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Deuxième source d’approvisionnement en électricité derrière le nucléaire, l’hydroélectricité est la première source d’électricité renouvelable en France. Et avec les innovations dont elle fait actuellement l’objet, il ne fait nul doute que les installations hydroélectriques vont perdurer encore un bon moment.
- L'hydroélectricité en France
L’hydroélectricité est l’énergie la plus ancienne et pourtant celle qui semble avoir le plus d’avenir. C’est la 1ère source de production d’énergie verte au monde et la deuxième source d’approvisionnement en électricité des Français. Avec environ 25,7 gigawatts (GW) installés en France métropolitaine, nous disposons de l’un des plus grands parcs hydroélectriques en Europe.
En 2020, selon l’Agence internationale de l’énergie (IEA), un sixième de la production d’électricité mondiale a été produits par les barrages hydroélectriques. Au-delà de son aspect renouvelable, si l’on mise sur l’hydroélectricité, c’est pour sa facilité d’entreposage et le fait qu’elle puisse être consommée rapidement.
Comment ça marche ?
Cette énergie électrique renouvelable nécessite la conversion de l’énergie hydraulique, c’est-à-dire l’énergie cinétique de l’eau, en électricité, une énergie mécanique. Elle est ensuite transformée en électricité grâce à un alternateur. Concrètement, la force de l’eau fait tourner des turbines qui entraînent elles-mêmes lesdits alternateurs. De quoi transformer l’énergie gravitaire des cours d’eau, des lacs et des marées en électricité. Il existe en France trois types d’installations hydroélectriques : les installations “au fil de l’eau”, « éclusées », “centrales de lac” et les « stations de transfert d’énergie par pompage”, ou STEP.
En Europe et ailleurs dans le monde, les barrages et centrales se multiplient. Avec des chantiers parfois colossaux comme en Chine, avec le barrage de 289 mètres de haut de la centrale de Baihetan qui deviendra bientôt la deuxième plus grande centrale au monde.
Plus près en France, nos centrales perdurent, des rénovations ont lieu ici et là pour préserver au maximum les écosystèmes et réduire l’impact des constructions de nouveaux barrages… Des particuliers produisent eux aussi leur propre énergie grâce à des micro-turbines. C’est ce qu’on appelle les petites hydroélectricité (PHE) – ou micro-électricité – qui sont notamment capables de s’adapter à des débits de 90 litres par seconde.
Mais avec les récentes périodes de sécheresse, certaines centrales voient leurs productions baisser. La célèbre centrale hydroélectrique du barrage de Hoover fonctionnait par exemple à seulement 25 % de sa capacité en juillet 2021.
Des solutions sont mises en place pour produire davantage d’électricité avec le même volume d’eau. Parmi eux, les turbines à vortex…
- Les Turbines à vortex et hydroliennes à tourbillon
Les turbines à vortex, ou hydrolienne à tourbillon, ont été pensées pour les petites collectivités à proximité des cours d’eau. Le principe ? L’eau suit la forme d’un tourbillon grâce à un bassin désigné en escargot. Elle se transforme en un vortex à basse pression et son énergie se retrouve alors centralisée en un point central. Si la puissance électrique est proportionnelle à la hauteur de chute et au débit turbiné, ici, le tourbillon est tel qu’il maximise le rendement.
Citons les turbines à vortex développées par le Belge Turbulent. Ces dernières seraient capables d’alimenter jusqu’à 60 foyers et produire entre 20 000 et 560 000 kWh par an et par turbine grâce à des chutes d’eau situées dès seulement 1,5 m de haut. Elle peut donc exploiter les petits dénivelés dans les cours d’eau.
Crédits Turbulent
Cette turbine à tourbillon de 1,5 mètres de large et 2,5 mètres de haut, repose sur un dispositif qui n’implique ni de modification de cours d’eau ni de création de barrage, de quoi épargner la vie piscicole. En clair, la turbine Turbulent aurait donc un impact minime sur l’écosystème (les poissons, planctons, algues…) puisqu’elle transformerait l’eau du bassin en un vortex à basse pression.
Initialement fabriquées pour les particuliers, les turbines à vortex semblent être promises à des installations d’ampleur.
