Comment l’énergie hydraulique est-elle produite ?

Par
Dina Hayan
Le
09
September
2022
, le
26
May
2021
Temps de lecture :
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min.
Comment l’énergie hydraulique est-elle produite ?

Source d’énergie propre et renouvelable, l’énergie hydraulique est considérée comme une solution essentielle dans la réalisation de la transition énergétique. Pour savoir comment elle fonctionne, lisez notre article ! 

Comment fonctionne l’énergie hydraulique ?

L’énergie hydraulique est une énergie produite par le déplacement naturel ou artificiel d’un volume d’eau. En effet, lorsque l’eau se déplace, elle entraîne un transfert de masse qui génère une certaine quantité d’énergie mécanique. Celle-ci peut ensuite être convertie en électricité verte. Plus le volume ou la vitesse de l’eau déplacée est important, plus la quantité d’énergie produite est élevée. 

fonctionnement de l'énergie hydraulique

Comment l’énergie hydraulique se transforme-t-elle en énergie électrique ?

Comme expliqué ci-dessus, la production d’électricité à partir d’une source d’énergie hydraulique repose sur l’exploitation de la vitesse ou de la masse d’un volume d’eau en déplacement.

  • Le cas le plus classique consiste à utiliser une zone où l’eau change rapidement d’altitude, que ce soit de façon naturelle (autour d’une cascade) ou artificielle (autour d’un barrage construit par l’humain). 
  • La puissance générée par la chute rapide de l’eau est en effet capable d’activer la rotation d’une turbine.
  • Celle-ci est reliée à un dispositif appelé alternateur qui transforme l’énergie mécanique produite par la rotation de la turbine en énergie électrique.
  • Pour finir, ce courant électrique est acheminé vers un transformateur qui augmente sa tension afin de la rendre utilisable dans les réseaux de distribution d’électricité. 
transformation de l'énergie hydraulique en énergie électrique

Qui a créé l’énergie hydraulique ?

Les humains utilisent la puissance de l’eau depuis plusieurs millénaires. Le premier moulin à eau connu a en effet été construit en l’an 18 avant JC ! L’idée d’utiliser cette puissance pour produire de l’électricité date quant à elle de 1882. Son auteur est un ingénieur français appelé Aristide Bergès

L’énergie hydroélectrique est d’ailleurs le plus ancien système connu de production d’électricité à partir de sources renouvelables. Les autres technologies (éolien, solaire, biomasse) ont été mises au point plus tard, au cours du XXe siècle. 

Comment l’énergie hydraulique est-elle stockée ?

Lorsque l’on souhaite produire de l’électricité à partir d’énergie hydraulique, il faut gérer la problématique du stockage de l’eau et de la régulation de son débit. Une eau dont le déplacement est variable ou aléatoire ne permet pas de produire d’électricité de façon régulière. 

L’une des techniques pour répondre à cette problématique consiste à construire un barrage hydroélectrique. En effet, ces structures permettent de stocker l’eau sous forme de réservoir (ou de lac artificiel) et de réguler son débit au moyen de vannes. 

Qu’est-ce qu’une STEP et comment fonctionne-t-elle ?

Une STEP (ou Station de Transfert d’Energie par Pompage) est une installation hydroélectrique qui permet de stocker l’électricité. 

Elle est composée de deux bassins naturels ou artificiels dont l’un est situé plus en altitude que l’autre. Ces deux bassins communiquent entre eux : le plus élevé peut s’écouler dans le plus bas en utilisant la gravité, et le plus bas peut venir remplir le plus élevé grâce à des pompes. 

Le fonctionnement de ces installations se déroule en deux temps : 

  • Lorsque la demande d’électricité est importante (heures pleines), le bassin le plus élevé s’écoule dans le plus bas. Cela active une turbine qui produit de l’électricité, comme dans une centrale hydroélectrique simple. 
  • Lorsque la demande d’électricité est plus réduite (heures creuses), les pompes sont activées pour faire remonter l’eau du bassin bas vers le bassin eau. Ainsi, celui-ci est à nouveau plein et prêt à servir en heures pleines. 

L’activation des pompes consomme de l’énergie, ce qui réduit la production nette d’électricité des STEP. On les considère donc plutôt comme des dispositifs de régulation de l’offre d’électricité (grâce à leur capacité à intervenir en heures pleines) que comme de pures productrices d'électricité. 

Le développement de l’énergie hydraulique en France

La France est l’un des pays où la production d’électricité à partir d’énergie hydraulique est la plus développée. En effet, l’hydroélectricité est la deuxième source de production électrique dans notre pays, juste après l’électricité d’origine nucléaire. En outre, elle constitue notre première source d’électricité renouvelable. 

<div class="textbox">Voici quelques données chiffrées… pour les amateurs :</br>• La France peut produire 25,7 GW gigawatts d'hydroélectricité, ce qui en fait le deuxième parc hydroélectrique européen. La palme européenne revient à la Norvège.</br>• Cela représente 18,5% de la puissance installée, soit, de la puissance électrique totale que peut produire la France. Le nucléaire est donc encore largement en tête avec 44,1% de la puissance installée totale en 2021.</br>• L'hydroélectricité représente, en outre, 72% de l’énergie renouvelable produite dans l’Hexagone.</br>• La France compte plus de 447 barrages.</div>

Parmi les plus grands barrages de France, nous pouvons citer le Barrage de Serre-Ponçon détenu par EDF, le Barrage de l’Aigle, long de 289 mètres, ou encore le Barrage de Tignes, le plus haut de France avec ses 160 mètres de hauteur au-dessus du sol.

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