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Décryptages

L’énergie hydraulique en domaine terrestre : les difficultés de son développement

L’hydroélectricité possède un fort potentiel de développement, notamment en Afrique, en Amérique latine et en Asie. Si l’investissement nécessaire ainsi que les impacts humains et écologiques pèsent sur les projets de grands barrages, l’avenir semble prometteur pour la petite hydraulique. 

Lâcher d'eau au gigantesque barrage des Trois-Gorges en Chine, sur le Yangtsé. © AFP

L’énergie hydraulique occupe la troisième position dans la génération de l’électricité dans le monde, selon les derniers chiffres analysés par l’Agence internationale de l’énergie (AIEL'AIE (IEA en anglais) est une agence autonome au sein de l'OCDE, créée en 1974 lors du premier choc pétrolier...)1: 16,4 % de la production en 2014, derrière le charbon (40,7 %) et le gaz naturel (21,6 %). Si l’on considère l’électricité produite par les seules énergies renouvelablesOn appelle énergie renouvelable une source d'énergie dont le renouvellement naturel est immédiat ou très rapide..., l’hydraulique se taille la part du lion avec 73,2 %, le reste étant réparti entre le solaire, l’éolien, la géothermieLe terme géothermie désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes au globe terrestre..., l’énergie marémotriceL’énergie marémotrice est une énergie marine, tirée de la puissance des courants de marée ou des variations... et la biomasseDans le domaine de l'énergie, la biomasse se définit par l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale....

En théorie, la capacité de production hydroélectrique techniquement envisageable pourrait assurer les trois quarts de la consommation d’électricité mondiale actuelle. Mais dans la pratique, l’énergie hydraulique progresse bien plus lentement que les autres énergies renouvelables. Sur la longue durée (1990-2014), le solaire photovoltaïque et l’éolien ont augmenté respectivement à un rythme annuel moyen de 46,2 % et 24,3 %, alors que l’hydraulique a cru en moyenne de 2,5 % chaque année.

Plusieurs obstacles entravent en effet un développement plus rapide de l’hydroélectricité.

Les exigences de la sécurité

La conception de l’ouvrage hydroélectrique lui-même doit tenir compte des risques de rupture ou de débordements causés par des glissements de terrain se déversant dans le lac de retenue. La mémoire collective a conservé les images du drame du barrage de Malpasset, près de Fréjus en 1959, qui fit plus de 400 morts, et celui du barrage de Vajont, en Italie, qui fit près de 2 000 morts en 1963.

Il y a deux grands types de barrages : les barrages-poids, appuyés entièrement sur un sol qui va encaisser toute la poussée de l’eau retenue, et les barrages-voûtes, en forme d’arc convexe, appuyés en grande partie sur les parois latérales rocheuses qui doivent être inspectées régulièrement.

Il convient de mener des études sur la résistance aux séismes et, plus généralement, la stabilité des sols autour de la cuvette de retenue. La résistance aux crues doit aussi être examinée et tous les barrages sont aujourd’hui équipés d’évacuateurs d’eau pour éviter de céder. De plus, un contrôle permanent du barrage lui-même permet de surveiller les infiltrations d’eau dans le corps du barrage ou en dessous et les déformations de l’ouvrage.

Des conséquences humaines et écologiques

L’implantation d’une nouvelle retenue d’eau a pour effet de noyer d’importantes surfaces de terres et, dans certains cas extrêmes, de contraindre à un déplacement de populations. La construction en Chine du barrage des Trois-Gorges, lancée en 2006 sur le Yangtsé, a par exemple conduit à déplacer près d’1,5 million de personnes. La construction du barrage peut aussi avoir des conséquences considérables sur l’activité économique - notamment agricole - de la région, en amont en raison de la création d’une étendue d’eau, et en aval en raison de l’assèchement de certaines zones limitrophes au cours d’eau.  Par ailleurs, les barrages ne retiennent pas que de l’eau : ils arrêtent aussi les sédimentsDépôts de particules de tailles variables provenant de l'érosion de roches anciennes, de résidus d'activités organiques (coquilles de mollusques...)... érodés par les cours d’eau qui alimentent la cuvette de retenue. Dans les années 1960, la construction sur le Nil du barrage d’Assouan en Égypte a provoqué une baisse sensible de la teneur en limons en aval de l’ouvrage. À des centaines de kilomètres du barrage, le delta du Nil a commencé à reculer. Les paysans ont alors dû utiliser davantage d’engrais pour maintenir les rendements agricoles en raison du déficit de limons. L’arrêt des sédiments par les barrages est un phénomène qui se constate également en France sur le Rhône et affecte le littoral en Camargue.

Par ailleurs, si elles ne sont pas prises en compte, certaines conséquences de la création d’un barrage peuvent avoir un fort impact écologique : blocage de la migration de certaines espèces aquatiques, effet sur le niveau des nappes phréatiques, impact sur la faune et la flore…

Des pistes pour l’avenir

Dans l’avenir, d’autres modes d’exploitation de l’hydraulique, moins massifs et plus respectueux de l’environnement, sont envisageables. Ce sont les projets de petite hydraulique, c’est-à-dire les unités de 0,1 à 10 MW, voire de pico-hydraulique (puissanceEn physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps... entre 10 et 100 kW), qui utilisent les courants naturels des rivières et de simples roues (norias) pour produire de l’énergie. Les énergies marines s’offrent aussi sous diverses formes, comme l’énergie des marées ou des vagues (Voir le dossier « Energies marines, énergies bleues »).

Dans les pays développés, des milliers de sites ne sont pas exploités faute de technologies qui permettent d’atteindre un coût installé raisonnable. En France, la petite hydroélectricité produit pourtant déjà 7,5 TWh/an, soit environ 10 % de la production hydroélectrique nationale, grâce à quelque 2 500 petites centrales réparties sur 250 000 km de rivières. Ces techniques de production d’énergie s’appuient sur le cycle naturel de l’eau ; elles sont moins invasives et donc plus écologiques.
 

 

 

Sources:

(1) Etude AIE – Juillet 2016 (en anglais uniquement)

(2) International Journal on Hydropower and DamS (en anglais uniquement)

(3) ENR

(4) World Water Assessment Programme (WWAP)