Tout ce que vous devez savoir sur l’énergie hydraulique
Mise à jour le 07 mars 2023
L’énergie hydraulique est la source renouvelable qui produit le plus d’électricité en France ! Parfois très imposants, les barrages hydrauliques présentent deux avantages de taille. Le premier, contrairement aux éoliennes ou aux panneaux photovoltaïques – qui sont des énergies dites « intermittentes » – réside dans la capacité de fonctionnement continu des barrages. Le deuxième : contrairement aux autres sources d’énergies, il est possible de stocker l’énergie produite grâce à l’hydraulique. Vous l’aurez compris, il va y avoir beaucoup de chose à dire… Tout s’avoir sur l’énergie éolienne, c’est parti !
Dans cet article, on vous dit tout ce que vous devez savoir sur l’hydraulique :
- Histoire et origine de l’énergie hydraulique
- L’énergie hydraulique, comment ça marche ?
- L’hydraulique en chiffres
- Le potentiel de l’hydraulique à l’échelle européenne
Histoire et origine de l’énergie hydraulique
Durant plus de 4 000 ans, l’eau a été et reste la principale source d’énergie utilisée dans l’industrie. La première machine jamais construite pour créer de l’énergie hydraulique a été la roue à aubes. Puis les moulins à eau ont pris le relais…
Dès l’Antiquité, les moulins à eau ont été placés le long des cours d’eau pour pomper l’eau, moudre le grain ou encore actionner des marteaux pilons. Au cours de l’époque préindustrielle, ce principe a été perfectionné pour actionner des forges, pour carder la laine, tanner les peaux, etc.
Ce n’est qu’à la fin du 19ème siècle que la première centrale hydraulique voit le jour. Sa missions : transformer de l’énergie hydraulique en énergie électrique.
L’énergie hydraulique, comment ça marche ?
Comment fonctionne une centrale hydraulique ? Selon si elle est construite sur un cours d’eau (rivière, fleuve) ou sur un lac, une centrale hydraulique fonctionne de différentes manières.
- Sur un cours d’eau : la puissance du cours entraîne une turbine qui produit de l’énergie mécanique et qui met en mouvement un alternateur. C’est ce dernier qui produit l’électricité injectée dans le réseau. Les centrales sur cours d’eau assurent une production continue tout au long de l’année.
- Sur un lac : un barrage est construit pour retenir l’eau et l’accumuler. La force de l’eau retenue entraîne le turbo-alternateur qui produit l’énergie électrique, injectée ensuite dans le réseau. Les centrales de lac présentent l’avantage d’être rapidement mobilisables en cas de pic de consommation.
Source : Baromètre de l’Observ’ER 2022
Nous le disions en introduction, l’un des gros avantage de l’énergie hydraulique (contrairement à ses pairs), c’est qu’elle peut être stockée. La technologie utilisée pour cela s’appelle une STEP (station de transfert d’énergie par pompage). Les STEP ne sont pas des centrales de production : elles sont en réalité des points de stockage de l’énergie.
Comment ? L’eau est d’abord pompée pour être stockée dans un réservoir en amont de la turbine. En cas de besoin, l’eau est libérée et effectue le chemin inverse. La turbine est activée grâce au courant créé, produisant ainsi de l’électricité. Cette technologie s’avère très pratique en cas de pics de consommation.
Source : Baromètre de l’Observ’ER 2022
L’hydraulique en chiffres (France)
Puissance hydraulique installée et production
Fin 2021, la France possédait un parc hydraulique d’une capacité installée de 25 983 MW, soit 40% de la puissance électrique renouvelable installée. Cela en fait la première source d’énergie renouvelable pour la production d’électricité dans le mix énergétique français.
Notre pays compte aujourd’hui plus de 2 300 centrales hydroélectriques sur l’ensemble du territoire.
- l’Auvergne Rhône-Alpes
- L’Occitanie
- La Provence-Alpes-Côte d’Azur.
Source : Baromètre de l’Observ’ER 2022
En 2022, la filière hydraulique français a produit 49,6 TWh d’électricité, soit 11 % de la production nationale annuelle ! Entre 2021 et 2022 la production de la filière a enregistré une baisse exceptionnelle de sa production de -12 TWh. Une tendance inédite qui s’explique par des épisodes de sécheresse qui ont frappé toute l’Europe durant l’année. [1]
Évolution de la production d’électricité de la filière hydraulique, 1995 – 2022
Source : Bilan électrique Rte 2022
Émissions de CO2 d’un barrage hydraulique
Les centrales hydrauliques – et notamment les barrages – sont souvent décriés, notamment sur la question de la préservation de l’environnement. Pour ce qui est de la création de ces barrages, de leur emplacement et de leurs impacts sur les écosystèmes, il existe déjà de nombreux documents et études réalisés à ce sujet. Dans cet article, nous nous pencherons sur les impacts en termes d’émissions de CO2 rejetées.
