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Tout savoir sur l’énergie hydraulique

Grâce à la force de l’eau, il est possible de réussir à produire une énergie au cœur de centrales hydrauliques spécialement implantées dans des milieux à forte pente où les courants sont importants. Le principe de l’énergie hydraulique renouvelable est de s’appuyer sur la construction d’un barrage qui, en retenant l’eau, réussira à maîtriser sa force pour faire tourner des turbines. Ces turbines feront ensuite tourner un alternateur qui produira lui-même de l’électricité. Grâce à cet article, vous connaîtrez l’énergie hydraulique et son fonctionnement ainsi que son potentiel d’évolution. De plus, cet article donne quelques chiffres clés sur l’état actuel de la production d’énergie basée sur la force de l’eau.
 

Sommaire :

Quel est le principe de fonctionnement de l’énergie hydraulique ?

Définition de l’énergie hydraulique

L’énergie hydraulique est une énergie qui utilise la force de l’eau, son débit ou sa puissance de chute en cas de différence de hauteur, pour actionner des mécanismes permettant de produire de l’énergie.
 

L’énergie hydraulique est une technique qui date de l’époque romaine, époque durant laquelle on avait découvert le potentiel de la force de l’eau pour faire tourner des moulins. Ainsi, il y eut un premier passage des moulins mécaniques vers les moulins actionnés par le courant de l’eau de manière régulière permettant ainsi de moudre la farine de manière efficace. 

Aujourd’hui, l’énergie hydraulique renouvelable est produite dans des centrales hydrauliques, de très gros moulins, qui captent l’énergie cinétique de l’eau, son courant naturel, ou sa puissance lors des chutes d’eau répétées comme c’est le cas dans les reliefs montagneux, pour faire tourner de grandes turbines. Ces dernières entraîneront avec elles des générateurs électriques qui produiront de l’électricité qui pourra être injectée sur le réseau. Il s’agit d’une réelle énergie renouvelable, au même titre que le photovoltaïque ou l’éolien, puisque sa source primaire ne se tarit pas. En effet, les centrales laissent s’écouler l’eau après en avoir capté l’essentiel de la force nécessaire pour actionner les éléments à l’intérieur de la centrale.
 

De quoi est composée une centrale hydraulique ?

Le principe de fonctionnement d’une centrale hydraulique est directement issu de l’histoire et de l’expérience acquise sur la transformation d’une énergie cinétique comme celle de l’eau en énergie mécanique ou électrique. À l’image de nombreuses autres centrales, le fonctionnement d’une centrale hydraulique est donc fondé sur 4 étapes clés, à savoir :

 

1. Le rôle du barrage

Le barrage a évidemment un rôle de retenue de l’eau. Le principe est de construire un barrage assez grand et solide pour être en mesure de stocker une grande quantité d’eau en retenant l’écoulement naturel de celle-ci. Grâce à cette technique, il se forme ensuite une sorte de lac devant le barrage. 
 

2. Le pilotage de la conduite de l’eau 

Une fois que le barrage a permis le stockage de l’eau, celle-ci est ensuite dirigée, selon un rythme précis, vers de grands tuyaux mécaniques que l’on appelle des conduites forcées. Le principe est de conduire, à l’aide de ces tuyaux, l’eau vers la centrale hydraulique qui sera située en contrebas. Aujourd’hui, l’ensemble de ce processus est piloté de manière automatique. Autrefois, il fallait toutefois une intervention manuelle pour ouvrir et fermer les vannes, mouvements nécessaires à l’écoulement de l’eau. 
 

3. La production d’électricité

La conduite est directement conçue pour pouvoir faire entrer l’eau directement dans la centrale à un endroit précis où celle-ci pourra être en mesure de faire tourner une turbine. Cette turbine entraînée par la force de l’eau fera ensuite tourner un alternateur qui produira de fait un courant électrique alternatif.
 

4. Le réglage de la tension et l’écoulement de l’eau

La tension du courant électrique alternatif produit sera gérée par un transformateur afin de rendre ce courant électrique transportable dans des lignes à très haute tension.
 

L’eau qui est passée dans la turbine a donc perdu de sa puissance et peut être rejetée dans la rivière via un canal de fuite spécialement destiné à cette évacuation.

Quelles sont les clés du développement de l’énergie hydraulique ?

L’énergie hydraulique présente l’énorme avantage d’offrir de la souplesse au réseau électrique. En effet, l’hydroélectricité de lac peut permettre de répondre aux besoins énergétiques en pointe puisque jusqu’à 9 000 MW sont mobilisables en quelques minutes en cas d’incidents sur le réseau. Par ailleurs, l’hydroélectricité au fil de l’eau permet quant à elle une production constante et fiable assurant ainsi une stabilité au réseau électrique.

