énergie hydraulique

Energie hydraulique : définition, installations, production etc

Les politiques nationales et européennes mettent de plus en plus en avant l’utilisation des différentes énergies renouvelables. Revenons ensemble sur l’énergie hydraulique et ses caractéristiques.

Qu'est-ce que l'énergie hydraulique ?

L’énergie hydraulique est l’énergie produite à partir de la force de l’eau en mouvement, généralement à travers des turbines ou des roues hydrauliques. Cette énergie peut être produite à partir de l’eau tombant d’une hauteur (comme dans le cas d’un barrage), du courant d’un fleuve ou d’un ruisseau, ou encore de la marée. 

L’énergie hydraulique est considérée comme une source d’énergie renouvelable car elle dépend du cycle de l’eau qui se régénère naturellement dans la nature. L’énergie hydraulique est utilisée pour produire de l’électricité dans les centrales hydroélectriques, qui représentent une part importante de la production d’électricité dans de nombreux pays.

Quels sont les avantages et inconvénients de l'énergie hydraulique ?

Il y a plusieurs avantages à l’utilisation de l’énergie hydraulique :

C'est une source d'énergie renouvelable

Comme mentionné précédemment, l’énergie hydraulique est renouvelable car elle dépend du cycle de l’eau, qui se régénère naturellement dans la nature. Contrairement aux combustibles fossiles, l’énergie hydraulique n’est donc pas épuisable.

Les coûts d'exploitation sont faibles

Les coûts d’exploitation d’une centrale hydroélectrique sont relativement faibles une fois que les infrastructures ont été construites. Les coûts de maintenance et de réparation sont également relativement faibles en comparaison à d’autres sources d’énergie.

Elle permet une production électrique fiable

De manière générale, l’énergie hydraulique peut être produite de manière fiable et constante, contrairement aux énergies éoliennes et solaires, qui dépendent encore davantage des conditions météorologiques. Les centrales hydroélectriques peuvent également être utilisées pour réguler le réseau électrique, fournissant ainsi une stabilité au système électrique.

Elle n'émet pas de gaz à effet de serre

Contrairement aux combustibles fossiles, l’énergie hydraulique dans sa forme naturelle ne produit pas de gaz à effet de serre, ce qui contribue à la réduction des émissions de CO2.

Il existe de multiples utilisations

L’eau utilisée pour produire de l’énergie hydraulique peut également être utilisée pour l’irrigation, la navigation, la pêche, le tourisme et d’autres activités économiques.

En revanche, la construction d’un barrage dans le cadre de la production de l’énergie hydraulique impacte fortement la faune et la flore. Il s’agit d’un obstacle qui empêche une navigation continue sur les cours d’eau. Il impacte également la migration des espèces aquatiques ainsi que le mouvement des sédiments

De plus, les impacts de plus en plus observables du réchauffement climatique risquent d’impacter chaque année un peu plus la production hydraulique. Les épisodes de sécheresse réduisent la production de certaines centrales, notamment celles placées sur les petits cours d’eau.

Quels sont les différents types de centrales hydrauliques ?

L’utilisation et la transformation de l’énergie hydraulique en électricité implique généralement la construction d’installations. Leur taille et leur mécanisme diffèrent en fonction de l’endroit où est construite l’installation : sur un cours d’eau, via un barrage, au niveau d’un océan etc.

Une centrale au fil de l’eau est une centrale hydroélectrique qui utilise le débit naturel d’un cours d’eau pour produire de l’électricité, sans recourir à la construction d’un barrage ou d’un réservoir artificiel. Contrairement aux centrales à barrage, qui stockent l’eau dans un réservoir pour la libérer à des moments spécifiques, les centrales au fil de l’eau utilisent l’eau qui s’écoule naturellement dans le cours d’eau pour produire de l’électricité en temps réel.

Le fonctionnement d’une centrale au fil de l’eau est assez simple. Elle utilise une turbine qui est placée dans le cours d’eau pour capter l’énergie cinétique de l’eau en mouvement. Cette turbine est reliée à un générateur électrique qui convertit l’énergie mécanique en électricité.

