Tout comprendre sur l'énergie hydraulique
Publié le 16.01.2020
Série
#ToutComprendreSur
Engagé pour une vie sans énergie fossile d’ici une génération, Vattenfall vous accompagne chaque jour dans la transition énergétique. Les changements qu’elle implique dans notre quotidien nécessitent de bien comprendre les enjeux que nous devons relever tous ensemble, et les solutions qui sont déjà à notre disposition. Aujourd’hui, notre série « Tout comprendre sur… » vous emmène à la découverte de l’énergie hydraulique.
L’énergie hydraulique — ou hydroélectricité — est aujourd’hui la 3ème source de production électrique mondiale, derrière le charbon et le gaz
Le mix électrique renouvelable français
En France, elle occupe la 1ère place des énergies renouvelables, devant l’éolien, la biomasse, la géothermie et le solaire, avec un parc d’une puissance de 25.532 MW ayant produit plus de 57 TWh en 2018.
Comment ça marche ?
L’hydroélectricité exploite l’énergie des flux d’eau (fleuves, rivières, chutes d’eau, courants marins…). L’énergie cinétique du courant d’eau est transformée en énergie mécanique par une turbine, puis en électricité par un alternateur.
Durable, souple, compétitive et non-émettrice de CO2, elle occupe une place majeure dans un contexte de transition énergétique vers des ressources renouvelables.
Les différentes centrales hydrauliques
Les centrales
gravitaires
Elles utilisent le principe d’un différentiel de hauteur entre l’amont et l’aval de l’installation.
Il existe 3 types :
● les centrales-lacs (ou centrales de hautes chutes), associées à une retenue d’eau créée par un barrage
● les centrales au fil de l’eau, utilisant le débit d’un fleuve
● les centrales d’éclusée, sur les grands fleuves à pente relativement forte comme le Rhin ou le Rhône.
Le réservoir important des centrales-lacs (près de 10 jours en moyenne pour le vider) permet un stockage saisonnier de l’eau et une modulation de la production d’électricité. Nombreuses en France, elles sont appelées durant les heures de pics de consommation.
Principe de fonctionnement d’une
centrale gravitaire
Les STEP
(stations de transfert d’énergie par pompage)
Elles possèdent deux bassins entre lesquels un dispositif fonctionne tout à la fois comme pompe/turbine pour la partie hydraulique et comme moteur/alternateur pour la partie électrique.
L’eau du bassin supérieur est turbinée lors des fortes demandes pour produire de l’électricité. Puis elle est remontée vers le bassin supérieur lorsque l’énergie est bon marché.
Principe de fonctionnement d’une
centrale STEP
Les centrales utilisant
l’énergie de la mer
Il existe plusieurs technologies :
L’énergie marémotrice
Les centrales exploitent l’énergie potentielle de la marée, venue de la différence de niveau entre deux masses d’eau et des courants induits.
L’énergie hydrolienne
À l’image des éoliennes pour le vent, les hydroliennes exploitent l’énergie des courants de marée.
L’énergie houlomotrice
Les vagues créées par le vent à la surface des mers et des océans transportent de l’énergie cinétique, transformée en courant électrique.
L’énergie thermique
Ce procédé exploite la différence de température entre le fond (froid) et la surface (chaude) de l’océan. Des convertisseurs d’énergie transforment ce différentiel d’énergie thermique en énergie électrique.
Les avantages
L’environnement et le rendement
Il s’agit de l’une des énergies les plus propres pour produire de l’électricité à grande échelle.
La flexibilité
Les barrages permettent de réguler facilement l’intensité du débit d’eau et, donc, de s’adapter en temps réel aux besoins du réseau selon la consommation.
La sécurité
C’est l’une des énergies les plus sûres : aucun carburant de type fossile ou nucléaire et, donc, aucun risque d’explosion.
Le prix
Son coût moyen de production est l’un des moins chers et fluctue entre 15 et 20€ le MWh.
À titre de comparaison :
● Éolien terrestre : entre 60€ et 65€ le MWh
● Éolien offshore : entre 45€ et 65€ le MWh selon les conditions du site
● Photovoltaïque : environ 55€ le MWh pour une grande centrale au sol
Sources : CRE et Cour des Comptes.
Les inconvénients
Les investissements
La construction d’un barrage d’envergure sûr et durable nécessite des coûts de génie civil importants.
L’environnement
Les installations les plus imposantes peuvent perturber l’écosystème naturel et impacter visuellement le paysage.
L’impact des sécheresses
Une forte sécheresse prolongée peut avoir des conséquences négatives sur l’ensemble de la production.
Le manque de place
En France, la plupart des endroits exploitables pour l’hydroélectricité ont déjà été équipés.
Quel avenir pour l’hydraulique en France ?
Le projet de Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE) présenté par le gouvernement en janvier 2019 prévoit que la remise en concurrence de concessions échues, ainsi que les travaux associés à la prolongation de la concession du Rhône, permettent de rehausser la puissance hydraulique installée en développant de nouvelles capacités sans nouvelle retenue d’eau, tout en optimisant la puissance de certains sites. L’objectif vise à passer de 25,5GW en 2018 à 25,7GW en 2023, puis à 26,4-26,7GW en 2028.
