L'eau fait vivre les hommes et les animaux, façonne les paysages, et produit de l'énergie. C'est l'énergie hydraulique, première source renouvelable d'électricité en France.

Du mécanique à l'électrique

Son principe ressemble à celui de l'éolienne : ce n'est plus le vent mais l'énergie mécanique de l'eau qui entraîne la roue d'une turbine, laquelle entraîne un alternateur qui transforme cette énergie mécanique en électricité.

La puissance disponible dépend de deux facteurs : la hauteur de la chute d'eau et le débit. Le produit des deux, multiplié par la densité de l'eau, par l'accélération de la pesanteur et par le rendement de la machine, donne la puissance électrique.

Le rendement d'une installation hydraulique est le plus élevé de toutes les technologies de production : il dépasse fréquemment quatre-vingt-dix pour cent, là où une centrale thermique en atteint la moitié.

Une énergie propre et renouvelable

L'énergie hydraulique est renouvelable, et n'émet pratiquement pas de gaz à effet de serre en exploitation. Bien qu'elle bénéficie de moins d'attention médiatique que le solaire ou l'éolien, elle assure une part majoritaire de la production d'électricité renouvelable française.

Elle est aussi la plus ancienne : les premières installations françaises datent de la fin du dix-neuvième siècle, et l'essentiel du parc a été construit entre 1945 et 1980.

Les types d'installations

Les centrales au fil de l'eau turbinent le débit du cours d'eau sans le stocker. Faible hauteur de chute, fort débit, production régulière, ce sont les aménagements du Rhin et du Rhône.

Les centrales d'éclusée disposent d'une retenue de petite taille, permettant de moduler la production dans la journée.

Les centrales de lac s'appuient sur de grands barrages de haute montagne, avec plusieurs mois de réserve : c'est la production la plus précieuse, mobilisée aux moments de tension.

Et les stations de transfert d'énergie par pompage, qui remontent l'eau vers une retenue supérieure quand l'électricité est abondante et la turbinent quand elle manque.

Le rôle sur le réseau

C'est ce qui rend l'hydraulique irremplaçable, et cela dépasse largement le volume produit.

Une turbine hydraulique atteint sa pleine puissance en quelques minutes, quand une centrale thermique demande des heures. L'hydraulique assure donc l'essentiel du réglage de fréquence et de la réserve rapide du système électrique français.

Elle constitue par ailleurs le seul moyen de stockage massif d'électricité disponible aujourd'hui, par les stations de pompage, les batteries, malgré leur développement, restent d'un ordre de grandeur inférieur.

Enfin, elle offre la capacité de renvoi de tension : après un incident généralisé, ce sont des groupes hydrauliques qui permettent de redémarrer le réseau sans alimentation extérieure.

Les limites

Le potentiel français est largement exploité : les sites favorables ont été équipés, et les marges de progression portent sur l'optimisation des ouvrages existants plutôt que sur de nouveaux grands barrages.

Le changement climatique affecte la ressource : modification du régime des précipitations, fonte des glaciers, étiages plus sévères et plus longs. Les conflits d'usage avec l'irrigation, l'eau potable et le refroidissement des centrales s'aggravent en période de sécheresse.

Et l'impact sur les milieux aquatiques est réel : obstacle à la circulation des poissons et des sédiments, modification des régimes hydrologiques. La réglementation européenne impose des débits réservés et des dispositifs de franchissement, dont l'efficacité varie.

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