Hydroélectricité, vraiment l’énergie renouvelable de demain ?
Une source d'anergie qui pose question
L’hydroélectricité est aujourd’hui l’énergie renouvelable la plus utilisée au monde et la deuxième source d’électricité en France. Mais peut-elle être celle de demain ?
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Hydroélectricité : définition
Utiliser la force de l’eau ne date pas d’hier : en témoignent les pionnières roues à aubes d’Hama en Syrie, l’énergie mécanique de l’eau supplanta la seule force de l’Homme et de l’animal. Une innovation majeure qui se répandit dans tout l’Occident du Moyen-Age (100 000 moulins en France au XIIe siècle).
Ainsi jusqu’au début du XIXe siècle, le moulin à aubes ne servit-il pas seulement à moudre le blé pour la farine. L’énergie mécanique de l’eau fut l’outil de l’artisanat et de l’industrie : scieries, taille de pierres, fabrication de pâtes à papier, etc.
Puis dans les années 1900, la turbine Pelton (du nom de son inventeur, Lester Allan Pelton) fit tomber la roue à aube en désuétude. Avec l’avènement de l’électricité, l’énergie hydroélectrique était née. Une énergie historique, qui a singulièrement sa place dans la transition énergétique.
Comment fonctionne l’énergie hydroélectrique ?
On distingue trois grands types de centrales hydroélectriques, selon l’existence ou non d’un réservoir et de la durée de remplissage de celui-ci, en fonction de la situation géographique (type de cours d’eau, hauteur de la chute et situation par rapport à l’usine de production électrique).
Les centrales hydroélectriques « au fil de l’eau »
Les centrales hydroélectriques « au fil de l’eau », fonctionnent sans retenue d’eau. Implantées sur le cours de grands fleuves ou de grandes rivières (le Rhône, le Rhin) au débit élevé, mais au dénivelé faible (moins de30 mètres). Elles produisent de l’électricité en temps réel.
En France, 90 % des 2 400 centrales hydroélectriques sont installées « au fil de l’eau », représentant 30% de la puissance hydroélectrique française (environ 30 TWh par an).
Les centrales hydroélectriques « de lac » ou de haute chute
Installées dans les sites de haute montagne, les centrales hydroélectriques « de lac » ou de haute chute se caractérisent par un débit faible et un dénivelé très fort. En amont de la chute d’eau, un barrage de retenue stocke celle-ci (torrents, fonte des neiges) : en cas de besoin, la centrale peut fonctionner à pleine puissance en une dizaine de minutes.
On distingue les centrales de lac « à éclusées », situées en moyenne montagne, avec un réservoir de retenue de 2 à 400 heures de production, des « centrales de lac de haute montagne », dont la chute est supérieure à 300 mètres.
En France, la plus haute chute est est celle de Portillon en Haute-Garonne (1 420 m). Le réservoir le plus important est le lac artificiel en amont de la centrale de Serre-Ponçon : c’est le deuxième lac artificiel d’Europe, avec 1 272 millions de m3 d’eau.
Les centrales hydroélectriques STEP
En 2019, EDF a inauguré la nouvelle centrale hydroélectrique de La Coche, Grand-Aigueblanche, près de Moûtiers (Savoie) avec une production annuelle d’électricité de 650 GWh (la consommation de 270 000 habitants).
Il s’agit désormais de la centrale hydroélectrique la plus puissante de France. Le principe STEP, pour « station de transfert d’énergie par pompage », est de récupérer en aval l’eau des bassins versants de la Tarentaise, pour la faire remonter via des canalisations, en altitude.
L’intérêt est double : l’eau est aujourd’hui la seule énergie renouvelable efficacement stockable. Quant à la quantité d’eau nécessaire pour alimenter l’amont, elle est flexible au regard de ce stockage. En somme, une centrale hydroélectrique STEP fonctionne comme une batterie.
Les principaux producteurs d’hydroélectricité dans le monde
Au monde, les principaux producteurs d’hydroélectricité sont respectivement la Chine (près d’un tiers de la production mondiale, avec une puissance installée de 352 GW), le Brésil (9,95 %), le Canada (9,1 %) et les États-Unis (6,95 %).
Le Canada
Au Canada, les premières centrales hydroélectriques ont été construites dès 1902 sur les chutes au Niagara. Aujourd’hui, les principales installations se situent au Québec (97% de l’électricité qui y est consommée), en Colombie Britannique, en Ontario, dans le Manitoba et à Terre-Neuve.
