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Comment fonctionne une centrale hydroélectrique ?

Adeline M

En France, l’énergie hydraulique occupe une part importante de la production d’électricité. Cette ressource énergétique renouvelable est produite par les centrales hydroélectriques françaises. Installées essentiellement dans les zones montagneuses, ces centrales, aussi appelées barrages hydrauliques, font partie du paysage depuis longtemps. Voici tout ce qu’il faut savoir sur ce type d’installation, son histoire, son fonctionnement et combien il y a de centrales hydrauliques en France.

L’histoire de la centrale hydroélectrique

L’histoire de l’électricité nous apprend que l’énergie hydraulique constitue le système de production d’énergie le plus ancien. Durant l’ère romaine, la roue hydraulique à aubes était entraînée par la force de l’eau afin de produire une énergie mécanique. Elle servait alors à moudre le grain ou encore à faire fonctionner les engins mécaniques utilisés sur place.

La production d’hydroélectricité a vu le jour en 1882, lorsque Thomas Edison a conçu la toute première centrale hydroélectrique. Il utilisait alors plusieurs dynamos pour produire de l’électricité. Les dynamos furent rapidement remplacées par des alternateurs et des transformateurs, afin de produire une plus grande quantité d’électricité.

En France, les centrales hydroélectriques ont été conçues à la même période et se sont vite développées dans les années 1900. À cette époque, dans les Alpes, les installations voient le jour pour répondre aux besoins de l’industrie du papier. La force des chutes d’eau naturellement présentes dans les montagnes alpines a rapidement intéressé les producteurs d’électricité. Dès lors, le succès fut fulgurant.

Les premiers barrages hydrauliques français ont fait leur apparition dans les années 1920. Les Alpes françaises représentaient alors le terrain idéal, ce qui est toujours le cas. Depuis, les barrages hydrauliques se sont imposés dans le paysage, modifiant les cours d’eau et exploitant la force inépuisable de l’eau.

Le fonctionnement d’une centrale hydroélectrique

La centrale hydroélectrique est une installation qui produit de l’électricité en se servant de la force de l’eau. C'est ce que l'on appelle l'énergie hydraulique. La centrale hydroélectrique est composée de 3 parties principales : le barrage, la centrale et le transformateur.

Le barrage hydraulique est l’élément clé du fonctionnement d’une centrale hydroélectrique. C’est lui qui va gérer et canaliser l’eau afin de créer l’électricité. Installé au niveau d’une rivière ou d’un cours d’eau naturel, il peut prendre différentes appellations. Le barrage peut être « au fil de l’eau », ce qui signifie qu’il ne retient pas l’eau. Il peut être « éclusé », dans ce cas l’apport en eau dépend des crues des marées. Et enfin, lorsqu’il retient l’eau, il est appelé « barrage de rétention ». Ce dernier est le plus intéressant, car il permet de produire de grandes quantités d’électricité. Il est installé dans des endroits stratégiques pour former un lac de retenue. L’eau stockée dans ce lac va être déversée dans des conduites forcées et acheminée vers la centrale hydroélectrique.

La centrale hydroélectrique au fil de l'eau

La centrale hydroélectrique se situe en contrebas du barrage. La force de chute de l’eau va ainsi permettre d’actionner la turbine, qui va ensuite faire fonctionner l’alternateur. Ce dernier va alors produire un courant alternatif qui va être envoyé au transformateur électrique de la centrale hydroélectrique. La puissance de la centrale hydroélectrique dépend essentiellement de la force de l’eau. Ainsi, les barrages au fil de l’eau, dépendants des courants marins, vont produire une puissance électrique moindre que les barrages de rétention.

Le transformateur est le dernier élément clé qui permet de générer de l’hydroélectricité. Celui-ci va élever la tension du courant que l’alternateur produit. Cette électricité va ensuite être transportée par les lignes à haute et très haute tension.

L’eau qui a été acheminée vers la turbine est renvoyée vers la rivière ou le cours d’eau grâce au canal de fuite.

Combien y a-t-il de centrales hydroélectriques en France ?

Grâce aux nombreuses rivières, cours d’eau et aux autres ressources hydriques, la France a pu développer un important réseau de centrales hydroélectriques. Environ 2300 centrales hydroélectriques, de toutes tailles permettent de produire de l’électricité sur le territoire. Cela place le pays au second rang européen en matière de production hydroélectrique.

Le nombre moyen de 2300 centrales hydroélectriques inclut toutes les installations qui produisent de l’hydroélectricité. Cela signifie que ce nombre regroupe les petites installations, les moyennes et les grosses structures. Les barrages avec lac de rétention constituent les plus grosses structures, de même que ceux installés au fil de l’eau.

Cette énergie renouvelable est redistribuée à travers tout le réseau français. Elle vient en complément des énergies fossiles utilisées et représente, de loin, la plus grosse part de l’énergie renouvelable française, avec environ 70 %.

Ces centrales hydroélectriques sont réparties sur environ 250 000 kilomètres de rivières. Les richesses naturelles de la France ont permis ce développement fulgurant. Toutefois, cela n’est pas sans conséquence pour les écosystèmes. En effet, les barrages limitent le transport naturel des sédiments, ils rendent impossible la navigation et l’eau qui est rejetée par les canaux de fuite peut perturber l’équilibre de l’écosystème environnant. Cependant, ce type de centrales permet de produire une énergie propre et renouvelable. En cela, l’utilisation de centrales hydroélectriques, qui exploitent la puissance de l’eau au même titre que l’énergie houlomotrice, est donc primordiale pour créer des énergies plus respectueuses de la planète.

Un bilan énergétique pour passer à l’énergie verte

Histoire, fonctionnement, nombre, vous savez désormais tout ce qu’il y a à savoir sur les centrales hydroélectriques. Utilisées depuis l’antiquité, ces centrales ont connu un bel essor au début du XXe siècle. Désormais, elles font partie de notre environnement et sont pleines de promesses pour le développement des énergies renouvelables.

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