Des barrages en tout genre

A l’heure où l’on cherche à sortir de l’ère de la production électrique nucléaire, beaucoup pensent à l’éolien. Pourtant, l’utilisation de la force de l’eau reste, en France, la deuxième source de production de cette énergie. Son évocation nous suggère souvent l’image des grands barrages mais c’est oublier que l’exploitation de la force de l’eau est ancienne et variée. Propre, stable, durable et locale, découvrons ensemble les facettes de ces moulins à eau modernes car la production hydroélectrique n’a pas dit son dernier mot pour répondre au défit de la mutation énergétique.

Depuis l’Antiquité, on a pensé à utiliser le déplacement naturel de l’eau comme source d’énergie. Avec le développement technologique, on trouve aujourd’hui 3 principales formes de production : les centrales gravitaires, les stations de transfert d’énergie par pompage et les centrales maritimes.

Plus ça tombe de haut, plus ça pousse ! Mais dans les plaines ?…

Lorsqu’on utilise les différences de dénivelé pour récupérer de l’énergie, on parle de centrales gravitaires : la masse d’eau est entraînée dans sa chute par la gravité terrestre. Le type d’aménagement hydraulique est caractérisé par la différence de hauteur entre le niveau supérieur de l’eau stockée en amont et la turbine couplée à une génératrice en aval. On distingue ainsi :

• les usines de haute chute en haute montagne. Un lac de retenue fermé par un barrage, reçoit les écoulements des torrents, de la fonte des neiges ou des glaciers. L’usine placée en contrebas, avale un faible débit, mais la chute est vertigineuse : au moins 300 m ! En France, la plus grande hauteur de chute est celle de Portillon en Haute-Garonne (1 420 m de hauteur de chute et une production de 68 millions de kWh par an).
• les usines de moyenne chute (ou d’éclusée) dans les régions au relief vallonné et d’altitude moyenne. Un barrage s’oppose à l’écoulement d’un cours d’eau pour former un lac de retenue. La chute d’eau reste importante de 30 à 300 m, avec un débit plus important. Le barrage de Bord les Orgues, en Corrèze (Limousin) appartient à cette catégorie (114 m de hauteur de chute et une production de 400 millions de kWh par an).
• les usines de basse chute (ou au fil de l’eau) dans les plaines. Ici la chute limitée à 30 m au maximum, est compensée par le très fort débit du fleuve ou de la grande rivière sur laquelle est installée l’usine. En France, ces barrages se trouvent principalement sur le Rhin ou sur le Rhône comme celui de Seyssel (19 m de chute et une production de 166 millions de kWh par an).
• Enfin, on trouve les petites centrales hydrauliques (PCH). Ces usines construites sur des cours d’eau plus petits sont de puissance très inférieure aux trois types précédents (moins de 10 MW). Ils fournissent pourtant 12 % de l’énergie hydroélectrique en France.

Puisqu’on ne peut stocker l’électricité, stockons l’eau !

La consommation d’énergie électrique varie au cours des saisons et même entre le jour et la nuit. Les grandes centrales (nucléaires ou hydrauliques de basse chute) ne peuvent pas faire varier leur production de façon importante. Pour éviter des pertes, il existe les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP). Constituées d’un bassin supérieur et d’un bassin inférieur, les turbines peuvent entrainer un alternateur pour produire du courant lors des pics de consommation et, pomper l’eau du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur pour utiliser l’énergie produite en surplus lors des creux de consommation. L’usine de Revin Saint Nicolas les Mazures, dans les Ardennes françaises (250 m de hauteur de chute et une puissance de 800 MW) est un bon exemple de stations de transfert.

Laissez-vous bercer par le va et vient des vagues… c’est de l’énergie !

Depuis 1966, l’usine marémotrice de la Rance (France), est la seule au monde à utiliser les mouvements de la marée. Le barrage de 390 m de long est percé de 24 trous abritant une turbine de 10 MW chacun. Fonctionnant dans les deux sens, ces turbines exploitent deux montée et descente par jour du niveau de la mer et peuvent couvrir à elle seule la consommation d’une vile de 225 000 habitants.

Les mers et les océans, en perpétuels mouvement, sont des sources inépuisables d’énergie qu’il faut apprendre à utiliser. C’est le domaine dans lequel les possibilités de développement sont les plus prometteuses mais aussi les plus complexes. De nouveaux projets naissent encore, plus ou moins aboutis, où l’on cherche à exploiter les courants marins ou le mouvement des vagues. Mais là, ce n’est plus une histoire de barrage.