Tout ce que vous devez savoir sur l’énergie hydraulique

par | Fév 8, 2019 | Electricité Verte, Tout savoir sur les EnR

Mise à jour le 08 mars 2022

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

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…

exemple d'une roue à aubes, ancêtre du barrage hydraulique

Exemple d’une roue à aubes

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.

Fonctionnement barrage hydraulique

Source : Baromètre de l’Observ’ER

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.

stockage de l'énergie hydraulique grâce à la step

Source : Baromètre de l’Observ’ER

L’hydraulique en chiffres (France)

Puissance hydraulique installée et production

En 2021, la France possédait un parc hydraulique d’une capacité installée de 25 984 MW, soit 42% 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.

capacité hydraulique installée en france

Source : Baromètre de l’Observ’ER

En 2021, la filière hydraulique français a produit 62,2 TWh d’électricité, soit 13,5 % de la consommation nationale annuelle ! Des chiffres qui demeurent stables depuis 3 ans.

Production hydraulique en france

Source : Baromètre de l’Observ’ER

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 :

émissions de CO2 selon les filières : éolienne hydraulique solaire biomasse nucléaire fossile

Source : ADEME [1]

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 2020, 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.

potentiel économique de l'hydraulique français

Source : Baromètre de l’Observ’ER

💼 Hydraulique et emplois

En 2020, l’hydraulique français concentrait plus de 12 240 emplois directs. Un chiffre en baisse de 2% par rapport à 2019 (12 520 emplois). A noter que depuis 2012, le nombre d’emplois liés à la filière hydraulique se maintient entre 11 000 et 13 000.

emplois liés à l'hydraulique en france

Source : Baromètre de l’Observ’ER

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« .

répartition des emplois de l'hydraulique françaislégende répartition des emplois de la filière hydraulique française

Source : Baromètre de l’Observ’ER

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).

des technologies hydrauliques qui exploitent la force des vagues

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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Sources :
Pour tout l’article : L’Observ’ER ; « Baromètre 2021 des énergies renouvelables en France »
[1] ADEME ; Emissions de CO2 des moyens de production électriques

Photo by Nusa Urbancek ; Anthony Da Cruz

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