L’énergie hydraulique : c’est quoi ?

L’énergie hydraulique ne vous évoque rien ? Mais si, souvenez-vous des moulins à eau ! Inventés dès l’Antiquité, ils utilisaient la force des cours d’eau pour notamment moudre le grain et fabriquer du papier. Depuis, ils ont progressivement été abandonnés au profit de technologies que nous allons décortiquer ensemble.

L’énergie hydraulique est la principale source d’énergie renouvelable au monde. L’idée est d’exploiter les déplacements de l’eau sous toutes ses formes : chutes d’eau, courants marins, vagues… Comment ? En récupérant l’énergie cinétique qui va d’abord être transformée en énergie mécanique grâce aux turbines puis en énergie électrique avec des alternateurs. On vous a largué ? On a un peu fait exprès… Alors, on recommence tout, tranquillement. Tout d’abord, il faut différencier les modes de production de l’électricité à partir de l’énergie hydraulique.

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L’énergie hydroélectrique

Pour faire clair, l’hydroélectricité permet de fournir du courant à partir des barrages. Leur principe est simple : empêcher en partie l’écoulement naturel de l’eau. Au départ, une grande quantité d’eau est conservée dans ce que l’on appelle un « lac de retenue ». L’eau y accumule de l’énergie potentielle, c’est-à-dire de l’énergie alors stockée qui peut être convertie en une autre forme d’énergie. Pour l’exploiter, il faut la transformer en énergie cinétique en mettant en mouvement l’eau se trouvant dans la réserve. Des vannes installées dans le barrage laissent passer l’eau dans des conduites forcées qui sont de longs tuyaux métalliques qui descendent presque à la verticale. En contrebas de ces conduites se trouve la centrale. L’énergie cinétique libérée par le mouvement de l’eau va ainsi créer une énergie mécanique qui entraînera la turbine. Cette dernière va elle-même faire tourner un alternateur qui, enfin, produira de l’électricité.

À savoir que plus les chutes d’eau sont hautes, plus l’énergie potentielle est élevée et plus puissante sera la centrale.

La Belgique compte plusieurs installations hydroélectriques sur son territoire, dont la centrale de Coo-Trois-Ponts. Fin 2015, 118 centrales étaient implantées en Wallonie et 17 en Flandre.

L’énergie houlomotrice

Ce terme un peu barbare désigne l’énergie créée par les vagues. Il existe différents dispositifs pour exploiter cette énergie, tantôt installés en surface, tantôt immergés. Cependant, aucun d’entre eux n’est arrivé au stade de la maturité industrielle. La technologie la plus utilisée est une chaîne flottante articulée, appelée aussi « serpent de mer ». Le mouvement des vagues fait osciller les maillons de la chaîne, ce qui va comprimer au niveau des articulations un fluide. Ce dernier va alors entraîner une turbine qui va actionner l’alternateur qui produira le courant électrique.

L’énergie hydrolienne

Cette forme d’énergie découle de la force des courants marins. Pour la capter, on utilise des hydroliennes qui ressemblent aux éoliennes que nous connaissons bien. Elles fonctionnent en effet sur le même principe à la différence que les hydroliennes sont mises en mouvement par l’eau et non par le vent. Elles sont donc immergées en pleine mer et profitent du déplacement de l’eau pour produire de l’électricité. Si elles ne génèrent pas de déchet, leur utilisation est toutefois décriée en raison des zones de turbulences qu’elles créent et qui auraient un impact négatif sur l’environnement.

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L’énergie marémotrice

Est ici utilisé un mouvement naturel de la mer : la marée. Contrairement à une idée reçue, ce n’est pas directement le mouvement de la mer qui produit de l’électricité, comme c’est le cas pour les hydroliennes. C’est la différence de hauteur d’eau entre deux bassins qui crée de l’énergie potentielle. La technique employée ressemble davantage à celle des barrages. Une usine marémotrice comprend en effet un barrage séparant la mer d’un bassin qui va laisser passer l’eau deux fois par jour.

Deux façons de faire existent et sont départagées notamment en fonction de la hauteur de l’eau disponible.

  • Premier cas : le cycle simple effet. À marée haute, les vannes du barrage sont ouvertes afin de remplir le bassin. Dès que la marée s’apprête à descendre, elles se ferment. Une fois le niveau de la mer suffisamment bas, l’eau contenue dans le bassin est déversée dans la mer. Cette action va entraîner des turbines qui actionneront des alternateurs afin de produire de l’électricité.
  • Deuxième cas : le cycle double effet. C’est l’inverse du simple. Quand la marée monte, les vannes sont fermées. Dès que la mer atteint son plus haut niveau et le bassin son plus bas, les vannes s’ouvrent. Par contre, en marée basse, le processus est identique au cycle simple.

Plongez au cœur d’une centrale hydraulique pour mieux comprendre ses secrets

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