Du point de vue intrinsèquement économique, l’hydroélectricité permet aux canadiens d’avoir une électricité à un coût inférieur à celui des États-Unis et de l’Europe. Au regard du potentiel géographique canadien, un tiers seulement des possibilités sont exploitées.
En Europe
En Europe, l’hydroélectricité est la source d’électricité quasi-exclusive de la Norvège (95,6%) et représente près de la moitié de celle de la Suède (46,6%). Mais en terme de puissance, la Norvège et la France en sont les deux premiers pays producteurs, avec une puissance installée respectivement de de 32,3 GW et 25,5 GW.
Hydroélectricité en France
En France, l’hydroélectricité est la première source d’électricité renouvelable et la deuxième source d’électricité française (10%).
Les trois plus grandes régions hydroélectriques sont :
- la région Auvergne-Rhône-Alpes, qui concentre plus de 45% de la puissance installée (11 614 MW),
- la région Occitanie avec 21 % de la puissance installée (5 388 MW)
- et la région Provence-Alpes Côte d’Azur avec 12% de la puissance installée (3 255 MW).
Hydroélectricité et Union européenne
EDF a investi 150 millions d’euros pour la mise en route de la centrale hydroélectrique de La Coche, et 500 millions d’euros pour Romanche Gavet (Isère). Seulement voilà, l’Europe reproche à EDF d’abus de position dominante, les barrages hydroélectriques, propriétés de l’État, étant concédés pour 80% à EDF, qui ne veut pas avoir investi à perte dans cette énergie renouvelable.
Les candidats à la reprise pourraient être le groupe français Direct Énergie (Total), mais le suédois Vattenfall ou le canadien Hydro-Québec. Or, bien des concessions arrivent à échéance. En outre, en matière de renouvelable, la France n’est pas le Québec, son potentiel hydroélectrique français est largement exploité.
La directive « eau »
La Directive européenne sur l’eau (directive-cadre sur l’eau ou DCE – 2000/60/CE) a impliqué un nouveau classement des cours d’eau : 30% se retrouvent en « liste 1 » (à enjeu majeur, avec interdiction de tout nouvel obstacle à la continuité écologique et obligation de la restauration écologique lors de travaux de restauration) et 11% en « liste 2 » (obligation de résultat en matière de circulation des poissons migrateurs et de transport suffisant des sédiments.)
Quels sont les inconvénients de l’hydroélectricité ?
Il y a dix ans à l’époque du Grenelle de l’Environnement, lors de la signature de la « Convention d’engagements pour le développement d’une hydroélectricité durable », les impacts de l’hydroélectricité avaient été inventoriés :
- érosion des fleuves et du littoral, due à la rétention des sédiments par les réservoirs,
- et impact sur les poissons migrateurs : en l’occurrence, l’anguille européenne, menacée d’extinction, et le saumon de l’Atlantique.
Ainsi en Haute-Loire, le barrage restauré de Poutès sur l’Allier, aura désormais ses vannes ouvertes trois mois par an, à l’époque où les saumons adultes viennent frayer et où les juvéniles descendent ensuite le cours de la rivière.
L’impact humain
En Chine, il est peu dire que le barrage des Trois Gorges sur le Yangsé a impacté la vie des 20 millions de personnes qui vivaient en amont et des 300 millions de celles qui habitaient en aval : l’inondation des terres de ces agriculteurs pour la plupart, a conduit à leur déplacement… sans toujours retrouver de terre.
Sur la faune et la flore
L’un des pires exemples est le barrage de Belo Monte au Brésil, qui ne s’est pas embarrassé de la forêt amazonienne, de ses espèces végétales pionnières… et des populations y vivant, pour inonder et faire pourrir plus de 500 km2 de forêts en Amazonie. Le tout pour un résultat aberrant, le barrage impliquant la construction de nombreux autres en amont, précisément pour juguler les inondations causées par le barrage.
Les métaux lourds
Le mercure est l’un des métaux lourds qui s’accumule dans les sédiments des lacs de barrage : or, la moindre teneur en oxygène du fond de ces lacs favorise la “méthylation” du mercure par des bactéries. Ce méthylmercure est facilement bioaccumulable.
Ce phénomène est vrai partout… en Guyane, il se cumule avec l’orpaillage à l’aide de mercure, pour polluer les eaux et l’ensemble de la chaîne alimentaire.
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