CONSOMMATION
| CONSOMMATION D'ENERGIE HYDRAULIQUE PAR CONTINENT | |
Comme le montre ces 2 tableaux, L'énergie d'origine hydraulique est en plein essor en Asie Pacifique, et notamment depuis 2002. En Amérique-Latine ainsi qu’en Europe et Eurasie, cette énergie renouvelable suit sa progression lente mais constante, alors qu’elle subit une stagnation en Amérique du Nord. Ainsi, en terme de part d’énergie hydraulique dans la consommation finale, l’Asie Pacifique a même délogé l’Amérique du Nord de sa deuxième position, et cette dernière est en passe de perdre son avance sur l’Amérique Latine. | |
Proportion d'hydroélectricité dans la production électrique totale de divers pays en 2004 |
Les couleurs représentent la production moyenne de chaque région du monde. On note que cette part est faible pour les pays plats ou sans beaucoup de relief (Danemark, Pays-Bas, Grande-Bretagne, Belgique...) ou peu arrosés (Moyen Orient). A l'opposé, cette part est maximale dans les pays bien arrosés et possédant du relief (outre les pays figurant sur la partie droite de ce graphique, on trouve aussi le Laos, le Bhoutan, le Népal...). Enfin on notera que la moyenne européenne s'établit à 10% d'hydroélectricité dans la production électrique totale. source : BP Statistical Review 2005 |
L’énergie hydraulique est la source majeure de production d’électricité en Amérique Latine, avec 64% de sa production provenant de cette énergie renouvelable. source : BP Statistical Review 2005 |
Plus de 16% (500 TWh) de l'électricité produite en Europe est d'origine hydraulique, ce qui en fait la troisième source de production d'électricité derrière l'électricité thermique fossile (charbon, fuel, gaz) et le nucléaire. Comme élément de comparaison, sachez qu’en 2007, la consommation française d’électricité s’élevait à 480 TWh.
Ce chiffre masque cependant une grande hétérogénéité entre les différents producteurs : l'hydroélectricité représente 99% de la production électrique en Norvège contre 0,07% au Danemark ou 0,1% aux Pays-Bas.
Malgré de nombreuses incitations vouées à promouvoir le développement de la filière hydroélectricité en Europe (par exemple la décision de principe du Conseil Européen de mars 2007 porte à 20 % la part d'énergie renouvelable dans la consommation finale d'énergie de l'UE à l'horizon 2020), plusieurs contraintes réglementaires et environnementales limitent son développement (en effet, une directive-cadre européenne adoptée le 23 Octobre 2000 oblige les États membres à préserver le bon état écologique des eaux de rivières).
En effet, d’une part. D’autre part, Ainsi, le développement de la filière petite hydroélectricité dépendra de l’équilibre de la transposition de ces directives par chacun des États membres au sein de leur législation.
L’hydraulique est la seconde source de production d’électricité en France (11% de la production d’électricité). L’hydroélectricité peut être produite par des centrales hydrauliques, alimentées en partie par des barrages.
Voici comment sont répartis les moyens de productions actuels :
Nombre de barrages | Nombre de centrales | Production annuelle |
447 | 2 062 | 60,9 TWh |
source : EDF
L’hydroélectricité, compte tenu de la possibilité de stocker l’eau dans des réservoirs et de faire démarrer très rapidement les moyens de production, joue un rôle particulièrement important pour assurer l’équilibre saisonnier et instantané de la production et de la consommation d’électricité.
Pour exploiter durablement cette ressource, il est essentiel de se préoccuper des différents usages de l‘eau au-delà de la production d’électricité : irrigation, mais aussi eau potable, pisciculture…
Le relief et l’hydrographie étant deux éléments déterminants de la quantité d’électricité productible, l’hydroélectricité est très localisée sur le territoire. Selon l’Observatoire de l’Énergie, 82% de la production française d’hydroélectricité est assurée par uniquement 4 régions :
Au total, avec les autres régions, la production d’hydroélectricité s’élève à environ 25 000 MW de puissance installée pour une production annuelle moyenne de 70 TWh.
La part de l’électricité d’origine renouvelable dans la consommation brute d’électricité en France métropolitaine était de 12,1% en 2006. Dans cette production d’électricité verte, la part de l’hydraulique reste largement prépondérante puisque elle couvre près de 91% de la production.
Source : www.industrie.gouv.fr
Répartition actuelle des centrales hydroélectriques en fonction des puissances installées (exprimées en MW)
L’aire des disques rouges est proportionnelle à la puissance installée par région
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Une centrale hydraulique est généralement composée de trois éléments :
1 - Le barrage retient l’écoulement naturel de l’eau. De grandes quantités d’eau s’accumulent alors, formant ainsi un lac de retenue.
