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L'énergie hydraulique continentale : la première des énergies renouvelables

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L’énergie hydraulique comprend les centrales installées sur les continents – sur les fleuves, les rivières et les lacs, mais aussi les « énergies marines », qui se développent encore, utilisant la force des vagues, des marées et des courants  (Voir le dossier « Les énergies marines, énergies bleues »). Largement exploitées depuis des décennies, les centrales hydrauliques continentales constituent la première des énergies renouvelables dans le monde : elles produisent près de 83 % de l’électricité renouvelable. 

Barrage
Le barrage de la centrale hydroélectrique de Rizzanese, près de Sainte-Lucie-de-Tallano, en Corse. © P. POCHARD / AFP

La force de l’eau en mouvement (énergie cinétique) est connue depuis longtemps : pendant des siècles, c’est elle qui a actionné les moulins à aubes pour produire de l’énergie mécanique. L’énergie hydraulique moderne, que l’on a appelé la « houille blanche », est aujourd’hui utilisée dans des centrales pour produire de l’électricité. Une quarantaine de pays s’appuient sur elle pour produire plus du cinquième de leur électricité1. La part de l’énergie hydraulique dans l’électricité mondiale est de 16 %, derrière le charbon et le gaz, mais devant le nucléaire.

Du barrage à l’usine

Une centrale hydroélectrique est composée de 3 éléments de base :

Plusieurs types de centrales hydroélectriques

Le type d’ouvrage hydroélectrique varie selon la configuration du site, du cours d’eau exploité, et aussi de l’usage qui doit en être fait : 

  • les centrales au fil de l’eau, construites le long d’un fleuve ou d’une rivière, produisent au gré des débits du cours d’eau. Avec des barrages d’une hauteur inférieure à 25 mètres, ces centrales produisent de l’électricité  en continu pour répondre aux besoins quotidiens ;
  • les « usines-écluses » ou les « usines de lac » entrent dans la catégorie de l’hydraulique modulable car elles permettent de produire de l’électricité à la demande car leurs barrages créent des retenues que l’on peut relâcher (« turbiner ») selon les besoins. Les « usines de lac » désignent des chutes importantes (plus de 300 mètres de haut), les « usines-écluses » se placent elles entre 25 et 300 mètres ;
  • Les STEP (Station de transfert d’énergie par pompage Le pompage est une technique de récupération assistée du pétrole et du gaz... ) enfin sont spécialement adaptées à cette fonction de modulation. Elles sont constituées de deux retenues d’eau situées à des hauteurs différentes. Lorsque la demande l’exige, on « turbine » l’eau du bassin supérieur. Lorsqu’il y a un excès de production – provenant par exemple de sources éoliennes ou solaires – on utilise l’électricité en surplus pour « pomper » l’eau du bassin inférieur et la remonter dans le bassin supérieur.

Choix du site et financement

D’abord bien sûr, il faut des conditions topographiques, géologiques et hydrographiques particulières. Les plus grands producteurs d’hydroélectricité sont les pays traversés par des fleuves et rivières à gros débit et les pays de montagne. Les gorges d’un cours d’eau sont favorables tout comme une vallée large et plate offre une parfaite cuvette de rétention Dépression creusée autour d'un réservoir ou d'une citerne, destinée à recueillir les effluents provenant d'une fuite... des eaux. Les précipitations sur le bassin versant (ensemble des eaux en amont) doivent être satisfaisantes.

Ensuite, les grands et moyens barrages coûtent très cher : les gouvernements cherchent de plus en plus à faire appel à des fonds privés ou aux grands organismes internationaux comme la Banque mondiale pour les financer. Mais jugés trop longs à amortir et rentabiliser, les projets hydroélectriques peinent à convaincre les investisseurs. L’avenir de l’hydroélectricité dépend donc, pour une bonne part, de la force de persuasion des États et de potentiels accords public/privé.

Les avantages de l’hydroélectricité

L’eau servant à produire l’énergie hydroélectrique est renouvelable et stockable : elle peut donc être utilisée en cas de pic de consommation puis réutilisée. Cette façon d'emmagasiner de l’énergie potentielle est d’autant plus efficace qu’une centrale hydroélectrique peut atteindre sa puissance En physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps... maximale en quelques minutes. À titre de comparaison, une dizaine d’heures sont nécessaires à une centrale thermique pour monter à sa pleine puissance. Un délai multiplié par quatre pour un réacteur nucléaire Situé au cœur de la centrale nucléaire, le réacteur est une sorte de chaudière géante... .

Très efficace, l’hydroélectricité continentale présente un bon rendement : 90 % de l’énergie de l’eau se convertit en électricité. De plus, l’utilisation des centrales hydroélectriques n’émet de gaz à effet de serre Phénomène naturel permettant un accroissement de la température de l'atmosphère d'une planète grâce à la présence de certains gaz... , elle ne produit pas de déchets ou de pollution.

Si la construction est un investissement lourd, il y a peu de frais d’exploitation et d’entretien. La durée de vie est exceptionnelle et la technologie très fiable. Rien qu'en France, parmi la soixantaine de grands barrages encore en activité, nombreux sont ceux à avoir été construits avant 1960. Le plus ancien, situé dans la Nièvre, a été achevé en 1858 !

Avec tous ces avantages, son développement ne peut être qu’utile. Mais il présente quand même des difficultés… (Voir le décryptage « L'énergie hydraulique continentale : les difficultés de son développement »).

 

Source :

(1) Syndicat des énergies renouvelables (SER)

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