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Energie Science

Tout savoir sur l’énergie hydraulique

Barrage pour de l'énergie hydrolique

Excellente source d’énergie renouvelable, l’énergie hydraulique est l’électricité qui est produite à partir de l’eau dans les centrales hydroélectriques. Cette énergie dépend donc bien évidemment du cycle de l’eau, autrement dit, des fleuves, des rivières et des chutes d’eau.

Qu’est-ce que l’énergie hydraulique et comment fonctionne-t-elle ? Quelle est son exploitation à l’échelle mondiale ? Quels sont ses avantages et ses inconvénients ? Découvrez tout ce que vous avez besoin de savoir sur cette énergie hydraulique renouvelable

L’énergie hydraulique, qu’est-ce que c’est ?

L’hydroélectricité est une source d’énergie renouvelable qui exploite la puissance de l’eau en mouvement pour produire de l’électricité. En effet, il s’agit d’une source d’énergie propre et efficace, qui a le potentiel de jouer un rôle majeur dans notre transition vers une économie à faible émission de carbone.

Comment fonctionne l’énergie hydraulique ?

Cette production se fait dans les centrales hydrauliques ou hydroélectriques, notamment grâce à la force de l’eau. 

L’eau est stockée dans un réservoir puis libérée par une turbine, qui fait tourner un générateur pour produire de l’électricité. L’eau est ensuite renvoyée dans le réservoir pour être utilisée à nouveau. 

Une centrale hydraulique est implantée n’importe où, tant qu’elle se trouve près d’une source d’eau, particulièrement dans des zones à forte pente où les courants d’eau sont importants. 

La taille de la centrale dépend de la quantité d’eau disponible et de la demande en électricité. 

Composition d’une centrale hydraulique

Le rôle d’une centrale hydraulique consiste à utiliser l’eau bloquée par les barrages pour utiliser la pression de l’eau qui en résulte pour faire tourner des turbines, qui à leur tour produisent de l’électricité tout en permettant au reste de l’eau de continuer à couler en aval. 

Une centrale hydraulique se décompose donc en plusieurs étapes :

  • Le barrage qui retient l’eau : les barrages bloquent le débit d’une rivière.
  • Le pilotage de la conduite d’eau : l’eau stockée est dirigée vers des conduites forcées (grands tuyaux mécaniques) qui est ensuite envoyé vers la centrale hydraulique qui se situe au niveau inférieur. 
  • La centrale qui produit l’électricité : l’eau entrée dans une zone précise de la centrale hydroélectrique qui fera tourner une turbine. Cette dernière fera à son tour tourner un alternateur grâce à la force de l’eau qui produira alors un courant électrique alternatif.
  • Les lignes électriques qui évacuent et transportent l’énergie électrique.
  • Le réglage de la tension et l’écoulement de l’eau.

Il existe aussi des centrales au fil de l’eau qui dépendent, elles, des rivières et des fleuves, utilisant par le biais d’un tuyau ou d’un canal, l’énergie cinétique de l’eau pour faire tourner des turbines.

L’exploitation de l’hydroélectricité dans le monde

L’énergie hydraulique est l’énergie renouvelable la plus exploitée dans le monde : environ 16% de la production électrique mondiale (derrière le charbon et le gaz). Les volumes d’électricité hydraulique produits dans le monde jusqu’à présent représentent 3400 TWh.

La France fait partie des pays qui exploitent le plus l’hydroélectricité dans le monde avec près de 2300 centrales hydrauliques. Elle est précédée toutefois de la Chine (31%), du Canada, du Brésil et des Etats-Unis. 

A qui appartiennent les centrales hydroélectriques ? 

Celles qui possèdent une puissance supérieure à 4.5 mw sont de la propriété de l’Etat. 

Pour les centrales produisant une puissance inférieure à 4.5 MW, elles appartiennent à des propriétaires privés sous autorisation (particuliers ou entreprises). 

Elles sont ainsi exploitées afin de vendre l’électricité produite aux particuliers et aux entreprises de proximité, ou pour permettre de l’auto-consommer pour plus d’économie d’énergie.

Pour recevoir l’électricité dû à l’énergie hydraulique renouvelable, il faut habiter près d’une centrale car l’électricité ne se stocke pas et ne peut pas être importée de manière éloignée.

Les principaux avantages de l’hydroélectricité

1. Une énergie propre et renouvelable : 

L’hydroélectricité est l’une des sources d’énergie renouvelable les plus efficaces. C’est également l’une des plus anciennes formes d’énergie, avec des témoignages remontant à la Grèce antique. 

L’hydroélectricité fonctionne en utilisant la force de l’eau en mouvement pour actionner des turbines et produire de l’électricité. L’eau peut provenir d’une rivière, d’un barrage, ou même des mouvements des marées. 

Comme l’hydroélectricité est alimentée par l’eau, il s’agit d’une ressource renouvelable qui ne s’épuisera jamais. 

2. Faible impact sur l’environnement

Les centrales hydroélectriques ont un très faible impact sur l’environnement. Elles ne produisent ni émissions de gaz à effet de serre ni déchets, faisant ainsi une source d’énergie propre. À noter toutefois qu’en utilisant le ciment lors de la construction d’une centrale, il peut se produire une empreinte carbone.

3. Une énergie polyvalente

L’hydroélectricité est également très polyvalente. Elle peut être utilisée pour alimenter des villes entières ou pour fournir de l’électricité à des zones rurales isolées. 

4. L’indépendance de l’énergie hydraulique

C’est l’une de ces sources qui peut offrir une capacité d’indépendance énergétique. Les centrales hydroélectriques captent l’énergie cinétique de l’eau en mouvement et la convertissent en électricité. Ce processus ne repose pas sur les combustibles fossiles, ce qui démontre l’indépendance des centrales, permettant ainsi à chaque pays de créer sa propre énergie hydraulique sans dépendre des autres.

Barrage, le minimum pour l'énergie hydrauliqueLes inconvénients de l’hydroélectricité

Même si elle présente de nombreux avantages, cette énergie hydraulique renouvelable possède toutefois quelques inconvénients : 

  • Impact négatif sur l’écosystème : pour construire une centrale hydroélectrique, il faut construire un barrage, ce qui peut entraîner le déplacement d’un grand nombre d’espèces animales et la perte d’habitats naturels. De plus, le rejet de sédiments dans les canaux de fuite perturbe l’écosystème autour.
  • Disparition des surfaces agricoles : comme pour les animaux, les humains aussi doivent être déplacés lors de la construction d’une centrale hydraulique. Par conséquent, les surfaces agricoles entretenues par les humains à ces endroits-là sont vouées à disparaître.
  • Construction coûteuse des centrales : l’hydroélectricité peut être coûteuse à développer et à construire à cause des barrages et des réservoirs coûteux, et nécessite une grande superficie de terrain.