Énergie hydraulique | Définition et avantages

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C’est au milieu du 19e siècle qu’apparaît l’énergie hydraulique. Grâce à la force de l’eau, elle couvre près de 20 % de la puissance électrique française. La France dispose de plus de 2 000 centrales hydrauliques. Elle doit désormais s’assurer que les installations sont bien conformes aux exigences environnementales. Cette garantie représente l’enjeu actuel du deuxième producteur européen d’énergie hydraulique après la Norvège. Découvrez tout ce qu’il y a à savoir sur cette énergie verte et sur son mode de fonctionnement.

Qu’appelle-t-on énergie hydraulique ?

L’énergie hydraulique est produite à partir du déplacement des eaux (cours d’eau, rivières, chutes d’eau, etc.). L’eau est une source d’énergie renouvelable, exploitée depuis l’Antiquité au moyen de moulins à eau. Ces installations ancestrales permettaient déjà de fournir de l’énergie mécanique. 

L’arrivée des barrages permet dès le 19e siècle la production d’électricité à grande échelle. On parle alors d’hydroélectricité. L’énergie hydraulique est ainsi générée par la pression de l’eau, activée par un processus naturel (chutes d’eau) ou artificiel (moulins à eau).

Comment transformer l’énergie hydraulique en électricité ?

Cette énergie peut être exploitée de différentes manières, ce qui démontre son énorme potentiel.

L’hydroélectricité

L’électricité peut être produite par :

  • Les courants marins : elle est captée par des éoliennes sous-marines. 
  • Les marées : l’énergie marémotrice est exploitée à l’aide de barrages.
  • Les vagues : au moyen de systèmes immergés ou installés à la surface de l’eau, l’énergie houlomotrice des vagues est captée et produit de l’électricité.
  • La chaleur des mers : usitée dans des zones intertropicales, cette technique se sert de l’écart de température entre l’eau froide, présente dans les profondeurs marines, et l’eau chaude existant en surface. Elle nécessite une différence d’au moins 20 degrés entre les deux eaux.

Les installations hydrauliques

L’eau est exploitée par des centrales hydrauliques. Ces dernières sont soit implantées sur des fleuves ou des lacs (centrales « au fil de l’eau ») ou sur des barrages qui sont reliés à un réservoir. 

  • Les centrales « au fil de l’eau » : permettent de fournir de l’énergie en continu. Ces installations sont moins onéreuses, mais sont dépendantes des conditions climatiques.
  • Les infrastructures « éclusées » : elles ont une faible capacité de stockage et permettent une régulation journalière, voire hebdomadaire, de la production.
  • Les barrages : ils ont un important volume de stockage permettant de répondre à un besoin ponctuel lié à un pic de consommation. Cette installation est plus coûteuse que les précédentes.
  • Des stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) : elles pompent l’électricité vers un réservoir qui est utilisé lors de pics de consommation. 

L’hydroélectricité est produite par un mécanisme précis. L’eau passe par une grande arrivée d’eau, puis s’écoule via un canal de dérivation. Son mouvement déclenche alors une turbine, comme le moulin à eau. Grâce à l’alternateur qui est placé au niveau de la turbine, l’énergie cinétique de l’eau est ainsi transformée en électricité.

Quels sont les avantages et les inconvénients de l’énergie hydraulique ?

L’hydroélectricité comporte de nombreux atouts. À l’instar de toute production à l’échelle industrielle, elle engendre aussi des effets négatifs.

Les avantages de l’hydroélectricité

L’énergie hydraulique est une énergie verte

Elle est donc inépuisable et renouvelable. Elle entre dans le cadre de la transition écologique, car elle n’émet pas de gaz à effet de serre. Elle préserve par conséquent la planète. Contrairement à l’énergie nucléaire, elle ne produit pas de déchets toxiques et contribue à l’indépendance énergétique de la France.