2 - Lorsque l’eau est stockée, il suffit d’ouvrir des vannes pour entamer le cycle de production. L’eau s’écoule alors en contrebas, vers la centrale hydraulique, par un canal de dérivation. Il y a donc une forte chute d’eau entre deux niveaux différents.
3 - La force de l’eau entraîne la rotation de la turbine.
4 - La turbine entraîne l’alternateur, qui produit de l’électricité.
5 - Un transformateur élève alors la tension du courant produit par l’alternateur pour qu’elle puisse être plus facilement transportée dans les lignes à haute et très haute tension. L’électricité ainsi produite peut alors être injectée dans le réseau des lignes électriques.
6 - L’eau turbinée rejoint la rivière par le canal de fuite.
7 - 11% de l’électricité qui arrive chez vous est d’origine hydraulique, plus de 10% de l’électricité que vous consommez est donc de l’énergie renouvelable.
Il existe deux grands types de centrales hydrauliques : la Petite Centrale Hydraulique (PCH) et la Grande Centrale Hydraulique (GCH)
Les Petites Centrales Hydrauliques sont très majoritairement des centrales au fil de l’eau. Cette technique est également utilisée pour capter l’énergie des grands fleuves (En France, c’est la cas du Rhône, du Lac Leman et du Rhin). Elles ne disposent pas de réservoir de stockage et sont donc à même de produire de l’électricité qu’en fonction des apports en eau du moment. La production dépend donc du niveau des eaux et des précipitations. Ces centrales sont souvent situées en plaine sur des cours d’eau fort et à faibles fluctuations tout au long de l’année (par exemple le Rhin ou le Rhône).
Pour les Grandes Centrales Hydrauliques uniquement :
Grâce à des barrages, elles disposent d’une grande capacité de stockage de l’eau, pour s’adapter au plus juste la production à la demande d’électricité. Ces centrales sont souvent placées dans des massifs montagneux, sur des cours d’eau dont le débit est très variable en fonction des précipitations et des saisons.
L'électricité ne peut pas être stockée, aussi cherche‑t‑on les moyens de stocker de l'énergie sous diverses formes. Une des plus efficaces est de la stocker sous forme d'énergie potentielle de l'eau Ces stations fonctionnent en circuit fermé. Il s’agit d’une station composée de deux retenues d’eau : l’eau du bassin supérieur situé en amont est turbinée aux heures de très forte consommation, puis recueillie dans une retenue en aval. Aux heures de faible consommation, l’eau est pompée et remontée dans la retenue en amont. Le stock d’eau est donc renouvelée à l’infini ! Les hauteurs de chute sont en général très élevées (800 à 1000 m).
Il existe une centrale marémotrice en France: il s’agit de l’usine de la Rance, proche de Saint-Malo (Ille-et-Vilaine). Cette centrale est la seule au monde qui produit de l’électricité de façon industrielle à partir des marées. A titre d’exemple, 4 % de l'électricité consommée en Bretagne provient de cette centrale (soit l'équivalent de la consommation d'une ville telle que Rennes).
Le principe de fonctionnement est le même que celui d’une centrale de basse chute mais c’est la force du courant créé par les marées qui entraîne la turbine et avec elle l’alternateur.
Sources : sfp.in2p3.fr | energies-renouvelables.org
Le barrage permet de stocker une très grande quantité d’eau (la centrale peut ainsi continuer de produire de l’électricité même en période de basses eaux) mais elle permet aussi de créer de grandes chutes d’eau et donc de faire tourner plus facilement les turbines.
| Il existe 3 types de barrages : | |
 | les barrages poids : il s’agit des barrages les plus simples mais aussi les plus lourds (ils sont constitués de pierre ou de béton). Il est vertical par rapport à la retenue d’eau et incliné par rapport à la vallée. |
 | les barrages voûtes : constitués en béton et en forme de courbe, ils s'appuient en partie sur des parois rocheuses. Ils peuvent être soutenus par des contreforts. Il est incliné par rapport à la retenue et vertical par rapport à la vallée. On en trouve le plus souvent dans des vallées étroites. |
 | les barrages à contreforts : ce sont les barrages les plus légers car composés que de contreforts triangulaires en béton, qui lui permettent de reporter la pression exercée par l'eau est reportée vers le sol. |
Ces grands ouvrages permettent de produire 11% des besoins en électricité en France. | |
source : edf.com
Le principe de fonctionnement d’une petite centrale hydraulique est identique à celui des grandes centrales : c’est l’énergie mécanique produite par la force de l’eau qui est transformée en énergie électrique alternative grâce à une turbine et à un alternateur. Lorsqu’il s’agit de la Petite Hydraulique, on parle de centrales au fil de l’eau.