Les centrales au fil de l’eau ont plusieurs avantages par rapport aux centrales à barrage. Tout d’abord, elles sont généralement moins coûteuses à construire et à entretenir. De plus, elles ont un impact environnemental moindre, car elles n’impliquent pas la construction d’un barrage, qui peut entraîner la modification du paysage et l’affectation de la faune et de la flore locale. Les centrales au fil de l’eau peuvent également être utilisées sur des cours d’eau de petite taille ou dans des régions où la topographie ne permet pas la construction d’un barrage.

Cependant, les centrales au fil de l’eau ont une capacité de production limitée car elles dépendent du débit naturel du cours d’eau, qui peut varier en fonction des saisons et des conditions météorologiques. De plus, elles ne permettent pas de stocker l’énergie produite, ce qui les rend moins adaptées aux besoins en électricité de pointe.

Une centrale hydraulique éclusée est un type de centrale hydroélectrique qui utilise le mouvement de l’eau à travers des écluses pour produire de l’énergie électrique. Contrairement aux centrales hydroélectriques à barrage, les centrales hydrauliques éclusées régulent le débit d’eau à l’aide d’écluses et non pas grâce à des grandes réserves d’eau.

Le fonctionnement d’une centrale hydraulique éclusée est le suivant : l’eau est captée en amont de la centrale, puis elle est dirigée vers une série d’écluses. L’eau est ensuite libérée dans une turbine située en aval de l’écluse. Cette turbine transforme l’énergie hydraulique en énergie mécanique, qui est ensuite convertie en électricité par un générateur.

Les centrales hydrauliques éclusées sont généralement utilisées dans des rivières qui ont un fort débit et une grande différence de niveau. Elles sont souvent utilisées pour produire de l’énergie électrique à petite ou moyenne échelle, pour les besoins des populations locales ou des industries locales. Les centrales hydrauliques éclusées sont moins coûteuses à construire que les centrales hydroélectriques à barrage, mais leur capacité de production est généralement limitée.

Il est à noter que les centrales hydrauliques éclusées peuvent avoir des impacts environnementaux, notamment sur la faune et la flore locales, en perturbant les habitats aquatiques ou en modifiant le débit naturel de l’eau. Il est donc important d’évaluer soigneusement les impacts environnementaux potentiels avant de construire une centrale hydraulique éclusée.

Une centrale lac, également appelée centrale hydroélectrique à réservoir, est un type de centrale hydroélectrique qui utilise un réservoir d’eau artificiel comme moyen de stockage de l’énergie. Le fonctionnement d’une centrale lac est le suivant : l’eau est stockée dans un réservoir situé en amont de la centrale, créant ainsi une différence de hauteur entre le niveau de l’eau dans le réservoir et celui de la rivière en aval. Cette différence de hauteur est appelée « hauteur de chute ».

Lorsque l’eau est libérée du réservoir, elle est acheminée à travers une conduite forcée jusqu’à une turbine située en aval. La force de l’eau qui tombe est convertie en énergie mécanique par la turbine, qui fait tourner un générateur électrique pour produire de l’électricité. L’avantage de la centrale lac est que le stockage de l’eau dans le réservoir permet de réguler la production d’électricité en fonction de la demande, en libérant de l’eau lorsque la demande est élevée et en la stockant lorsque la demande est faible.

Les centrales lac peuvent être de grande taille et produire beaucoup d’électricité, mais leur construction peut être coûteuse et leur impact environnemental peut être important. La construction d’un réservoir nécessite souvent la déforestation d’une grande zone, la modification du cours d’eau, et peut avoir des impacts sur la faune et la flore locales. De plus, le stockage de l’eau peut affecter la qualité de l’eau et modifier le climat local. Il est donc important de considérer soigneusement les impacts environnementaux potentiels avant de construire une centrale lac.