Elle possède une forte capacité de stockage

Ce qui lui permet d’assurer une distribution d’électricité en cas de coupures ou de pics de consommation. De plus, les centrales hydroélectriques soutiennent l’économie locale des villes dans lesquelles elles sont implantées.

L’hydroélectricité, un des moteurs de l’économie locale

L’étude BIPE, Bureau d’informations et de prévisions économiques, réalisée en 2013, a estimé, à 31 000, le nombre d’emplois créé en 2030 grâce à la filière hydroélectrique en France. Cette dernière est désormais reconnue comme un véritable partenaire de développement social et économique. Cette démarche locale se traduit par de nombreux investissements dans des projets liés à la gestion des rivières et du patrimoine naturel.

Les points faibles des installations hydroélectriques

L’empreinte écologique

En effet, la construction de barrages a un fort impact sur la faune et la flore des cours d’eau. Les installations électriques nécessaires au fonctionnement des centrales ont également une incidence négative sur l’environnement. 

L’espace nécessaire à l’implantation des centrales hydroélectriques

De plus, ces centrales exigent une superficie suffisante, ce qui demande parfois le déplacement des populations. D’autre part, elles ne peuvent qu’être implantées qu’en zones montagneuses, ce qui limite leur déploiement. Ces zones sont en effet déjà exploitées par des centrales de lac. Ce paramètre freine donc l’augmentation de l’énergie hydraulique dans le mix énergétique.

Le coût et la dépendance aux conditions climatiques des installations hydrauliques

Enfin, la production d’hydroélectricité requiert de lourds investissements et est également soumise aux aléas climatiques.

Les solutions contre les inconvénients des centrales hydroélectriques

La loi n° 2006-1772 du 30 décembre 2006 sur l’eau et les milieux aquatiques encadre les centrales hydrauliques. Elle permet ainsi de limiter leurs impacts négatifs, imposant des règles strictes :

  • Le maintien d’un débit minimum au sein des cours d’eau afin de sauvegarder la biodiversité marine ;
  • L’installation de passes à poissons afin de protéger le déplacement de certaines espèces ;
  • L’interdiction de construire des centrales hydrauliques dans des réserves naturelles ;
  • La préservation de la faune sauvage ;
  • Le respect du cycle de l’eau.

Quelle est la place de l’hydraulique dans la production électrique française ?

La France possède plus de 2 000 installations hydrauliques. Le pays est donc l’un des premiers producteurs d’hydroélectricité de l’Union européenne. L’hydraulique équivaut en 2020 à 49 % de la production d’énergie renouvelable en France et couvre 10 % de la consommation électrique. 4 régions françaises concentrent près de 90 % de la production :

  • L’Occitanie,
  • L’Auvergne-Rhône-Alpes,
  • La PACA,
  • Le Grand Est.

Juste après le nucléaire, elle est la deuxième source de production d’électricité et la première source d’énergie renouvelable. La totalité du parc hydraulique français représente 25 GW, ce qui en fait le deuxième plus grand parc européen. Cette production est dépendante des conditions hydrologiques. Selon les années, elle peut ainsi varier. L’année 2011, par exemple, a permis de fournir 50,3 TWh d’électricité alors qu’en 2013, 75,7 kWh d’électricité ont été générés.

La production selon le type d’installation

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Description générée automatiquement

Les lois Grenelles 1 et 2 ont été mises en place afin de lutter contre le réchauffement climatique. L’énergie hydraulique apparaît comme une des réponses face à cette urgence écologique. L’objectif de la France est d’augmenter sa capacité de production de 500 à 750 MW et sa production de 2 à 3 TWh d’ici l’horizon 2023. Si le potentiel de cette énergie est énorme, il n’est pas totalement exploité au niveau mondial. C’est sur ce point que repose tout l’enjeu de la transition pour une croissance verte : tirer profit au maximum de toutes les sources d’énergies renouvelables pour préserver notre planète.