire. Découvrez comment fonctionne un  barrage, ainsi que les principaux atouts d’une technique de production aujourd’hui parfaitement maîtrisée.

Une grande variété de centrales utilise la force de l’eau

L’électricité hydraulique est principalement produite par des barrages. Ils sont installés sur des cours d’eau dont le flux est relativement important. Le rôle du barrage est de retenir l’écoulement de l’eau pour créer un lac de retenue. En ouvrant ses vannes, on permet à l’eau stockée de s’engouffrer dans des conduites forcées – c’est-à-dire de longs tuyaux métalliques – qui la conduisent vers une centrale hydraulique située en dessous du barrage. Cette eau, dont la puissance du courant a été augmentée du fait de l’étroitesse de la conduite, fera tourner une turbine pour créer de l’électricité. La puissance de production de la centrale dépend donc de la hauteur de la chute et du débit de l’eau que l’on réussit à obtenir grâce à cette chute. Une fois ce cycle terminé, l’eau rejoint généralement son cours initial, dont le débit est alors régulé. Il existe quatre grands types de centrales hydrauliques :

L’hydroélectricité « de lac »

  • les centrales « éclusées » : leurs réserves d’eau sont d’une importance moyenne et permettent une utilisation ponctuelle qui permet de faire face aux pics de consommation d’électricité.
  • Les centrales de « haute chute » : installées sur des cours d’eau à fort dénivelé, la chute de l’eau peut aller jusqu’à plusieurs centaines de mètres. Ces centrales permettent elles aussi de répondre aux pics de consommation. Grâce au dénivelé du cours, elles sont extrêmement rapides à mettre en fonctionnement.
  • Les centrales de « moyenne chute » : on les trouve surtout dans les régions de moyenne montagne. La chute de l’eau peut atteindre quelques dizaines de mètres. Tout comme les centrales précédentes, elles n’ont généralement pas vocation à fonctionner en continu.

L’hydroélectricité dite « au fil de l’eau » : ces centrales de « basse chute » sont installées sur des fleuves ou des rivières importantes avec un très fort débit d’eau. Ces barrages ne retiennent pas l’eau, et produisent ainsi de l’électricité en continu.

Les Stations de Transferts d’Energie par Pompage (STEP) : grâce à un système qui « remonte » de l’eau en période creuse, elles servent à « stocker » de l’électricité pour pouvoir la restituer en période de pic de consommation (cf. notre article sur le stockage de l’électricité à grande échelle).

Les usines marémotrices : encore méconnues, elles constituent une intéressante ressource électrique intermittente. Elles utilisent le courant des marées afin de faire tourner des turbines, la première qualité de cette production étant sa régularité et sa prévisibilité.

Des avantages stratégiques….

Correctement gérée, l’eau peut constituer une source d’énergie illimitée, le tout sans émettre directement de gaz à effet de serre ni produire de déchet. La possibilité de stocker l’eau dans des lacs artificiels en amont des centrales constitue une forme de stockage d’une grande quantité d’électricité, injectable très rapidement sur le réseau haute tension. En outre, si elles sont onéreuses à bâtir, ces centrales n’engagent que peu de frais d’exploitation et d’entretien au cours de leur longue vie. Ces caractéristiques font de l’hydraulique une source  de production d’énergie considérée comme l’une des moins défavorables à l’environnement.

…pour les Etats dont la topographie en permet l’utilisation.

La principale faiblesse de l’hydroélectricité tient à son ADN même. Elle nécessite la conjonction de facteurs topographiques et hydrologiques dont peu d’Etat disposent. Et ces derniers doivent pouvoir assurer des investissements de départ très lourds. En  Europe, le seul pays où le potentiel d’installation demeure élevé est la Norvège. Par ailleurs, ces méga-constructions imposent souvent des déplacements de populations, à l’origine de conflits sociaux parfois violents (à l’image du barrage de Belo Monte au Brésil qui déplacera à terme plus de 25 000 personnes).

En termes strictement environnementaux, si la centrale est peu polluante une fois construite, sa mise en place bouleverse inévitablement l’écosystème environnant. Lors de leur création, les lacs artificiels inondent des zones naturelles qui vont alors se décomposer et peuvent (potentiellement) produire du CO2. Ces lacs peuvent également causer un assèchement des nappes phréatiques en aval des centrales hydrauliques. Les barrages constituent par ailleurs des barrières pour les poissons qui ne peuvent alors plus remonter le cours des fleuves.

L’Union européenne se trouve actuellement en plein cœur de ces contradictions. Une Directive de 2000 vise à sauvegarder les ressources aquatiques, et doit a fortiori tripler le nombre de cours d’eau interdits à la construction de centrales hydrauliques. En parallèle, le projet « super hydrau » devrait permettre de débloquer près de 500 millions d’euros afin de construire de nouvelles centrales et augmenter ainsi de 7 TWh la production hydroélectrique. Entre préservation de l’écosystème et production d’une énergie peu contraignante, le législateur européen n’a pour l’instant pas véritablement tranché.

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