En France, la production d’électricité des PCH (Petites Centrales Hydrauliques), c’est-à-dire des centrales d’une puissance inférieure à 10MW, représente 12% de l’électricité hydraulique produite. Dans la Petite Centrale Hydraulique on distingue les petites centrales, des micro et pico centrales.
La différence réside dans la puissance des centrales :
Quelque soit la puissance installée, il s’agit le plus souvent de centrales « au fil de l’eau » (la hauteur de chute étant souvent trop faible pour apporter un rendement satisfaisant).
Le choix de la taille d’une centrale hydraulique dépend essentiellement du débit du cours d’eau sur lequel on souhaite installer cette centrale.
Pour calculer la puissance d’une installation, certaines données sont à connaître :
La formule suivante détermine la puissance maximale de l’installation hydraulique envisageable :
7 x débit en litre x la hauteur de chute en m = puissance en kVa (sachant que 1 kVa = 0,8 kW)
Source: www.cler.org
Toute personne physique ou morale (ex. collectivités, entreprises, etc.) a la possibilité de créer ou réhabiliter une centrale hydraulique.
Notez tout de même que cette initiative demande beaucoup de patience et de courage, ainsi que des fonds conséquents, car ce type d’installation n’est pas très soutenu financièrement par les acteurs publics.
Vous pouvez choisir entre :
Le choix de la vente totale de l’hydroélectricité que vous produisez (vente exclusive à EDF), et plus intéressant financièrement que le choix de la vente du surplus uniquement, car il y a une prime de régularité de la production, déterminée par l’arrêté du 1er mars 2007 :
Tarif de vente de l’électricité produite par une installation hydraulique | |
6,07 c€ / kWh | + prime comprise entre 0,5 et 2,5 c€/kWh pour les petites installations de la production |
(en hiver, les besoins sont plus élevés : plus la production d’électricité est régulière, plus la prime est élevée) | |
source : DGEMP
Sachez avant tout que, pour un particulier, mis à part le crédit d’impôt qui reste valable pour l’hydraulique (sous conditions), les aides financières sont beaucoup moins conséquentes que pour les autres types d’énergies renouvelables (rendez vous sur l’onglet « L’électricité hydraulique chez vous»).
De plus, il est impossible d’occulter le fait que les démarches administratives pour l’électrification grâce à l’énergie hydraulique sont bien plus longues que pour les autres énergies renouvelables (solaire, éolien…), et ce pour les personnes physiques ET morales.
En effet, le dossier de demande est adressé à la Préfecture (au titre de la loi sur l’eau), qui sera par la suite soumis à l’ensemble des services compétents concernés (à savoir entre autre la police des eaux, police de la pêche, DRIRE, DDE…) mais aussi aux utilisateurs potentiels de la ressource que vous souhaitez exploiter (pêcheurs, sportifs…). Ainsi, il vous faut savoir qu’en moyenne deux années de démarches administratives sont nécessaires.
Enfin, le coût d’une installation varie très fortement en fonction de la configuration du terrain, des caractéristiques de l’équipement, de son dimensionnement…
Que vous soyez en site isolé (c’est-à-dire loin du réseau électrique) ou bien raccordé au réseau électrique, vous pouvez profiter des propriétés de l’eau pour produire votre propre électricité.
Attention ! Dans tous les cas, posez-vous les bonnes questions :
Pour implanter une petite centrale hydroélectrique en site isolé, une étude préalable est indispensable afin de déterminer avec précision la consommation d’électricité quotidienne du site. Cette étude permettra également de déterminer si le choix de l’énergie hydraulique est la plus adaptée ou si un choix solaire ou éolien ne serait pas plus approprié.
L’aide au financement de cette étude est possible (renseignez vous auprès de votre mairie mais aussi auprès d’EDF qui accorde également un soutien financier).
> L’énergie produite par votre centrale doit nécessairement être stockée grâce à des batteries d’accumulateurs : en effet, vous pouvez soit avoir besoin d’une énergie régulière (auquel cas un stockage permet de pallier un éventuel arrêt de la production), soit vous n’avez pas besoin d’électricité au moment où elle est produite (en stockant l’énergie produite vous ne la gaspillez donc pas).
La capacité de stockage dépend de l’autonomie qui vous est nécessaire. Il est tout à fait possible, voire souhaitable de posséder une source d’énergie d’appoint (notamment un groupe électrogène).
Le raccordement au réseau :
Si vous êtes actuellement raccordé au réseau, vous pouvez également produire votre propre électricité verte !
