Tout Savoir sur l’hydroélectricité !

Les centrales hydroélectriques sont des technologies que vous avez peu de chances de voir tous les jours. Ils sont situés à l’extérieur de la ville, généralement près des rivières ou d’autres grands plans d’eau. Vous ne vous rendez donc peut-être pas compte de l’importance du rôle et du caractère crucial de l’hydroélectricité dans le processus de décarbonisation. Comment fonctionnent les centrales hydroélectriques ? Quels sont leurs types et où le potentiel de l’eau est-il le plus fortement exploité ? Nous en parlons dans l’article.

Centrales hydroélectriques : les plus grandes du monde

L’eau est un élément extrêmement puissant. Bien que les centrales hydroélectriques ne fassent pas autant parler d’elles que les centrales solaires et ne soient pas aussi spectaculaires que les centrales éoliennes, il convient de souligner qu’elles produisent la plus grande quantité d’énergie. Ce sont également les projets les plus avancés sur le plan technique. La majorité des dix premières centrales électriques du monde sont des centrales hydroélectriques. Pour illustrer l’ampleur de ces investissements, il convient de mentionner le plus impressionnant d’entre eux : le barrage des Trois Gorges sur le fleuve Yangtze en Chine. Cette centrale, la plus grande du monde, a une capacité de 22,5 GW, mesure 181 mètres de haut, 2,5 kilomètres de long et 115 mètres de large à sa base. Le barrage produit 87 TWh d’électricité par an, ce qui représente environ la moitié de la consommation de l’ensemble de la Pologne sur une telle période (la consommation nationale d’électricité en 2019 était de 169,4 TWh). La construction du barrage des Trois Gorges a été une entreprise d’une telle ampleur qu’elle a entraîné de nombreux changements – au sein de la société, du climat et de la planète elle-même.

Plus de 17% des besoins en électricité dans le monde sont déjà couverts par l’hydroélectricité. La majeure partie est utilisée dans la Chine susmentionnée, ainsi qu’en Inde, au Brésil et aux États-Unis. En ce qui concerne l’Europe, l’hydroélectricité gagne en popularité dans les pays scandinaves.

En Pologne, les ressources en eau sont également utilisées pour produire de l’énergie. 11 % de la part de la capacité installée des sources d’énergie renouvelables sont celles provenant des réservoirs d’eau (données de 2019). Cela fait de l’eau la troisième source d’énergie alternative la plus populaire dans notre pays. La centrale la plus connue est celle de Solina, tandis que la plus grande est située en Poméranie, à Żarnowiec, et a une capacité d’environ 800 MW. La plupart des centrales à accumulation par pompage sont construites en Pologne (à Solina et à ¯arnowiec).

Comment fonctionne l’hydroélectricité ?

Le fonctionnement des centrales hydroélectriques dépend de leur type. Cependant, en règle générale, elle est basée sur l’utilisation de l’énergie cinétique de l’eau qui coule. Le principe de fonctionnement des centrales hydroélectriques est simple et consiste à retenir l’eau au moyen de différents types de barrages. L’eau retenue trouve alors une sortie sous forme de tuyaux et s’écoule à grande vitesse vers la turbine, faisant tourner ses pales. L’énergie cinétique est ainsi convertie en énergie mécanique. Elle est ensuite transférée à un générateur, qui la transforme en énergie électrique. L’élément suivant et le dernier de l’ensemble du processus de production d’électricité dans une centrale hydroélectrique est le transfert de l’électricité produite vers le réseau électrique.

Il existe plusieurs types de centrales hydroélectriques. Ils sont divisés non seulement par la technologie utilisée pour produire de l’énergie, mais aussi par la source, parfois il s’agit d’une rivière qui coule, parfois d’un barrage artificiel, et parfois des vagues de la mer. L’hydroélectricité est donc divisée en :

• les centrales au fil de l’eau – qui utilisent l’énergie des rivières en mouvement, plus efficaces dans les zones où il y a un gradient naturel d’eau ;
• les barrages/centrales de régulation – fonctionnent en construisant de hauts barrages pour retenir l’eau, construits autour de lacs ou de réservoirs artificiels ;
• les centrales à accumulation par pompage – permettent d’adapter la production d’énergie à la demande du moment – lorsque la demande est faible, l’eau est pompée dans un réservoir (lac naturel ou artificiel) placé en hauteur ; lorsque la demande d’énergie augmente, l’eau est libérée et son énergie produit de l’électricité ;
• les centrales marémotrices – qui utilisent l’énergie des courants marins et des marées, ainsi que les variations régulières du niveau d’eau des mers et des océans ; il s’agit de la forme de production d’électricité la moins utilisée à ce jour, principalement en raison des coûts d’infrastructure élevés.

L’hydroélectricité : avantages et bénéfices

Quels sont les avantages de l’hydroélectricité ? Tout d’abord, elle est naturelle et renouvelable. L’utilisation de l’hydroélectricité ne génère aucune substance nocive dans l’atmosphère. Par conséquent, si vous augmentez sa part dans le volume global d’énergie utilisée, vous réduisez également les émissions de CO². Le barrage chinois des Trois Gorges serait capable de réduire les émissions de gaz à effet de serre de 100 millions de tonnes par an.

