Produire sa propre électricité avec turbine à eau en petite hydraulique

Sommaire

La « petite hydraulique » exploite le potentiel énergétique de l'eau : barrages, centrales (usines) électriques, canaux de dérivation. La puissance disponible sur un cours d'eau dépend de deux facteurs : du débit d'eau et de la hauteur de la chute. À la différence du soleil ou du vent, l'eau offre un grand avantage : la possibilité d'être stockée, donc d'accumuler un potentiel important d'énergie hydraulique, comme c'est le cas pour les grandes centrales.

Les petites centrales

Le principe des petites centrales consiste, comme celui des grandes, à transformer l'énergie d'un flux d'eau en énergie mécanique grâce à une turbine, puis au moyen d'un générateur (un alternateur) en énergie électrique. En fonction du rapport entre la hauteur de la chute et le débit d'eau, on distingue les centrales de haute chute (grande hauteur, faible débit), de moyenne chute (dénivelé moyen, débit important) et de basse chute (dénivelé faible, débit important).

Si vous avez la chance d'avoir un moulin ou un cours d'eau contactez-nous, il est possible de faire une étude pour installer une turbine à eau pour produire sa propre électricité.

3 types de petite hydraulique

L'ADEME distingue trois types de « petite hydraulique » :

• La petite centrale hydraulique (puissance allant de 5 mégawatts à 10 mégawatts).
• La microcentrale (de 100 kilowatts à 5 mégawatts).
• La picocentrale (moins de 100 kW).

Les centrales d'EDF

Les 3000 petites centrales hydrauliques (dont 1300 ont une puissance inférieure à 1MW) exploitées par EDF et des producteurs particuliers produisent près de 7 térawattheures (TWh) par an, soit 1,5 % de la production électrique française.

De toutes les énergies renouvelables, l'énergie hydraulique est l'une des plus intéressantes et la plus parfaite des énergies elle constitue l'une des plus beaux cycles que la nature nous a donnés. Cette énergie provient du soleil, comme toutes les énergies dont dispose la planète.

Le flux solaire incident en dehors de l’atmosphère est en moyenne de 1 367 W/m2. L’énergie reçue par la Terre en un an est colossale, 30 p. 100 sont réfléchis et renvoyés dans l’espace, 23 p. 100 sont utilisés pour le cycle évaporation/précipitation de l’eau et moins de 1 p. 100 pour le cycle du carbone (croissance de la biomasse), des vents et des courants. Le reste (46 p. 100) est absorbé par l’air, les continents et les océans, et transformé en chaleur, ce qui représente plus de 62 000 Giga tep/an soit plus de 6 000 fois la consommation mondiale d’énergie primaire.

Le cycle de l'eau dans la biosphère

Il est donc fondé en particulier sur l’évaporation d’une infime partie de l’eau des océans par l’énergie solaire. Cette eau forme les précipitations, dont une partie tombe sur les continents et permet la croissance de la biomasse et la formation des rivières et des fleuves. Sur ce total, le potentiel techniquement exploitable est de l’ordre de 15 000 TWh/an, alors que seulement 2 300 TWh/an sont actuellement (1994) exploités sous forme d’électricité produite par des centrales hydroélectriques. En assurant ainsi 18 p. 100 des 12 800 TWh d’électricité produite dans le monde en 1994, l’hydroélectricité est ainsi la principale filière de production mondiale d’électricité primaire (c’est-à-dire produite sans recourir au charbon, au pétrole ou au gaz). La croissance de sa contribution est régulière et correspond à plus de 10 GW/an de croissance du parc installé mondial. Dans le futur, cette croissance va continuer, compte tenu de plusieurs facteurs favorables :

• Seulement 15 p. 100 du potentiel technique est équipé, avec des situations très contrastées suivant les pays. Un petit nombre d’entre eux, dont la France et la Suisse, ont exploité plus de 90 p. 100 de leur potentiel technique, en démontrant ainsi qu’il est possible de mettre en valeur ce potentiel sans problèmes majeurs de coût et d’environnement. À l’opposé, l’Asie et l’Amérique latine n’ont exploité que 20 p. 100 de leur potentiel, et l’Afrique seulement 5 p. 100. Le potentiel de croissance est donc très important, en particulier dans les pays émergents et en développement.
• La « valeur » de l’hydroélectricité pour la gestion des systèmes électriques est très élevée, car, avec ses réserves de puissance des barrages mobilisables en quelques minutes, elle permet le mieux d’adapter finement l’offre à la demande d’électricité sur un réseau.
• Les technologies de fabrication des équipements (turbines, alternateurs) et de réalisation des ouvrages sont déjà maîtrisées par les grands pays en développement ou émergents (Chine, Inde, Brésil...), ce qui réduira leur déficit commercial avec les pays industrialisés.
• Les tailles des aménagements hydroélectriques sont adaptées aux différents besoins des communautés humaines : moyennes et grandes centrales (de 10 à 1 000 MW et plus) pour les réseaux interconnectés ; petites centrales hydroélectriques (P.C.H., moins de 10 MW) pour les réseaux régionaux ou locaux et accessibles aux producteurs autonomes et aux collectivités locales, centrales villageoises de quelques kilowatts à quelques centaines qui ont un rôle économique et social irremplaçable dans les pays en développement.

En Chine, de 1984 à 1992, plus de 90 millions d’habitants ont eu accès à l’électricité grâce à de petites centrales hydroélectriques villageoises autonomes, qui assurent à la fois les besoins domestiques et productifs (pompes d’irrigation, ateliers, petites industries locales). Au total, la production mondiale des P.C.H. peut être évaluée en 1993 à 80 TWh/an (dont 43 pour la Chine), alors que le potentiel technique et économique mondial est de plus de 500 TWh/an.