Tout savoir sur l’Energie hydraulique
Vous souhaitez tout savoir sur l’énergie hydraulique ?
Chez Hydr-Eau.fr, nous sommes là afin que l’énergie hydraulique devienne claire comme de l’eau de roche.
L’énergie hydraulique est une forme d’énergie renouvelable, simple à utiliser et présente en abondance, qui permet de générer une énergie respectueuse de l’environnement à un rythme stable.
Qu’est-ce que l’énergie hydraulique ?
L’énergie hydraulique correspond à l’utilisation de la force de l’eau pour la transformer en électricité. Si cette force est connue des humains depuis l’Antiquité, elle n’est utilisée pour générer de l’électricité que depuis le XIXe siècle.
La définition de l’énergie hydraulique
L’énergie hydraulique correspond aux différentes formes d’énergie générées grâce au mouvement et à la puissance de l’eau.
La force obtenue peut être utilisée soit directement, en actionnant la meule d’un moulin à eau par exemple, soit pour générer de l’électricité grâce à une centrale hydroélectrique. La puissance électrique obtenue dépend de différents paramètres, notamment de la hauteur de la chute d’eau ou de la puissance du débit du cours d’eau où la centrale hydroélectrique est installée.
L’énergie hydraulique est une source d’énergie renouvelable puisqu’elle s’inscrit dans le cycle de l’eau et utilise la puissance des marées, du soleil, de la gravité ou bien encore du courant marin. Cette source d’énergie est également connue pour émettre assez peu de gaz à effet de serre, et donc de participer à la lutte contre le réchauffement climatique.
L’histoire de l’énergie hydraulique
L’usage de l’énergie hydraulique est peut-être aussi ancien que la sédentarité et la civilisation. Durant toute l’antiquité puis durant les époques postérieures, la force hydraulique a été utilisée pour moudre du grain grâce à des moulins à eau, fabriquer du papier ou puiser de l’eau pour faciliter l’irrigation.
La découverte de l’énergie hydraulique a eu lieu à Grenoble en 1869, alors que l’ingénieur français Aristide Bergès installe des défibreurs sur une chute d’eau de 200 mètres à Lancey. Le dispositif permettait de transformer du bois en pâte à papier.
En 1878, William George Armstrong construit la première centrale hydroélectrique, reliée au domaine de Cragside. Cette maison anglaise devient la première maison du monde à être éclairée grâce à l’énergie hydraulique.
Durant le XIXe siècle, des centrales électriques vont voir le jour un petit peu partout, afin d’éclairer les villes et les parcs. L’apparition des premiers transformateurs électriques en 1889 et les progrès réalisés dans les domaines de l’industrie et de la chimie permettent l’envol de la production électrique provenant de l’énergie hydraulique. Les Alpes du nord subissent, à cette époque, une véritable ruée à la « houille blanche », expression désignant la glace des sommets des Alpes.
Comment fonctionne l’énergie hydraulique ?
L’énergie hydraulique est transformée en courant électrique grâce à divers éléments mécaniques. Ces dispositifs sont installés dans des centrales hydrauliques, qui peuvent être d’une taille plus ou moins importante et fournir donc plus ou moins d’énergie.
Transformation de l’eau en énergie électrique
L’énergie hydraulique est transformée en énergie électrique grâce à l’action mécanique d’un ensemble de dispositifs, notamment :
Une turbine
Un alternateur
L’eau en mouvement fait tourner une turbine, transformant sa force en énergie cinétique. La turbine est elle-même rattachée au rotor d’un générateur. L’énergie mécanique issue du mouvement de la turbine est alors transformée en électricité.
Les différents types de centrales hydrauliques
Les centrales hydroélectriques peuvent se présenter sous trois formes différentes en fonction de leur emplacement géographique, du type de cours d’eau où des équipements sont installés, ou bien encore de leur éloignement avec leur usine de production électrique.
Les 3 catégories de centrales électriques existantes sont :
Les centrales hydrauliques de haute chute
Présentes généralement en haute montagne. Elles comportent un barrage permet d’obtenir un écoulement faible mais une chute généralement supérieure à 300 mètres de hauteur. La retenue d’eau, alimentée par les ruisseaux et la fonte des glaciers, prend alors la forme d’un lac.