L’eau est également une source d’énergie assez stable. Par rapport à des « ressources » telles que l’énergie éolienne ou solaire, il est beaucoup plus facile de prévoir ou d’estimer la puissance qui peut être produite par une centrale hydroélectrique. La puissance elle-même, qui est extrêmement importante, est également élevée et les installations sont très efficaces.

La construction de centrales hydroélectriques a également des effets qui ne sont pas directement liés à la production d’énergie elle-même. En créant des systèmes de barrages et en régulant le cours des rivières, les barrages ont, dans de nombreux cas, un impact positif sur l’équilibre hydrologique d’un pays ou d’une région. Pour revenir à l’exemple de la plus grande centrale électrique du monde, à savoir le barrage des Trois Gorges, sa construction a contribué à l’amélioration de l’écosystème local et des conditions de navigation sur le fleuve Yangtze et, peut-être plus important encore, à une réduction significative du nombre d’inondations dans la région.

L’hydroélectricité :  inconvénients et effets négatifs

Modification de l’axe de rotation de la Terre par l’accumulation d’eau au barrage et déplacement du pôle géographique de 2 cm – ces changements, bien que faibles, montrent que les activités humaines dans le domaine de l’hydroélectricité ne sont pas sans conséquences. Ce sont toutes des conséquences de la construction du plus grand barrage du monde. L’interférence avec la planète et l’environnement est difficile à évaluer avec du recul, mais on peut supposer que ces changements, n’étant pas naturels, peuvent en entraîner d’autres.

La construction de centrales hydroélectriques implique également des changements dans le paysage et le terrain, le déplacement de personnes à proximité de l’investissement, le bruit accompagnant le fonctionnement des turbines et les changements dans les niveaux d’eau qui peuvent générer des glissements de terrain. Les petites centrales hydroélectriques (jusqu’à 5 MW) constituent un cas particulièrement controversé. Par rapport à la quantité d’électricité produite et à leur taille, ils ont un impact disproportionné sur l’environnement et l’équilibre hydrologique de la zone.

Un autre effet négatif des centrales hydroélectriques est l’influence sur l’envasement des rivières, qui est très indésirable du point de vue des créatures vivant dans l’eau. Heureusement, les solutions technologiques actuelles permettent de limiter ce désavantage, par exemple en construisant des barrières et des passages spéciaux.

Le dernier inconvénient des centrales hydroélectriques est leur coût, malheureusement encore assez élevé en raison de l’ampleur de ce type d’entreprise. Les investissements s’accompagnent également de procédures bureaucratiques longues et compliquées.

Hydroélectricité :  application à petite échelle

Le concept de centrale hydroélectrique est associé à d’énormes installations, à des barrages de plusieurs dizaines de mètres de haut et à d’énormes quantités d’eau. Toutefois, l’utilisation de l’énergie hydraulique est également possible à plus petite échelle, sous la forme d’une petite ou même d’une microcentrale hydroélectrique. Une telle application peut même convenir à l’alimentation en électricité d’un seul foyer.

Les petites centrales fonctionnent sur le même principe que les grandes, sauf qu’elles nécessitent une plus petite chute d’eau. Toutefois, leur construction n’est pas aussi simple que celle des installations photovoltaïques, par exemple, car elle nécessite l’accomplissement d’un certain nombre de formalités, dont une seule consiste à soumettre le projet à l’évaluation des incidences sur l’environnement. L’obtention des permis et des documents nécessaires auprès de diverses institutions peut même prendre plusieurs mois. Mais au final, une petite centrale hydroélectrique vous permet de devenir indépendant des fournisseurs d’électricité et d’utiliser votre propre source d’énergie renouvelable. Est-il rentable de construire une microcentrale hydroélectrique ? Il est difficile de répondre à cette question de manière univoque, tout dépend de l’investisseur, de sa demande d’énergie, de la région et de la source à partir de laquelle on veut obtenir de l’énergie.

L’hydroélectricité : une source d’énergie renouvelable à potentiel

La taille et la puissance des centrales hydroélectriques en Chine, au Paraguay ou au Brésil montrent que l’eau en tant que source d’énergie renouvelable a un énorme potentiel pour modifier la répartition du pouvoir dans le volume mondial d’électricité produite. Il s’agit d’une ressource efficace et très efficiente, et le développement de la technologie permettra de limiter de plus en plus efficacement l’impact environnemental de la construction hydroélectrique. Afin d’augmenter les chances de succès du renforcement du rôle de l’hydroélectricité, il est crucial de réduire les coûts de son acquisition (construction de centrales hydroélectriques) – tant au niveau mondial que local. Il est également important de développer des technologies permettant de produire de l’électricité à partir de la puissance des courants marins et des marées. L’hydroélectricité a du potentiel – nous devons simplement le traduire en actions appropriées.

Le monde des énergies renouvelables vous intéresse ? Alors lisez ces articles !