L'énergie hydrolique

L’énergie hydraulique est l’énergie fournie par les chutes d’eau provoquées par l’ouverture d’un barrage fermant un lac de retenue, ou parfois par le simple débit d’un fleuve.

Un peu d’histoire…
Dès l’Antiquité, l’énergie hydraulique est utilisée par les Romains et les Grecs qui moulent leur blé grâce à une roue hydraulique. Les grandes roues à eau d’une puissance maximale de 50 chevaux n’apparaissent qu’au Moyen Age.

Le développement de cette source d’énergie s’accroît grâce à John Smeaton, ingénieur britannique des travaux publics qui invente la première turbine hydraulique en fonte permettant ainsi de transformer l’énergie cinétique en énergie mécanique. Cette énergie joue alors un rôle prédominant durant la Révolution Industrielle notamment dans le secteur du textile, du cuir et des ateliers d’usinage.

Fonctionnement

« Le principe repose sur la force de gravité : il s’agit de transformer l’énergie potentielle de l’eau retenue dans des réservoirs en énergie mécanique au moyen d’une turbine, puis de convertir cette énergie mécanique en électricité grâce à un alternateur.
L’eau descend jusqu’à l’usine le long de conduites forcées : à sa sortie elle possède une grande énergie, due à sa perte d’altitude, qui fait tourner l’immense roue d’une turbine. Les turbines des centrales hydroélectriques sont activées par la force de l’eau passant d’un niveau supérieur à un niveau inférieur. La turbine entraîne un alternateur, qui produit du courant électrique. Plus la hauteur de la chute d’eau et le débit sont importants, plus la puissance électrique sera élevée. »

Il existe plusieurs types de centrales hydroélectriques :

• Les usines de basse chute ou au fil de l’eau qui sont alimentées par le débit d’un fleuve. L’eau n’est pas retenue, elle s’écoule librement.

• Les usines de haute chute ou de lac situées en haute montagne et qui ne sont mobilisés que pendant les périodes de forte consommation d’énergie. La chute d’eau va de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres. Le dénivelé est important entre le barrage qui retient l’eau et l’usine. Le lac de retenue est alimenté par les torrents, la fonte des neiges et des glaciers, les pluies du printemps.

• Les usines de moyenne chute ou d’éclusée situées en moyenne montagne et qui servent aux périodes de forte consommation journalière ou hebdomadaire.

Au fil de l'eau

De haute montagne

Situation actuelle
La production annuelle d’hydroélectricité s’élève en moyenne à 70TWh, ce qui correspond à 95% de la production d’électricité de source renouvelable et 14% de la production d’électricité française. Depuis 1946, la production des centrales hydrauliques a été multipliée par six. La puissance cumulée des centrales hydroélectriques étant stable c’est la pluviosité qui détermine la part de la production hydraulique.
La France a pour objectif d’ici 2010 de produire 33 milliards de KWH supplémentaires en énergies renouvelables.

Avantages et inconvénients
En ce qui concerne l’environnement, l’énergie hydraulique est une des énergies renouvelables les plus efficaces. Celle-ci ne rejette aucun gaz à effet de serre et ne produit aucuns déchets toxiques. De plus, elle n’altère pas la qualité de l’eau. Cependant, les grandes installations hydrauliques modifient les écosystèmes en amont et en aval. Des études sérieuse sont à faire pour déterminer l’impact de chacune des installations sur le milieu naturel.
D’un point de vue technique, l’énergie hydraulique a une grande souplesse de fonctionnement car elle permet de produire beaucoup d’énergie en peu de temps. De plus, les installations hydroélectriques sont très sures : elles font l’objet d’une attention toute particulière quant à leur bon fonctionnement. Cependant, ces installations demandent des investissements très lourds. Les gouvernements font donc appel à des capitaux privés qui se détournent de plus en plus de ce genre d’investissement au profit de l’énergie fossile.
D’un point de vue économique et social, la production hydroélectrique permet l’aménagement et la vitalité de territoires grâce au maintien ou au développement d’activités économiques : agriculture, nautisme, tourisme vert,… D’un autre coté, l’installation de complexes hydroélectriques posent le problème du déplacement des populations, notamment dans les pays émergents. Ainsi, en Chine, 2 millions de personnes ont du être déplacées pour permettre la construction du barrage des Trois-Gorges.

Sources :
La cité des sciences (planet mag)
http://www.ac-reunion.fr/pedagogie/lybouvep/TPE/PremiereS/elev/laravine/laravin2.html
EDF : Energie Hydraulique par P. Bacher ancien Directeur Technique de l'Equipement EDF et B. Tardieu Directeur Général Coyne et Bellier