Quand on pense « hydraulique » l’image du barrage des trois-gorges sur le fleuve bleu (Yangzi Jiang) vient souvent à l’esprit. Mais les cours d’eau de moindre débit se comptent par dizaine de milliers sur la planète et sont suffisants pour permettre aux humains de produire de l’énergie, certes en quantité modeste, mais près des lieux de consommation. La petite hydraulique est donc une production décentralisée d’énergie qui compte. Saviez-vous que 10% de l’hydroélectricité produite en France l’est grâce à elle ?

Définition

La petite hydraulique, ou plus exactement la petite hydroélectricité, consiste à générer de l’électricité grâce à la force d’écoulement de l’eau, en recourant à des équipements de petite capacité, d’une puissance inférieure ou égale à 10 MW*.

Conformément à la classification établie par l’Union internationale des distributeurs d’énergie électrique,  on distingue plusieurs types de centrales :

  • la pico-centrale (capacité inférieure à 20 kW)
  • la micro-centrale (capacité allant de 20 kW à 500 kW)
  • la mini-centrale (capacité allant de 500 kW à 2 MW)
  • la petite centrale (capacité allant de 2 à 10 MW)

À noter qu’on estime que 1 MW peut couvrir les besoins en électricité d’environ 630 foyers.

*À titre de comparaison, la puissance d’une tranche de centrale nucléaire est comprise entre 900 et 1 400 MW. 

Usages

La petite hydraulique permet de produire de l’électricité à petite échelle. L’électricité produite peut être utilisée pour alimenter des sites énergétiquement isolés ou revendue à un réseau public de distribution.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d’une petite centrale hydroélectrique repose sur la transformation de de la force d’écoulement de l’eau – ou de « l’énergie potentielle » d’une chute – en énergie mécanique via une turbine, puis en énergie électrique via une génératrice.

  • Pour les faibles dénivellations (centrale de basse chute), une petite digue oriente une fraction du cours d’eau vers les turbines ;
Centrale de basse chute

Source : Guide pour le montage de projets de petite hydroélectricité – Ademe

 

Centrale de moyenne et haute chute

Source : Guide pour le montage de projets de petite hydroélectricité – Ademe

À noter que les centrales, qu’elles soient de basse, de moyenne ou de haute chute, sont toujours installées au fil de l’eau, et ne nécessitent pas de retenue pour fonctionner.

Avantages

La petite hydraulique est une source d’énergie :

  • Renouvelable (l’énergie hydraulique est considérée comme une énergie inépuisable, car basée sur un flux naturel : le cycle de l’eau.)
  • Propre* (l’exploitation hydroélectrique ne recours à aucune combustion et ne rejette donc pas de gaz à effet de serre. En outre, elle ne rejette aucun déchet dans l’eau.)
  • Facilement exploitable (l’énergie hydraulique se présente sous forme mécanique. Elle est donc facilement transformable en électricité et présente d’excellents rendements.)

En outre, contrairement aux grandes centrales hydroélectriques, les PCH (petites centrales hydroélectriques) ont un impact très faible sur la biodiversité. Ces dernières, construites au fil de l’eau, ne nécessitent ni retenues, ni vidanges ponctuelles. Elles ne perturbent par conséquent ni l’hydrologie ni la biologie. D’ailleurs, les PCH sont encadrées par la loi pêche de 1984, qui impose des critères sévères en termes de débits réservés et de passage pour les poissons.

*On estime qu’une centrale de 1 MW évite chaque année l’émission de 2 500 tonnes de CO2 en comparaison d’une centrale à combustion classique.

Acteurs

En France :

  • L’Ademe (Agence de l’Environnement et de la Maitrise de l’Énergie), chargée de la promotion des énergies renouvelables, peut apporter un soutien technique et financier aux différents stades d’un projet de Petite Centrale Hydroélectrique (PCH) ;
  • Les collectivités locales peuvent encourager le développement de la petite hydraulique dans le cadre de leur Agenda 21 ou de leur Plan Climat. Une commune peut ainsi être maître d’ouvrage d’une installation. On pense par exemple à la commune de Saint-Guillaume en Isère qui a réalisé une mini-centrale de 800 kW, sur la rivière de la Gresse ;
  • Les particuliers ont également un rôle majeur à jouer. En effet, la loi donne à chacun le droit d’exploiter une PCH, et ce pour sa consommation personnelle d’électricité, ou pour sa revente ;
  • EDF et GDF Suez, majoritairement connus pour l’exploitation des grands barrages hydroélectriques, sont également des acteurs importants de la petite hydraulique.
    • EDF : citons trois filiales,  deux qui produisent de l’hydroélectricité, et une société d’ingénierie. EDF EN produit de l’électricité verte à partir diverses sources dont la petite hydraulique qui représente plus de 80 MW en exploitation, en France et en Bulgarie. SHEMA est un producteur d’hydroélectricité qui gère plus de 80 aménagements en France.  Hydrostadium est une société d’ingénierie pour les ouvrages de petites hydraulique ;
    • GDF Suez : c’est à travers deux de ses filiales, à savoir la Compagnie nationale du Rhône (CNR) et la Société hydroélectrique du Midi (SHEM) qu’elle exploite une vingtaine de PCH ;
  • Des grands acteurs de l’eau, comme Veolia et la Lyonnaise des eaux, ont introduit des PCH dans le réseau d’eau  (en amont ou en aval des usines de traitement) pour produire de l’électricité.

La petite hydraulique en Europe

D’après l’enquête EurObserv’ER 2012 :

  • En 2011, pour l’ensemble des pays de l’Union Européenne, la production brute d’électricité  générée par  la petite hydraulique s’élevait à 43 TWh*, grâce à une puissance installée de 13,6 GW**
  • D’ici 2020, toujours à l’échelle européenne, les centrales de petite hydroélectricité pourraient représenter, une puissance installée de 17,3 GW, pour une production de 59,7 TWh grâce, notamment, à un potentiel hydroélectrique encore inexploité (anciennes installations à l’arrêt, moulins abandonnés, etc.).

Toujours d’après l’enquête, les principaux pays producteurs européens sont les suivants :

  • L’Italie (10 TWh grâce à un parc d’une puissance installée de 2.816 MW)
  • L’Espagne (6.433 GWh grâce à un parc d’une puissance installée de 1.930 MW)
  • L’Allemagne (5.871 GWh grâce à un parc d’une puissance installée de 1.743 MW)
  • La France (4.752 GWh*** grâce à un parc d’une puissance installée de 2 128 MW)

*Le watt-heure correspond à l’énergie délivrée par un système d’une puissance de 1 Watt pendant une durée d’une heure.

**soit l’équivalent d’une dizaine de tranches nucléaires

*** La petite hydraulique (87% des installations hydrauliques françaises fin 2012, avec un peu plus de 1700 centrales) est ainsi responsable d’environ 10% de la production d’électricité d’origine hydraulique en France.

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