Enfin, les stations de transfert d’énergie par pompage permettent également de stocker de l’énergie et de répondre aux besoins urgents du réseau. Forte de cette capacité à jouer un rôle de stabilisateur ou de sauveur du réseau électrique, l’énergie hydraulique est donc une énergie dont le développement est privilégié.
 

Une énergie avec du potentiel

Des études réalisées par l’ADEME ou par l’Union française de l’électricité (UFE) ont révélé l’existence d’un potentiel inexploité de plus de 10,6 TWh. Ce niveau de réserves exploitables représenterait plus de 16 % de la production hydraulique actuelle en France. Autrement dit, ce sont plus de 4 millions de Français qui pourraient être, demain, alimentés de manière quotidienne grâce au potentiel exploitable de cette énergie renouvelable.  
 

Ce potentiel table sur deux niveaux de développement :

- La création de nouvelles centrales hydrauliques :

Une création de nouvelles centrales hydrauliques représenterait un potentiel supplémentaire de 9,5 TWh/an. Si des sites ont été identifiés, leur construction dépend encore de questions budgétaires et environnementales. En effet, l’implantation d’une centrale hydraulique a tout de même un impact sur le milieu naturel où elle s’implante. Il convient donc de mesurer ces impacts avant de pouvoir construire. Ces instructions augmentent ainsi le délai de construction d’une centrale hydraulique.

À ce titre, en tant que fournisseur d’énergie concerné par les enjeux environnementaux, nous avons également développé des centrales de production basées sur une technologie complémentaire : le cycle combiné gaz.  
 

- L’augmentation de la production des centrales existantes :

Certains équipements anciens, comme des moulins par exemple, sont à ce jour inexploités alors qu’ils recèlent un véritable potentiel. Les différentes études permettent de ressortir un potentiel de 1,1 TWh/an supplémentaire grâce à l’optimisation des sites existants.

Ici aussi, les décisions sont d’ordre économique et environnemental. Soulignons toutefois que les aménagements sur les moulins existants pourraient permettre d’optimiser le passage des poissons et améliorer ainsi l’implantation de ces ouvrages dans le milieu naturel. 

Que représente aujourd’hui l’énergie hydraulique ?

L’énergie hydraulique dans le monde

À ce jour, l’énergie hydraulique représente 16 % de la production électrique mondiale. Il s’agit ainsi de la troisième source d’énergie au monde, derrière le charbon (41 %) et le gaz (21 %). Les volumes d’électricité hydraulique produits à ce jour dans le monde représentent 3400 TWh, ce qui permet aujourd’hui à plus d’une quarantaine de pays de produire plus de 20 % de leur énergie propre grâce à la force de l’eau. Certains pays plus avancés comme la Norvège, l’Islande, l’Autriche ou la Suisse produisent même plus de 50 % de leur électricité à l’aide de l’hydraulique. 

Ces chiffres sont en croissance puisqu’ils sont passés de 1000 TWh en 1965 à environ 3400 TWh aujourd’hui. Cette croissance forte est notamment soutenue par la Chine qui affiche des taux de croissance de 12,5 % par an depuis plus de 10 ans. Aujourd’hui, la Chine représente plus de 21 % de la production mondiale d’hydroélectricité, devant le Brésil (11,5 %), le Canada (10,2 %) et les États-Unis (8,2 %). 

L’énergie hydraulique en France

En France, l’énergie hydraulique renouvelable représente environ 13 % de la production annuelle d’électricité, soit la deuxième source d’électricité en France derrière le nucléaire. La variabilité de cette électricité est toutefois relativement forte avec des amplitudes de production qui peuvent s’étendre jusqu’à 45 % d’une année sur l’autre en fonction de la pluviométrie. 
 

De par la forte maîtrise associée à sa production depuis de nombreuses années, l’énergie hydraulique est aujourd’hui l’énergie renouvelable la plus développée en France et dans le monde. Ainsi, cette électricité est le fer de lance de l’électricité alternative complétée par le solaire ou l’éolien, en plein cœur des enjeux relatifs à la transition énergétique.

Comment bénéficier constamment d’une énergie renouvelable ?

Grâce à Total Direct Energie, vous pouvez avoir accès constamment et au meilleur prix à une énergie garantie 100 % verte et renouvelable. En effet, nous avons conçu des offres sur-mesure directement accessibles en ligne qui répondront à votre désir de vous inscrire dans une logique de protection de l’environnement.  

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