L’énergie hydroélectrique fait partie des énergies renouvelables, elle peut donc être appelée énergie propre. C’est une énergie qui provient de l’exploitation de lacs et de rivières, à travers la construction de digues (barrages hydrauliques) pour les premiers et en utilisant le mouvement naturel des seconds. La transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique se fait grâce aux centrales hydroélectriques.
Un peu d’histoire
Cette source d’énergie durable existait déjà dans l’Antiquité, les premiers qui l’utilisèrent furent les Grecs et les Romains. En effet, ils employaient l’énergie cinétique générée par le mouvement de l’eau pour faire fonctionner le moulin à eau, et moudre ainsi le blé. Ensuite, vers la fin du Moyen Âge, les Arabes allèrent plus loin en inventant la roue hydraulique, une sorte de moulin sans ailes utilisé pour irriguer les champs et bonifier les zones marécageuses. En Europe, à la fin du XIXe siècle, pendant la seconde révolution industrielle, la roue hydraulique fit place à la turbine, entraînant un énorme progrès technique.
Comment fonctionne un barrage hydraulique ?
Bien qu’elles aient légèrement évolué, les techniques actuelles reposent toujours sur ces mêmes principes. Les centrales hydroélectriques ont recours aux barrages hydrauliques afin de contrôler le mouvement de l’eau et de transformer sa force en une source d’énergie renouvelable : l’électricité hydraulique.
Concrètement, les grands barrages hydrauliques font appel à l’accumulation de l’eau. La pression générée permet d’entraîner une turbine qui, en tournant, produit de l’énergie mécanique. Celle-ci met alors en mouvement un alternateur chargé de produire l’électricité. Voici comment chaque étape fonctionne.
Accumulation de l’eau grâce au barrage hydraulique
Véritable merveille d’ingénierie, le barrage hydraulique est construit à l’une des extrémités d’un lac d’accumulation, un bassin creusé pour recueillir et stocker de l’eau. Alimenté par un fleuve ou une rivière naturelle, ce lac artificiel exerce une force très importante sur le barrage hydraulique… une énergie qui ne demande qu’à être exploitée.
Acheminement de l’eau vers la centrale
Lorsqu’on ouvre les vannes du barrage hydraulique, l’eau s’engouffre dans des conduites forcées, des tuyaux métalliques conçus pour l’acheminer vers la centrale.
Enclenchement de la turbine
L’eau canalisée jusqu’ici arrive à pleine vitesse, poussée par la pression du bassin tout entier. La chute, elle aussi, augmente le débit. C’est d’ailleurs pour cette raison que la centrale est généralement placée en contrebas du barrage hydraulique. Ce mouvement entraîne la turbine, qui fait elle-même tourner l’alternateur, transformant l’énergie mécanique en énergie électrique. Un système à la fois simple et passif, qui produit de l’énergie de manière très fiable, sans générer le moindre gaz nocif, et utilisable à l’infini.
La transformation de l’électricité
Le processus n’est pas tout à fait terminé : reste encore à transformer et à acheminer l’hydroélectricité vers le réseau, puis nos maisons ! Un transformateur est utilisé pour élever la tension du courant, qui est ensuite transporté via les lignes à haute et très haute tension.
Notons qu’il existe différents types de barrages hydrauliques, conçus pour s’adapter à diverses contraintes géologiques ou pratiques. On compte par exemple le barrage-voûte, idéal pour les vallées étroites, l’énorme barrage-poids, qui n’a besoin de s’appuyer que sur le sol, ou encore le barrage à contreforts, qui présente une structure plus légère, mais tout aussi résistante.
Avantages et inconvénients de l’énergie hydroélectrique
L’énergie hydroélectrique est une source d’énergie renouvelable, son impact sur l’environnement est presque nul. Un avantage important puisque cela signifie que cette énergie sera disponible tant qu’il y aura de l’eau douce ou salée sur terre.
La production d’énergie grâce au système hydroélectrique est, au moins pour le moment, la plus économique. Certes, ce système implique un investissement conséquent en raison de la création des barrages et de l’entretien qu’ils nécessitent, mais ensuite, les précipitations (pluie ou neige) assurent la gratuité et la disponibilité en continu de la matière première. Par ailleurs, grâce aux technologies avancées utilisées par les turbines, l’énergie est disponible en un temps record. Enfin, les digues régulent les flux de l’eau en empêchant les inondations.
Évidemment, cette énergie propre ne possède pas que des avantages. La variation des conditions météorologiques, en particulier la possibilité qu’il y ait de longues périodes de sécheresse, la rend très dépendante des agents atmosphériques, qui sont bien sûr imprévisibles. La construction de barrages et de centrales s’accompagne dans la plupart des cas d’un effet indésirable pour l’environnement, de possibles déboisages dans les zones montagneuses, ainsi qu’un dérèglement de l’équilibre de l’écosystème naturel.
Énergie hydroélectrique renouvelable : l’énergie du futur
Outre l’énergie hydroélectrique, il existe d’autres sources d’énergie renouvelable ; citons par exemple l’énergie solaire, l’une des plus connues et des plus répandues. Une fois les panneaux solaires photovoltaïques en silicium installés, l’énergie solaire est transformée en énergie électrique afin de chauffer les pièces des habitations et de fournir de l’eau chaude. L’énergie photovoltaïque est efficace même dans les zones où l’ensoleillement est limité, comme les pays du nord, ou les zones de montagne.
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