Pour quantifier les émissions de CO2 générées par les moyens de production électriques, nous utilisons l’Analyse du Cycle de Vie (ACV). Cet outil permet de mesurer le CO2 émis sur l’ensemble du cycle de vie de l’installation en question : fabrication, installation, maintenance, démantèlement, recyclage, etc.
Il est donc temps de rétablir quelques vérités :
- ✅ Oui, l’hydraulique est source d’émissions de CO2 sur l’ensemble de son cycle de vie
- ❌ Non, il n’en émet pas lorsqu’il produit de l’électricité
Notons par ailleurs que sur l’ensemble de son cycle de vie, une centrale hydraulique émet des quantités de CO2 minimes en comparaison aux énergies fossiles. Voici le détail :
Source : ADEME [2]
Potentiel économique de l’hydraulique
📉 Coût des production de l’énergie hydraulique
Le coût de production de la filière hydraulique en France varie selon plusieurs facteurs : puissance installée, type de centrale, date de construction, contraintes géologiques, etc. Globalement, elle se chiffre entre 58 et 149€ le MWh pour les dernières installations et entre 33 et 102€ le MWh pour les sites rénovés.
La filière hydraulique française se démarque des autres filières renouvelables. Non seulement elle est mature, mais elle n’est aussi pas à l’abris de voir ses coûts de production grimper, notamment pour respecter des contraintes environnementales en évolution permanente.
💶 Chiffre d’affaires généré par la filière hydraulique en France
En 2021, la filière hydraulique française se chiffrait à plus de 3 milliards d’euros. Un chiffre stable, qui offre peu de perspectives d’évolution. Pourquoi ? la France a fortement misé sur le développement de son parc hydroélectrique il y a plusieurs années. Résultat : le potentiel de développement hydraulique a été exploité, le marché est mature et les possibilités d’accroissement s’amoindrissent.
Conséquence de ce constat : depuis 2017, la filière voit la fermeture de plusieurs sites de fabrication de turbines.
Source : Baromètre de l’Observ’ER 2022
💼 Hydraulique et emplois
En 2021, l’hydraulique français concentrait plus de 12 060 emplois directs. Un chiffre en baisse de 14% par rapport à 2020 (12 240 emplois). À noter que depuis 2012, le nombre d’emplois liés à la filière hydraulique se maintient entre 11 000 et 13 000.
Source : Baromètre de l’Observ’ER 2022
Si l’on zoome sur la répartition de ces emplois au sein de la filière, on note la forte part d’emplois liés à l’exploitation et à la maintenance des centrales. La part des emplois liés à la fabrication des équipements est quant à elle, bien plus restreinte. Une explication cohérente avec les éléments de marché que nous avons évoqués dans le paragraphe « Chiffre d’affaires« .
Source : Baromètre de l’Observ’ER 2022
Le potentiel de l’hydraulique
En conclusion, bien que l’hydroélectricité arrive à maturité en France, elle n’en demeure pas moins une énergie renouvelable stratégique. Ceci pour deux raisons :
- Les constructions hydrauliques demeurent le principal outil de stockage de l’électricité à grande échelle à ce jour. De ce fait, elles jouent un rôle majeur dans la transition énergétique de notre mix électrique ;
- Elles sont aussi un moyen de réponse flexible et rapidement actionnable en cas de pic de consommation électrique.
Notons enfin que d’autres moyens d’exploitation de l’énergie hydraulique sont envisageables. Certes, moins massifs, mais plus respectueux de l’environnement et encore peu développés :
- Le petit hydraulique, des unités de 0,1 à 10 MW, qui utilisent les courants naturels des rivières grâce à de simples roues pour produire de l’énergie ;
- Les énergies marines, imaginées sous diverses formes, exploitant l’énergie des marées ou des vagues (houlomotrice).
Source : Connaissance des énergies
La France a une longueur d’avance dans le secteur hydroélectrique. À nous de nous donner les moyens pour rester compétitifs et innovants !
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☀️ Le solaire
🍂 La biomasse
Sources :
Pour tout l’article : L’Observ’ER ; « Baromètre 2022 des énergies renouvelables en France »
[1] Bilan électrique Rte 2022
[2] ADEME ; Emissions de CO2 des moyens de production électriques
Photo by Nusa Urbancek ; Anthony Da Cruz
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