L’énergie hydraulique est produite dans des centrales hydroélectriques grâce à la force de l’eau. Cette force peut dépendre de la hauteur d’une chute d’eau ou du débit des fleuves et des rivières. Ces chutes d’eau, lacs, rivières sont approvisionnés en eau grâce au soleil qui évapore l’eau des océans et de la Terre qui est ensuite transformé en pluie.
Les centrales hydrauliques sont composées de 3 parties :
Un barrage (qui sert à retenir l’eau)
Une centrale (qui génère l’électricité)
Des lignes électriques (qui vont transporter l’énergie électrique)
Comment ça marche ?
Le barrage retient l’écoulement naturel de l’eau, ce qui a pour conséquence qu’elle s’accumule. Quand une grande quantité d’eau a été stockée, des vannes sont ouvertes de façon à ce que l’eau passe dans des tuyaux métalliques qui vont ensuite la guider vers la centrale hydraulique. À la sortie des tuyaux, la force de l’eau fait tourner une turbine qui entraîne un alternateur avec elle (tout comme pour les éoliennes ou les panneaux solaires photovoltaïques) qui produit un courant électrique alternatif. Un transformateur va ensuite élever la tension de ce courant à 225 000 ou 400 000 V pour pouvoir circuler plus facilement dans le réseau.
L’eau turbinée qui a perdu sa puissance est évacuée dans le lit naturel de la rivière par un canal de fuite, de plus, une partie de l’eau retenue par le barrage doit elle aussi rejoindre la rivière pour préserver l’écosystème.
La majorité des centrales sont automatisées et peuvent se mettre en marche d’elles même pour répondre au pic de consommation.
Il existe trois grands types d’installation hydroélectrique :
Les centrales de haute chutes (en montagne, elles bénéficient de dénivelés importants entre le barrage en hauteur et l’usine en contrebas, dans ce cas, le débit est assez faible mais la hauteur de chute est très importante, pour une hauteurs de 1000 m, l’eau peut jaillir à une vitesse de 140 m/s)
Les centrales de moyenne chutes (le barrage s’élève généralement à quelques dizaines de mètres, le débit est moyen et les chutes d’eau assez fortes)
Les centrales de faible chutes ou au fil de l’eau (elles ont un débit très élevé mais une très faible pente, des écluses permettent de ne pas interrompre les activités fluviales)
Il existe également des PCH (Petites Centrales Hydrauliques) qui constituent quand même 12% de l’énergie hydraulique en France et ⅔ de cette production provient des PCH de la SNCF
Il existe différents types d’installations hydrauliques donc, mais ces installations peuvent également disposer de différents types de barrages :
Le barrage-poids (fait de béton ou de pierre, c’est le plus lourd des types de barrage, il est incliné par rapport à la vallée et est vertical par rapport à la revenue d’eau, il oppose toute sa masse à la retenue d’eau)
Source : EDF
Le barrage-voûte (en béton, il est de forme courbe et reporte donc ainsi la pression de l’eau vers les rives, il peut être soutenu par des contreforts, il est incliné par rapport à la retenue d’eau et vertical par rapport à la vallée)
Source : EDF
Le barrage à contreforts (en béton, il dispose de contreforts triangulaires en béton qui lui permettent de reporter la pression de l’eau vers le sol, il est très léger car la majorité de son poids provient des contreforts)
Source : EDF
Quelques données supplémentaires
En France, l’hydroélectricité est exploitée depuis la fin du 19ème siècle, c’est la plus ancienne des énergies renouvelables produites en France et c’est également la première énergie renouvelable car elle représente plus de la moitié de la production d’énergie renouvelable française avec une production de 67,5 TWh en 2014.