Les centrales hydrauliques de moyenne chute
Installées en moyenne montagne et dans les espaces géographiques à bas relief, elles se caractérisent principalement par un débit moyen et par un dénivelé qui peut être compris entre 30 mètres et 300 mètres.
Les centrales hydrauliques au fil de l’eau
Ces centrales hydroélectriques sont installées sur les fleuves et les rivières. Le débit de l’eau y est très important et le dénivelé est généralement inférieur à 30 mètres. Une fois que l’eau a traversé la turbine de l’installation, elle est réinjectée dans le cours d’eau d’où elle provient à l’origine.
Il existe aussi en France quelque 2200 petites centrales hydrauliques, d’une puissance limitée mais qui permettent de produire près de 10% de l’énergie hydraulique du pays.
Au niveau mondial, l’énergie hydraulique représente à elle seule pas moins de 16% de la production électrique.
Les différents avantages de l’énergie hydraulique
Le succès de l’énergie hydraulique comme source de production d’électricité s’explique grâce à son statut d’énergie renouvelable, à son impact économique et à ses avantages liés à l’écologie.
L’eau, une source d’énergie renouvelable
Les énergies renouvelables sont des sources d’énergie vues comme ne pouvant pas être épuisées à l’échelle qu’est celle des êtres humains. L’eau est une source d’énergie renouvelable grâce au cycle de l’eau.
Le cycle de l’eau, ou cycle hydrologique, est le cycle du changement des états de l’eau et de son transfert vers les différents réservoirs d’eau de la planète.
Ce cycle se compose de 7 étapes différentes, à savoir :
- L’évaporation, qui est la phase durant laquelle le soleil et le vent font passer l’eau de l’état liquide à l’état gazeux
- La transpiration, qui correspond aux rejets de vapeur d’eau chez les plantes, qui se réalise au niveau de leurs feuilles
- La condensation , qui fait refroidir la vapeur d’eau obtenue lors des étapes précédentes. La vapeur d’eau revenaient alors les gouttes d’eau ou les cristaux de glace qui composent les nuages
- Les précipitations, qui correspond à la chute de l’eau sous la forme de gouttes de pluie, de neige ou bien encore de grêle
- Le ruissellement, qui voit une partie de l’eau retombée sur le sol s’écouler afin de rejoindre les cours d’eau, les mers et les océans
- L’infiltration, qui voit une autre partie de cette eau traverser le sol afin de rejoindre les nappes phréatiques
- La circulation souterraine, qui correspond au déplacement, généralement l’eau, de l’eau à l’intérieur du sol pour rejoindre les zones de décharge comme les cours d’eau et les océans.
Les avantages économiques associés à l’énergie hydraulique
La production d’électricité grâce à l’énergie hydraulique présente de nombreux avantages économiques.
L’énergie hydraulique est une source d’énergie présente en abondance et de manière continue, contrairement à d’autres sources d’énergie comme le charbon et l’uranium, qui nécessitent d’être minés, achetés puis acheminés, et dont la quantité totale est limitée.
Les centrales électriques ont la possibilité de produire de l’électricité à un rythme stable et constant en fonction de leur approvisionnement en eau. Il est donc simple de stocker une partie de l’eau afin d’être en mesure de la redistribuer lors de pics de la consommation d’électricité, par exemple.
De plus, les centrales hydroélectriques sont connues pour avoir un coût de maintenance extrêmement bas comparés aux autres aménagements destinés à la production d’énergie. Elles permettent donc aux pays qui en installent de favoriser leur indépendance énergétique.
Enfin, l’installation d’une centrale hydroélectrique permet généralement de créer des emplois et d’attirer des touristes, ce qui participe au développement des zones économiques où elles sont présentes.
Les avantages écologiques de l’énergie hydraulique
L’énergie hydraulique est une source d’énergie renouvelable et présente sur l’ensemble de la planète ou presque. Il s’agit d’une énergie verte, qui n’émet pas de gaz à effet de serre. Elle est ainsi plus efficace que de nombreuses autres sources d’énergie pour produire de l’électricité, du point de vue de la lutte contre le réchauffement climatique.
Crédit photo : Image by wirestock on Freepik / Image by bearfotos on Freepik / Image by montypeter on Freepik / Photo de Boudewijn Huysmans sur Unsplash / Photo de Valentin Müller sur Unsplash / Image by ASphotofamily on Freepik / Photo de Dan Meyers sur Unsplash
Hydr-eau 