STEP est l’acronyme de Station de Transfert d’Energie par Pompage. C’est un type de centrale hydroélectrique qui utilise deux réservoirs d’eau à des hauteurs différentes pour stocker de l’énergie. Le principe de fonctionnement est le suivant : lorsque la demande d’électricité est faible, l’eau est pompée depuis un réservoir situé en aval vers un réservoir situé en amont, à une hauteur supérieure. Lorsque la demande d’électricité est élevée, l’eau est relâchée depuis le réservoir en amont à travers une conduite forcée pour produire de l’électricité en faisant tourner une turbine.

Le stockage d’énergie sous forme d’eau permet de réguler la production d’électricité en fonction de la demande. Les STEP sont particulièrement utiles pour gérer les fluctuations de la production d’énergie à partir de sources renouvelables telles que l’énergie solaire et éolienne, qui sont souvent intermittentes.

Les avantages des STEP sont nombreux. Elles offrent une grande flexibilité et peuvent être démarrées et arrêtées rapidement en fonction de la demande, ce qui permet de répondre rapidement aux pics de consommation d’électricité. Elles peuvent également être utilisées pour stocker de l’énergie produite par des sources d’énergie renouvelables, ce qui contribue à la transition énergétique vers des sources d’énergie plus propres. Cependant, la construction d’une STEP peut être coûteuse, en raison notamment de la nécessité de construire deux réservoirs à des hauteurs différentes et d’une conduite forcée pour acheminer l’eau entre les deux réservoirs. De plus, la construction d’une STEP peut avoir un impact environnemental important, en raison notamment de la modification du cours d’eau et de l’impact sur les écosystèmes locaux.

Les centrales marémotrices utilisent l’énergie des marées et des courants marins pour produire de l’électricité. Elles sont généralement situées dans des endroits où l’amplitude des marées est élevée, créant ainsi une force importante qui peut être utilisée pour faire tourner les turbines.

Les microcentrales hydrauliques sont des centrales de petite taille, souvent utilisées pour fournir de l’électricité à des zones isolées ou éloignées du réseau électrique. Elles utilisent généralement un petit cours d’eau ou une petite cascade pour produire de l’électricité.

Chaque type de centrale hydraulique a ses avantages et ses inconvénients, en termes de coût, de capacité de production, d’impact environnemental, etc. Il est important de choisir le type de centrale hydraulique qui convient le mieux aux besoins de la région où elle sera construite.

Comment consommer de l'énergie hydraulique ?

La plupart de ces centrales sont ensuite reliées au réseau électrique national. Un consommateur souhaitant consommer de l’énergie hydraulique ne pourra le faire que par le biais des Garanties d’Origine. En effet, comme il n’est pas possible de connaitre la provenance de l’électricité qui sort de la prise, le seul moyen de mettre en avant la filière hydraulique et d’acheter des Garanties d’Origine provenant de cette même filière. L’argent ainsi échangé sera ensuite réinvesti dans les installations hydrauliques.

Une Garantie d’Origine (GO) est un document attestant de la provenance de l’énergie. Pour chaque MWh renouvelable produit, une Garantie est émise. Pour le consommateur qui achète des Garanties d’Origine, cela permet de prouver que pour chaque kWh consommé, l’équivalent est réinjecté dans le réseau sous forme renouvelable puisqu’il participe ainsi au développement de la filière.

Où acheter des Garanties d'Origine ?

Il est possible d’acheter des Garanties d’Origine directement sur le site magarantiedorigine.com. Vous pouvez y choisir le type d’énergie, le type d’installation ainsi que la localisation de la Garantie que vous souhaitez acheter. Il est tout à fait possible d’acheter des GO indépendamment de son contrat de gaz ou d’électricité. 

FAQ

L’énergie hydraulique est exploitée pour la production d’électricité depuis la fin du XIXème siècle en France. Avant cela, l’énergie hydraulique permettait de fournir de l’énergie mécanique par le biais des moulins à eau par exemple.

C’est l’ingénieur français Aristide Bergès qui a, pour la première fois, utilisé l’énergie hydraulique pour la production d’électricité. C’était à Grenoble en 1869.

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