Hydroélectricité en France : présentation

L’heure est à la réduction drastique des émissions des gaz à effet de serre. Le plan ambitieux Européen, et dont la France s’est assignée, de réduire ses émissions passe par le déploiement de la production d’énergies renouvelables. Depuis longtemps la France possède une production propre via l’exploitation de barrages hydroélectriques. Présentation de cette ressource qui représente 8% de l’énergie totale produite, et qui devrait encore croître avec le micro-hydrolique prévu par le Grenelle de l'Environnement.

L’hydroélectricité en France : statistiques

Le parc hydroélectrique français c’est :

• 447 centrales construites entre 1896 et 1996, dont la puissance varie de 100 kW à 1 800 MW ;
• 239 grands barrages dont 149 de plus de 20 mètres ;
• autres types de parc en puissance : 20 GW de puissance installée, selon quatre types d’aménagements (lac : 8,5 MW ; pompage : 4,3 MW ; fil de l’eau : 3,7 MW ; éclusée : 3,4 MW) ;

En emploie : 4 500 hydrauliciens pour la maintenance, l’exploitation, la conduite et l’ingénierie.

L’âge moyen du parc est d’environ 50 ans :

• 75 % des aménagements ont plus de 24 ans ;
• 50 % plus de 44 ans ;
• 25 % plus de 74 ans.

barrage hydroélectrique du Petit Saut

Avantages de l’hydroélectricité

Les avantages de l’hydroélectricité restent assez simple a comprendre : c’est une énergie renouvelable, non émettrice de gaz à effet de serre et qui met à disposition du système électrique, une réelle capacité de stockage nationale qui apporte de la stabilité au système électrique mais aussi de modulation de la puissance selon la demande. 

La France présente l’avantage d’avoir une géographie étendue et changeante (nombreux massifs) et de posséder un réseau hydrologique important.

coupe d'un barrage utilisant la force cinétique de l'eau pour faire tourner la turbine

Potentiel hydroélectrique

Les différents rapports récents mettent en évidence un potentiel de développement des installations hydroélectriques évalué à 7 TWh/an d’ici 2015 dont :

• 4,6 TWh pour les projets neufs (1,9 TWh pour des installations de puissance comprise entre 20 et 50 MW, 1,7 TWh de petite hydroélectricité et 1 TWh de pico-hydraulique),
• 2 TWh par optimisation des installations existantes,
• 0,4 TWh par le turbinage des débits réservés.

Et proposent des mesures pour relancer l’hydroélectricité via de petites installations. Néanmoins, le livre blanc sur les énergies rapportait que l’importance de l’hydroélectricité était sous-estimée au vue de l'importance des ressources potentielles renvoyant l'avenir de cette ressource à une réforme de la politique de l'eau. En 2001, l’hydroélectricité représentait la quasi-totalité de la production électrique d'origine renouvelable (73 TWh sur 77 TWh en 2001) et 15 % de la production électrique totale française. En 2003, il était avancé un objectif de 10TWh supplémentaires.  

Détails de production par région en 2007

production d'électricité à partir du réseau hydroélectrique en 2007 par région

Exemple de tarifs pour les nouvelles installations

Le tarif de rachat de l’électricité issu de centrales hydroélectriques est définit selon l’Arrêté du 1er mars 2007 fixant les conditions d'achat de l'électricité produite par les installations utilisant l'énergie hydraulique des lacs, cours d'eau et mers, telles que visées au 1° de l'article 2 du décret n° 2000-1196 du 6 décembre 2000. La durée du contrat court sur 20 ans.

L’exemple de tarifs pour les nouvelles installations est de 6,07 c€/kWh + prime comprise entre 0,5 et 2,5 pour les petites installations + prime comprise entre 0 et 1,68 c €/kWh en hiver et spécifiquement selon la régularité de la production.

Installations hydroélectriques

On distinguera quatre catégories :

1. les installations au fil de l’eau (durée de remplissage du réservoir inférieure à 2 heures) qui se trouvent notamment sur les grands fleuves ;
2. les installations fonctionnant en éclusées ont une durée de remplissage du réservoir comprise entre 2 et 400 heures ;
3. les usines de lac ont une durée de remplissage du réservoir supérieure à 400 heures ;
4. les Stations de Transfert d’Energie par Pompage (STEP). Il s’agit de remonter l’eau dans un réservoir lors des heures creuses de consommation pour la turbiner lors des pointes. L’électricité produite par les STEP n’est cependant pas considérée comme renouvelable dans la mesure où la remontée de l’eau préalable au fonctionnement des STEP consomme de l’électricité.

