Face aux effets de la production et à la consommation d'énergies fossiles et fissiles sur l'environnement, la transition énergétique est sur toutes les lèvres. Les énergies productibles à partir de phénomènes naturels sont désignées comme les alternatives parfaites au pétrole, au charbon et au nucléaire.
Générée grâce aux mouvements de l'eau, l'énergie hydraulique est l'une des plus exploitées parmi les sources d’énergies renouvelables. Elle est toutefois encore derrière l'énergie nucléaire en termes de productivité.
La plupart du temps, la difficulté de généraliser la fourniture d'énergies renouvelables est justifiée par les variations régulières des conditions météorologiques. L'intermittence de cette énergie est souvent relevée. SirEnergies vous montre si l'énergie hydraulique est concernée.
Énergie intermittente : de quoi s'agit-il ?
Pour juger de l'intermittence de l'énergie hydraulique, entendons-nous d'abord sur la définition d'une énergie intermittente. Cette dernière est celle dont la production est difficile à contrôler. Une telle énergie n'est souvent pas disponible en quantité suffisante à plein temps. Elle est caractérisée par des variations de production dues à l'évolution du climat ou à des phénomènes naturels.
L'expression « énergie intermittente » est collée a priori aux énergies renouvelables parce que ces dernières dépendent d'éléments naturels hors de contrôle. L'idéal est d'évaluer l'intermittence des énergies au cas par cas d'autant plus qu'elles ne proviennent pas des mêmes sources.
Pour ce qui est de l'énergie hydraulique ou marémotrice, elle est rendue disponible grâce à des techniques spécifiques. Elle est injectée depuis plusieurs décennies dans les réseaux électriques en France et un peu partout dans le monde. Sa production s'améliore à mesure que les solutions de stockage se découvrent.
La possibilité de maîtriser la production de l'énergie hydraulique
L'énergie hydraulique peut être considérée, de prime abord, comme une énergie intermittente. Elle cesse de l'être dès qu'il est possible de contrôler l'eau. C'est justement le cas puisque le stockage de l'eau en vue de produire de l'énergie est une réalité.
À cette fin, un réservoir est créé pour contenir de l'eau qui, ici, est une énergie potentielle. À partir d'une turbine, des mouvements et des débits à partir d'une turbine sont ensuite créés. L'énergie potentielle est alors transformée en énergie électrique.
La possibilité de contrôler l'eau montre que la production d'énergie hydraulique peut être totalement maîtrisée. Les variations de production peuvent ainsi être évitées. Des équipements de pompage, associés aux infrastructures d'hydroélectrique, permettent aussi de gérer des excédents énergétiques provenant de parcs éoliens offshores.
Ce surplus d'énergie éolienne sera transformé en énergie potentielle puis stockée au sein du système de production hydraulique. Le mode de stockage de l'énergie hydroélectrique dépend de l'aménagement.
Les aménagements hydrauliques et les modes de stockage
À ce jour, il existe trois aménagements ou centrales hydrauliques.
L'aménagement hydraulique de lac
L'aménagement hydraulique dit « de lac » profiter d'un réservoir qui permet de réguler le débit d'un cours d'eau pendant une certaine période (saison ou année). Lorsque le réservoir est assez grand, cela peut servir à contrôler le débit de l'eau sur plusieurs années.
Le réservoir est relié à la centrale hydraulique via des tunnels, des conduites, des galeries, etc. Le but est d'avoir de considérables hauteurs de chute d'eau. Même lorsque le débit n'est pas très haut, les puissances produites peuvent ainsi être assez élevées sur une courte période. Dans une région montagneuse, un plan d'eau naturel peut servir de réservoir.
L'aménagement hydraulique au fil de l'eau
Cet aménagement hydraulique se met en place sur un cours d'eau et ne dispose pas d'un réservoir. L'infrastructure exploite le débit naturel de la rivière. La capacité de stockage d'énergie de ce type de centrale hydraulique est très restreinte.
En exemple, lorsque le débit du cours d'eau est moyen, l'énergie n'est stockée que pendant deux heures environ. Il est néanmoins possible de mettre en place une chaîne de centrales hydroélectriques au fil de l'eau pour gérer au mieux le stockage de l'énergie potentielle.
L'aménagement hydraulique de pompage turbinage
Le plus souvent appelé « station de transfert d'énergie par pompage » (STEP), l'aménagement hydraulique de pompage turbinage est composé de deux retenues d'eau, l'une en amont et l'autre en aval. Pour produire de l'énergie, l'eau est transférée du réservoir de niveau supérieur vers celui de niveau inférieur grâce à des turbines. Cette opération se fait quand la demande en énergie est forte. Par contre, l'eau est pompée du réservoir bas vers le haut pour mettre à profit le surplus d'énergie quand la demande est faible.
L'apport de l'hydraulique à la production d'énergie en France
L'hydraulique est la deuxième source utilisée dans l'Hexagone pour produire de l'électricité, après le nucléaire. Selon EDF, environ 2 300 aménagements hydroélectriques sont disponibles en France métropolitaine. La capacité installée est de 25,5 gigawatts (GW).
La production d'énergie marémotrice se concentre dans quatre régions, à savoir Auvergne-Rhône-Alpes, Occitanie, Grand Est et Provence-Alpes-Côte d'Azur. D'après le gestionnaire de réseau de transport d'électricité (RTE), en 2019, l'énergie électrique a représenté 10,3 % de l'électricité produite sur le territoire, avec 55,5 TWh.
L'énergie hydraulique est donc loin d'être intermittente. Sa production est maîtrisée. Il ne reste qu'à multiplier les centrales et à les rendre plus performantes pour faire de l'énergie hydraulique, une véritable concurrente de l'énergie nucléaire.
