Rivières, lacs, océans… Grâce à la force de l’eau en mouvement (énergie mécanique) nous produisons de l’électricité, c’est ce que nous appelons l’énergie hydraulique. L’hydroélectricité est l’énergie verte la plus développée en France et se positionne comme 2ème source de production électrique du pays. Qu’est-ce que l’énergie hydraulique et comment fonctionne-t-elle ? Parlons Planète fait le point sur cette source d’énergie renouvelable et durable. 💧
Définition de l’énergie hydraulique
L’énergie hydraulique génère de l’électricité en utilisant la force de l’eau en mouvement, une source d’énergie renouvelable, gratuite et 100% naturelle. C’est une énergie propre, utilisée pour la production électrique depuis déjà plus d’un siècle, en Europe et dans le monde. Une fois que l’énergie mécanique (mouvement de l’eau transformé par une turbine) est transformée en énergie électrique par un alternateur, on parle alors d’hydroélectricité. Découvrez plus en détails le fonctionnement d’une centrale hydroélectrique 👇
Comment fonctionne une centrale hydroélectrique ?
Pour fonctionner, une centrale hydroélectrique a besoin d’une retenue d’eau : il s’agit le plus souvent d’un barrage déversoir.
👉 Une prise d’eau dévie une partie du débit du cours d’eau, puis la redirige vers la centrale via un canal de dérivation.
👉 L’énergie hydraulique est transformée en électricité à l’aide d’une turbine hydraulique, couplée à un alternateur électrique.
👉 La centrale livre l’électricité produite sur le réseau de distribution le plus proche, via des lignes électriques.
👉 Un canal de fuite permet à l’eau de rejoindre son cours initial, sans aucune altération.
Quelles sont les installations hydroélectriques en France ?
Il existe différents types de centrales hydroélectriques. En France, on distingue ces installations principalement par la durée de remplissage de leur réservoir. Ainsi, on retrouve :
👉 des centrales au fil de l’eau, qui turbinent en continu tout ou partie d’un cours d’eau et dont la production dépend du débit du cours d’eau.
👉 des centrales d’éclusée, qui modulent leur production de façon journalière ou hebdomadaire, en accumulant des volumes d’eau pour les pics de consommation. Leur capacité de stockage est comprise entre 2 et 400 heures de production.
👉 des centrales de lac qui assurent une modulation saisonnière de la production, en accumulant de plus grands volumes d’eau (capacité supérieure à 400 heures de production). Il s’agit de grands barrages situés à l’aval des moyennes et hautes montagnes.
👉 des stations de transfert d’énergie par pompage (STEP), qui pompent de grands volumes d’eau d’une retenue à l’aval vers une retenue en amont, pour les turbiner ultérieurement durant les pics de consommation.
L’énergie hydraulique en mer 🌊
L’énergie hydraulique, c’est aussi l’énergie marine. En effet, certaines centrales utilisent d’énergie de la mer ou de l’océan pour produire de l’électricité. On parle alors de :
L’énergie marémotrice
Le marnage, la différence de niveau d’une retenue d’eau dûe à la marée haute et à la marée basse, est également une source d’énergie exploitée pour produire de l’électricité. Le phénomène des marées, provoqué par l’effet des astres sur l’océan, est prédictible, ce qui permet aux centrales marémotrices de fonctionner. C’est en Bretagne que la première grande centrale marémotrice au monde est apparue.
L’énergie hydrolienne
En mer, on peut également utiliser la force des courants marins, une énergie inépuisable, pour générer de l’électricité. Les hydroliennes (des sortes d’éoliennes subaquatiques) sont immergées à environ 30 ou 40 mètres de profondeur : les forts courants font tourner des pales, puis l’énergie mécanique est transformée en électricité par dynamo. Cette technologie est actuellement peu utilisée en France. Un projet pilote, Flowatt, a pour objectif d’ouvrir une ferme hydrolienne dans la Manche en 2026.
📌 Sur le même sujet :
2024: début des travaux pour la première île énergétique au monde
L’énergie houlomotrice
La houle est un autre phénomène marin pouvant être transformé en électricité. Il s’agit de vagues se formant à la surface de la mer par la force du vent et se distinguant par un mouvement ondulatoire, qui se crée parfois sur de longues distances. Cette énergie peut être exploitée de différentes façons (en surface, sous l’eau…), bien qu’à ce jour aucun système mature n'ait vu le jour à grande échelle.
L’énergie hydraulique en quelques chiffres
Exploitée depuis le 19ème siècle en France, l’énergie hydraulique est aujourd’hui la 2ème source de production électrique du pays, derrière le nucléaire, et la 1ère source d’énergie renouvelable dans notre mix énergétique. En 2023, la production d’hydroélectricité était de 58,8 TWh, en tête devant les énergies éoliennes et solaires.
Aujourd’hui, les régions où l’on produit le plus d’hydroélectricité sont :
l’Auvergne-Rhône-Alpes ;
l’Occitanie ;
la région Provence-Alpes Côte d’Azur.
Par ailleurs, en France, la production hydroélectrique se base seulement sur 25% des barrages présents sur le territoire. Le reste des barrages sont dédiés à l’irrigation, à la protection contre les crues et à des usages domestiques ou industriels.
Avantages de l’énergie hydraulique
Une énergie respectueuse de l’environnement
L’énergie hydraulique est l’énergie propre par excellence. Elle ne consomme pas d’eau, puisque l’eau est entièrement reversée dans son cours, et ne la pollue pas. En effet, les centrales hydrauliques émettent peu ou pas de gaz à effet de serre (GES), et ne génèrent pas de déchets de transformation.
🐟 Le saviez-vous ? Les barrages des centrales sont souvent équipés de passes à poissons pour maintenir le parcours migratoire des espèces aquatiques, même si parfois ce dernier est, malgré tout, perturbé par la centrale.
Une source d’énergie durable et (presque) illimitée
Grâce aux différentes installations hydroélectriques, aux barrages, aux digues, nous sommes capables de stocker de grands volumes d’eau et de les utiliser pour produire de l’électricité en fonction de nos besoins. Cette capacité d’adaptation rend l’énergie hydraulique une source viable pour notre production d’électricité. De plus, il s’agit d’une ressource naturelle, durable et renouvelable, disponible en quantité presque illimitée.
En effet, l’énergie hydraulique dépend des précipitations et peut être affectée par les périodes de sécheresse, que les effets du changement climatique rendent de plus en plus fréquentes.
🔍 À lire sur ce sujet :
Zoom sur le bassin méditerranéen : une situation de sécheresse alarmante
Sources :
https://www.ecologie.gouv.fr/politiques-publiques/hydroelectricite
https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/energie-maremotrice
https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/hydroliennes
https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/energie-houlomotrice-ou-energie-des-vagues