Comment fonctionne une centrale hydroélectrique ?

Une centrale hydroélectrique, comment ça marche ? Quels sont les avantages de cette technologie et quel est son impact sur l’environnement ? Nous tentons d’apporter une réponse à ces questions en vous faisant découvrir les coulisses d’une centrale hydroélectrique moderne.

L’Union européenne a atteint son objectif de 20 pour cent d’énergies renouvelables d’ici à 2020. Ces dernières années, d’énormes investissements ont été consentis dans les énergies alternatives, plus particulièrement en matière d’énergie éolienne et solaire. Parmi les piliers de l’énergie durable, citons également les centrales hydroélectriques. En Europe, la part de l’énergie hydroélectrique dans les énergies durables est d’environ 50 pour cent. La Belgique compte actuellement 135 centrales hydroélectriques, dont 118 situées en Wallonie, qui approvisionnent quotidiennement en énergie des centaines de milliers de personnes. Mais comment fonctionne précisément une centrale hydroélectrique ?

Quand l’eau se transforme en énergie

Une centrale hydroélectrique est une installation qui transforme l’énergie hydraulique d’un flux d’eau (fleuves, rivières, chutes d’eau, courants marins…) en électricité. L’énergie cinétique du courant d’eau est transformée en énergie mécanique par une turbine, puis en énergie électrique par un alternateur. Il existe quatre sortes de centrales :

• Les centrales au fil de l’eau utilisent une partie du débit des rivières pour produire de l’énergie électrique.
• Les centrales de barrage produisent de l’électricité en retenant l’eau dans un réservoir situé en amont d’un barrage. Le passage de l’eau dans des turbines permet de produire de l’électricité.
• Les usines marémotrices utilisent l’énergie des marées pour produire de l’électricité.
• Très intéressantes d’un point de vue économique, les centrales d’accumulation par pompage-turbinage possèdent deux bassins : un inférieur et un supérieur. En période de faible demande, l’eau est pompée et stockée dans le bassin supérieur. En période de pointe, l’eau déversée dans le bassin inférieur actionne les turbines reliées aux alternateurs qui produisent de l’électricité.

Les centrales hydroélectriques sont également classées en fonction de leur puissance. On distingue quatre niveaux de puissance :

• Les grandes centrales dont la puissance est supérieure à 10 MW. Avec une puissance de 22,5 GW, le barrage des Trois Gorges, situé au cœur de la Chine, est la plus grande centrale hydroélectrique au monde.
• Les petites centrales dont la puissance est inférieure à 10 MW.
• Les mini-centrales dont la puissance est inférieure à 1 MW.
• Les micro-centrales dont la puissance est inférieure à 100 kW.

Avantages

Il y a deux mille ans, on utilisait des roues à aubes en bois pour transformer l’énergie hydraulique en énergie mécanique. Les premières centrales de barrage sont apparues à la fin du 19^ème siècle. Parmi toutes les énergies durables, plus de la moitié est d’origine hydroélectrique. Plus les énergies renouvelables se développent, plus la technologie et le rendement des centrales hydroélectriques s’améliorent. Parallèlement, l’impact environnemental diminue à vue d’œil. Les avantages des centrales hydroélectriques sont :

• Abstraction faite de certaines centrales d’accumulation par pompage, les centrales hydroélectriques produisent de l’électricité sans utiliser de carburant fossile ou nucléaire.
• L’énergie hydroélectrique n’émet pas de gaz à effet de serre.
• À condition d’être bien entretenus, les barrages et les centrales hydroélectriques possèdent une durée de vie élevée. En cas d’usure ou d’amélioration de la technologie, il suffit de remplacer certaines pièces, telles que les turbines et les alternateurs.
• Selon que la demande en énergie augmente ou diminue, les centrales hydroélectriques sont faciles à mettre en ou hors service.
• Contrairement à l’énergie éolienne et solaire, l’énergie hydroélectrique est disponible en permanence.
• Les retenues d’eau formées derrière les barrages permettent de réguler les niveaux d’eau afin de garantir la navigation et de limiter les effets des étiages et des crues.
• Par leurs prises d’eau ou leurs réserves, les aménagements hydroélectriques sont également utilisés pour l’irrigation des terres agricoles.

Inconvénients

Les centrales hydroélectriques présentent également un certain nombre d’inconvénients, les plus importants étant les suivants :

• La construction d’une centrale hydroélectrique coûte cher.
• Une sécheresse durable peut engendrer une forte baisse de la production d’énergie.
• Les barrages et les lacs de retenue impactent l’environnement et perturbent l’écosystème.
• Certains animaux marins éprouvent des difficultés à franchir les centrales hydroélectriques. Il arrive même qu’ils soient blessés ou qu’ils perdent la vie.

Chez Luminus, nous estimons que l’installation de centrales hydroélectriques ne peut se faire au détriment de la nature. Vous trouverez plus de détails concernant les mesures que nous avons prises afin de réduire notre impact environnemental dans l’article suivant : Luminus poursuit son engagement en faveur de la biodiversité.

Objectifs pour les énergies renouvelables

L’objectif européen quant au pourcentage en matière d’énergies renouvelables change sans cesse. À l’horizon 2020, 20 % de la consommation énergétique de l’Europe devait provenir de sources d’énergie renouvelables. En 2018, cet objectif avait déjà été modifié pour passer à 32 % d’ici l’horizon 2030 et, depuis juillet de l’année dernière, on propose même de le porter à 40 %. Quant à la Belgique, elle n’a pas respecté son objectif de 13 % pour 2020, mais elle investit désormais dans l’énergie verte avec une motivation renouvelée. Notre nouvel objectif : d’ici 2030, 40 à 50 % de notre approvisionnement énergétique devrait provenir de sources renouvelables, telles que le soleil et le vent.

Luminus montre déjà le bon exemple : nos 270 éoliennes produisent 698 MW d’électricité par an, soit suffisamment pour alimenter plus de 380 000 familles. Parmi les piliers de l’énergie durable, citons également les centrales hydroélectriques. La Belgique compte actuellement 154 centrales hydroélectriques, dont 141 situées en Wallonie, qui approvisionnent quotidiennement en énergie des centaines de milliers de personnes. Mais comment fonctionne précisément une centrale hydroélectrique ?

Quel avenir pour l’énergie hydroélectrique ?

En matière de production énergétique, l’avenir appartient incontestablement aux énergies renouvelables, parmi lesquelles l’énergie hydroélectrique occupe une place de choix. L’engagement de Luminus en la matière est extrêmement important. Nous investissons depuis plus de 60 ans dans les énergies renouvelables et alimentons chaque année en électricité verte quelque 60 000 ménages belges grâce à nos 7 centrales hydroélectriques nationales. Ces centrales produisent chaque année près de 70 MW d’électricité et leur exploitation permet d’économiser annuellement 101 250 tonnes de CO2.