En France, les STEP sont en revanche un moyen de pointe non émetteur de CO₂ car l’eau est remontée la nuit où la capacité nucléaire est suffisante pour fournir toute l’énergie appelée sur le réseau électrique.

Station de Transfert d’Energie par Pompage : STEP

Hydroélectricité et le CO₂

L’hydraulique est une filière de production d’électricité qui n’émet pas de gaz à effet de serre.

Pour fixer les idées, si les 70 TWh de production française annuelle moyenne d’électricité d’origine hydraulique étaient produits à partir de centrales à charbon, cela conduirait à un surcroît d’émissions de gaz à effet de serre de compris entre 55 et 70 millions de tonnes équivalent CO₂ par an (les émissions totales de gaz à effet de serre en France proches de 560 millions de tonnes équivalent CO₂). 

L’Analyse du Cycle de Vie est lui plus modeste

Outre un coût CO₂ très faible des émissions par KWH : environ 8g de CO₂, l'Analyse du Cycle de Vie ou ACV dissèque les impacts environnementaux à court et long terme plus marqué dont on peut citer : la destruction de milieux naturels, le déplacement fréquent de population, l'émissions de méthane notamment les premières années de mise en eau, et dégradation de la qualité de l'eau – eutrophisation du milieu et développement de maladies humaines. De plus on constate une érosion des sols et des deltas en aval et la possible utilisation accrue toujours en aval de fertilisants chimiques.

Le facteur danger :rapport de risques

Pour autant ces installations disséminées le long des cours d’eau, ne va pas sans poser problèmes sur le long terme.

Selon les rapports successifs des utilisateurs de barrages (EDF) la probabilité de rupture d'un barrage est extrêmement faible : statistiquement, sur un parc théorique de 16 000 barrages sur le plan mondial (Chine exclue), on a une rupture par an.

La réglementation française est stricte (Décret 92-997 du 15 Septembre 1992 relatif aux plans particuliers d'intervention concernant certains aménagements hydrauliques) et porte une attention particulière aux ouvrages hydrauliques dont la hauteur de digue est égale ou supérieure à 20 mètres, et dont la retenue est d'une capacité supérieure ou égale à 15 millions de m3 : ce sont les grands barrages.

La menace, due à de telles constructions, est une rupture de l'ouvrage (ou "effacement") avec inondation brutale en aval, comparable à un raz de marée, et précédée d'un déferlement ("onde de submersion"). Le dernier évènement récent fût celui de la rupture du barrage de Malpasset dans le Var en décembre 1959. Depuis de petits barrages ont craqué lors d'innondations mais sans graves conséquences. 

La probabilité d'occurrence du risque rupture de barrage

Cette probabilité est nettement moins élevée en Europe. Une rupture sur deux se produit au moment du premier remplissage, le risque étant moins élevé pour les ouvrages en béton que pour les ouvrages en remblais.

La prévention et la surveillance des ouvrages

La prévention du risque va de sa connaissance aux protections et parades, en passant par la surveillance.

La réglementation française impose un contrôle avant, pendant et après la construction des barrages, avec une surveillance plus spécifique pendant la première année de mise en eau complète.  

La surveillance des grands ouvrages hydrauliques est à la charge de l'exploitant qui doit effectuer des visites régulières, et réaliser une analyse périodique des mesures d'auscultation.

robot d'oscultation des barrages EDF / Cemagref

Pourtant en 2007, un rapport interne et confidentiel de la division production et ingénierie hydraulique d'EDF (DPIH) est accablant et a pu être porté à la connaissance du public via la presse papier « trop vétustes, dangereux pour l’environnement, les barrages hydrauliques d’EDF ne sont plus aux normes » révélait il.  Sur 450 barrages exploités dans l'Hexagone par le groupe, 200 présentent des signes inquiétants de vétusté, une centaine font même peser de réels dangers sur leur environnement immédiat: risques d’affaissements de terrain, destructions de routes ou inondations de villages.

Face à cette « mauvaise presse » sur la non gestion patrimoniale, Electricité De France a actualisé un programme colossal de rénovation sur 5 ans. Son coût est estime à près de 550 millions d’euros. La mise en œuvre de SuPerHydro va conduire à réaliser 450 opérations techniques sur cinq ans, dont 300 pour améliorer la sûreté.

Mais est-ce réalisable en l’état ?

L’hydroélectricité est un moyen incontestable de produire de l’électricité à partir de ressource naturelle renouvelable, délocalisé sur une grande partie du territoire et de façon stable, à moins que le changement climatique en perturbe la répartition et sa stabilité.

Sources : EDF, Cemagref, Rapport de l'Assemblée Nationale, du Sénat et du gouvernement et de l'industrie