L'énergie hydraulique : guide pour débutant

Grâce à la puissance de l’eau, l’énergie peut être générée avec succès au centre des centrales hydroélectriques, qui sont spécialement installées dans des environnements à forte pente, où le courant est important. Le principe de l’hydro électricité renouvelable est de s’appuyer sur la construction de barrages, grâce au stockage de l’eau, pour réussir à contrôler la puissance hydraulique pour faire tourner les turbines.

L’alternateur va donc tourner et produire de l’électricité grâce à ces turbines. Grâce à cet article, vous découvrirez l’énergie hydraulique et son fonctionnement ainsi que son potentiel de développement.

Généralité sur l’énergie hydraulique

L’énergie hydraulique est l’énergie qui utilise la force de l’eau, le débit de l’eau ou la force de chute pour activer des mécanismes générateurs d’énergie à différentes hauteurs.

L’hydroélectricité est une technologie qui remonte à l’époque romaine, lorsque le potentiel des moulins à rotation hydrodynamique a été découvert. Ainsi, pour la première fois, on passe des moulins mécaniques à des moulins actionnés de manière conventionnelle par un courant d’eau, permettant une mouture efficace de la farine.

1. Fonctionnement de l’énergie hydraulique

Aujourd’hui, l’énergie renouvelable de l’eau est produite dans des centrales hydroélectriques, de grands moulins, qui captent l’énergie cinétique de l’eau, les écoulements naturels, pour faire tourner de grosses turbines. L’électricité produite par ces derniers pourra être injectée dans le réseau, grâce notamment à l’utilité des groupes électrogènes.

C’est une véritable source d’énergie renouvelable, au même titre que le photovoltaïque ou l’éolien, car sa source principale ne s’épuise pas. En effet, l’eau ayant acquis l’essentiel de la force nécessaire au bon fonctionnement des composants internes de la centrale, cette dernière va laisser couler.

2. De quoi est composé l’hydraulique ?

Les principes de fonctionnement des centrales hydroélectriques découlent directement de l’histoire et de l’expérience de la conversion de l’énergie cinétique telle que l’eau en énergie mécanique ou électrique. Comme beaucoup d’autres centrales, le fonctionnement des centrales hydroélectriques repose donc sur 4 étapes clés, à savoir :

Le rôle du barrage

Les barrages ont évidemment pour fonction de retenir l’eau. L’idée est de construire un barrage suffisamment grand et suffisamment solide pour pouvoir stocker de grandes quantités d’eau en maintenant son débit naturel. Grâce à cette technique, une sorte de lac s’est alors formé devant le barrage.

Contrôle de la conduite d’eau

Une fois que le barrage est autorisé à stocker de l’eau, l’eau est alors dirigée à un rythme précis vers de gros tuyaux mécaniques appelés conduites d’eau sous pression. Le principe est d’utiliser ces canalisations pour diriger l’eau vers la centrale hydroélectrique située en contrebas. Aujourd’hui, tout ce processus est piloté automatiquement. Dans le passé, cependant, une intervention manuelle était nécessaire pour ouvrir et fermer la vanne, une action nécessaire à l’écoulement de l’eau.

La production d’électricité

Le tuyau est directement conçu pour pouvoir diriger l’eau vers un endroit précis de la centrale électrique, où il peut faire tourner les turbines. Les turbines, alimentées par l’eau, feront alors tourner l’alternateur, qui produit en fait du courant alternatif.

L’écoulement de l’eau et le réglage de la tension

La tension du courant alternatif généré sera gérée par un transformateur afin que ce courant puisse être transporté dans des lignes à très haute tension.

En conséquence, l’eau traversant la turbine perd sa puissance et peut être rejetée dans la rivière par des eaux de queue spécialement conçues pour l’évacuation.

3. Les forces et faiblesses de l’énergie hydraulique

Faiblesses de l’énergie hydraulique

Voici une liste des inconvénients de l’énergie hydroélectrique :

La construction de centrales électriques, en particulier de barrages hydroélectriques, peut avoir des effets néfastes sur les écosystèmes et l’environnement local. L’intervention humaine dans la mise sur pied de tels bâtiments perturbe l’équilibre de la flore et de la faune dans la région.
Une telle infrastructure est coûteuse en raison de sa taille, des matériaux et de la main-d’œuvre utilisés.
La production d’électricité pourrait subir un rebond plus ou moins important entre vagues de chaleur et sécheresses.
Il doit y avoir des terres qui répondent aux besoins de production, donc des cours d’eau accidentés et montagneux.

Les forces de l’énergie hydraulique

Voici une liste des avantages que regorge l’énergie hydraulique

Étant la plus ancienne ressource renouvelable disponible en France, ses experts l’ont parfaitement maîtrisée et l’ont transformée en une énergie propre qui ne supprime pas les déchets.
Le rendement de l’hydroélectricité est relativement élevé, ce qui en fait une ressource intéressante.
Avec un débit d’eau réglable, la production est flexible et peut être adaptée aux besoins du réseau couvert par chaque usine.
Il ne s’agit ni d’énergie fossile ni d’énergie nucléaire. En conséquence, la pression hydraulique ne présente pas de risque d’explosion catastrophique et les centrales électriques n’ont pas besoin d’être aussi protégées que les centrales nucléaires, en particulier contre les intrus potentiels.

4. L’énergie hydraulique en France

En France, l’hydroélectricité renouvelable représente environ 13 % de la production annuelle d’électricité. Cela signifie en outre que c’est la deuxième source d’électricité en France après le nucléaire. Cependant, la variabilité de ce flux est relativement élevée, avec des variations de production allant jusqu’à 45 % par an, en fonction des précipitations.

Avec des contrôles forts liés à sa production au fil des années, l’hydraulique est aujourd’hui l’énergie renouvelable qui fait rage partout dans le monde. Cette électricité est à la pointe de la production alternative complétée par le solaire ou l’éolien, qui est au cœur de la problématique de la conversion énergétique.

5. Les vidéos sur l’énergie hydraulique

Les sources pour la rédaction de cet article

Questions & Réponses

Comment se produit l’énergie hydraulique ?

L’énergie hydraulique est générée par les forces et les mouvements de l’eau (rivières, chutes d’eau, vagues, courants marins) et peut être utilisée pour générer de l’énergie électrique.

Quelle est l’origine de l’hydraulique ?

L’hydroélectricité dépend du cycle de l’eau. C’est la principale source d’énergie renouvelable. L’action du soleil évapore l’eau de la mer et de la terre. Il se condense en nuages qui se déplacent avec le vent.

Quel est l’avenir de l’énergie hydraulique ?

En plus des énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien qui semblent difficiles à stocker, l’énergie hydraulique peut être stockée et consommée rapidement. L’avenir de l’hydroélectricité passe notamment par le développement des stations de pompage de transfert d’énergie (STEP).

Est-ce que l’énergie hydraulique est verte ?

L’énergie hydraulique est par nature une énergie verte et renouvelable car elle utilise le potentiel que l’eau est obtenue après évaporation, précipitation et écoulement dans le cycle naturel de l’eau dans l’échange entre la terre et le milieu atmosphérique.

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