Centrale hydroélectrique : fonctionnement et avantages

Comment fonctionne une centrale hydroélectrique ?

Une centrale hydroélectrique repose sur un principe simple : convertir l'énergie de l'eau en électricité. Le processus commence avec l'eau stockée dans un réservoir ou une rivière, qui est acheminée à grande vitesse vers une turbine. La force de l'eau met en mouvement la turbine, laquelle entraîne un générateur qui produit de l’électricité. Ce courant est ensuite injecté dans le réseau pour alimenter les foyers et les industries.

Les étapes du processus

• Accumulation : l’eau est retenue par un barrage ou collectée dans un cours naturel.
• Transformation : la chute de l’eau génère une énergie mécanique au niveau des turbines.
• Production : cette énergie mécanique est transformée en énergie électrique grâce à un générateur.
• Distribution : l’électricité produite est acheminée via les réseaux électriques.

Ce mécanisme repose sur une technologie robuste et fiable, qui évolue grâce aux innovations techniques.

Quels sont les différents  types de centrales hydroélectriques ?

Les trois principaux types

Les centrales hydroélectriques se déclinent en plusieurs catégories adaptées aux caractéristiques des sites et aux besoins énergétiques.

1. Centrales au fil de l’eau : elles exploitent directement le débit naturel des rivières, sans réservoir.
2. Centrales à réservoir : elles incluent des barrages pour stocker de grandes quantités d’eau et fournir une production modulable.
3. Centrales de pompage-turbinage : elles utilisent deux réservoirs pour stocker l’énergie et la produire lors des pics de demande.

Focus sur les minicentrales hydroélectriques

Les mini centrales hydroélectriques, avec une capacité inférieure à 10 MW, permettent une production locale et écologique. Elles s’installent souvent sur de petits cours d’eau, favorisant un impact environnemental limité tout en diversifiant les sources d’énergie renouvelable.

Hydroélectricité en France : les chiffres clés

En 2023, les infrastructures locales, installées en régions Auvergne-Rhône-Alpes, Occitanie et Provence-Alpes Côte d’Azur produisaient 54,8 TWh (térawatt-heure). En France, l'hydroélectricité représente environ 12,5 % de la production totale d’électricité. Ce chiffre illustre son rôle stratégique dans la transition énergétique. Les centrales se concentrent principalement dans les régions montagneuses car les bassins-versants peuvent être instrumentés par de nombreux pluviomètres et cycles hydriques.

En France continentale, le parc installé représente une puissance totale de 25 684MW (Mégawatt).

Fin 2018, la répartition se décomposait ainsi :

• 40 % dans des centrales de « lac »,
• 26 % via des centrales au « fil de l’eau »,
• 18 % dans des STEP (Stations de Transfert d’Énergie par Pompage),
• 16 % en centrales de type « éclusée ».

Certaines installations emblématiques, comme le barrage de Serre-Ponçon, figurent parmi les plus grandes d’Europe et témoignent de l'expertise française dans ce domaine.

Quels sont les avantages des centrales hydroélectriques ?

Une énergie renouvelable et propre

Les centrales hydroélectriques exploitent une ressource naturelle et inépuisable, l’eau. Elles émettent très peu de CO2, ce qui en fait une solution respectueuse de l’environnement.

Une source d’énergie fiable et flexible

Grâce à leur capacité de stockage et à leur adaptabilité, elles garantissent une production constante, même en cas de variations de la demande énergétique.

Une contribution à l’économie locale

Ces infrastructures génèrent des emplois et favorisent le développement économique des régions où elles sont implantées.

Quels défis rencontrent les centrales hydroélectriques ?

Malgré leurs nombreux avantages, certaines contraintes doivent être prises en compte :

• impact environnemental : la construction de barrages peut affecter les écosystèmes aquatiques et modifier les paysages.
• coût initial élevé : les investissements nécessaires à leur mise en place restent importants.

Ces défis sont toutefois atténués par des mesures de protection environnementale et par des gains sur le long terme grâce à leur durabilité.

Quel rôle, les centrales hydroélectriques ont-elles dans la transition énergétique ?

Les centrales hydroélectriques contribuent à diversifier les sources d’énergie renouvelable, aux côtés du solaire et de l’éolien. Leur flexibilité leur permet de répondre rapidement à la demande, notamment en période de forte consommation. Elles participent également à l’objectif européen de réduire les émissions de CO2 et d’augmenter la part des énergies vertes dans le mix énergétique.

Études de cas et réussites

Des projets réussis, comme le complexe de Grand’Maison en Isère (550 mètres de long qui peuvent contenir jusqu'à 137 millions de m3 d'eau), ou le barrage de Tignes (300 m de long pour 230 millions de m3 d'eau), montrent l’efficacité et la durabilité des centrales hydroélectriques en France. 

Par ailleurs, des initiatives locales, comme les microcentrales, renforcent leur intégration dans les territoires, en s'inscrivant dans une logique d'économie circulaire.

Les centrales hydroélectriques, grâce à leur technologie éprouvée et leur faible impact carbone, occupent une place stratégique dans la transition énergétique. Leur capacité à fournir une énergie propre, renouvelable et modulable en fait un atout clé pour relever les défis énergétiques d’aujourd’hui et de demain.