En ce sens, vous disposerez d’un double compteur qui permettra :
Sachez que depuis février 2000, EDF a l’obligation d’acheter l’électricité d’origine renouvelable que vous produisez, si vous ne la consommez pas. Les tarifs de rachat ont été redéfinis par l’arrêté du 1er mars 2007 comme suit :
Tarif de vente de l’électricité produite par une installation hydraulique | |
6,07 c€/kWh | + prime comprise entre 0,5 et 2,5 c€/kWh pour les petites installations |
(en hiver, les besoins sont plus élevés: plus la production d’électricité est régulière, plus la prime est élevée) | |
source : DGEMP
Le Code de l’environnement du 20 Septembre 2000 rassemble et codifie les lois antérieures relatives à l’eau et aux milieux aquatiques (et notamment la Loi sur la Protection de la Nature de 1976, la Loi pêche de 1984 et la Loi sur l’Eau de 1992). La réglementation en vigueur cherche en premier lieu à garantir le respect de l’environnement, et donc maîtriser les impacts. Aussi, la création ou réhabilitation d’une petite centrale hydraulique est encadrée par une législation très dense et qui encadre la qualité des eaux, l’environnement sonore, le respect des paysages, de la faune et de la flore. (Source : Ademe)
Le territoire est divisé en bassins hydrographiques et, dans chaque bassin, une Agence de l’eau est chargée de faciliter les diverses actions d’intérêt commun. Elle attribue des subventions, des avances, ou des prêts aux personnes publiques et privées, pour des études ou des travaux présentant un intérêt pour la ressource, et perçoit des redevances.
Les Installations, les Ouvrages, les Travaux et les Activités susceptibles d’avoir un effet quantitatif ou qualitatif sur la ressource sont soumis à une procédure comparable à celle instaurée par la réglementation des installations classées pour la protection de l’environnement : ces "IOTA" sont répertoriés dans une nomenclature et doivent faire l’objet, suivant leur impact, d’une déclaration ou d’une autorisation préalable. Le dossier de demande d’autorisation comprend entre autres un document d’incidence et doit être soumis à enquête publique.
http://www.ademe.fr/midi-pyrenees/documents/a_2/prediag_minihydraulique.pdf
Cette page recense les grandes étapes préalables à l’installation d’une PCH (Petite Centrale Hydraulique)
Décret et tarifs d’achat
La loi du 10 février 2000 a imposé, au titre des missions de service public, à EDF et aux Entreprises Non Nationalisées (ENN) une obligation d’achat, notamment de l’électricité produite à partir de sources renouvelables. Cependant cette obligation est soumise à de nombreuses conditions, à savoir préserver le bon fonctionnement des réseaux dans les limites d’une certaine puissance fixée par filière.
Elle pourra être révisée en fonction du degré d’ouverture du marché. La loi prévoit qu’un décret fixera les obligations du producteur et qu’un arrêté fixera les tarifs.
Filière | Arrêté | Durée du contrat | Exemple de tarifs pour de nouvelles installations |
Hydraulique | 1er Mars 2007 | 20 ans | 6,07 c€/kWh + prime comprise entre 0,5 et 2,5 pour les petites installations + prime comprise entre 0 et 1,68 c€/kWh en hiver selon la régularité de la production |
source : DGEMP
Parallèlement, vous devrez vous acquitter de différentes taxes et redevances auprès de votre commune.
Le crédit d’impôt pour les personnes physiques
Ce crédit d’impôt s’impute à l’achat du matériel (subventions déduites, hors pose) si les travaux ont lieu dans votre résidence principale. La facture de l’entreprise qui fournit le matériel et exécute la pose doit faire clairement ressortir le coût des fournitures.
Selon les dispositions figurant à l'article 90 de la loi de finances pour 2005 et à l'article 83 de la loi de finances pour 2006, le montant des dépenses qui ouvre droit au crédit d'impôt ne peut excéder 8 000 € pour une personne seule et 16 000 € pour un couple. Il peut être majoré en fonction de la situation familiale (400 € pour un enfant, 500 € pour 2 enfants et 600 € pour 3 enfants).
Autres types d’aides : 2 cas de figure (Source Ademe)
Attention : les aides ci-dessous ne concernent que les personnes morales (collectivités, entreprises, associations)
Le FACE (Fonds d’Amortissement des Charges d’Electrification) peut participer au financement de l’installation si elle répond aux deux critères suivants :
Le FEDER (Fonds Européen pour le Développement Régional) peut également apporter des subventions.
Investissement : l’investissement varie beaucoup d’une installation à l’autre, notamment du fait de la nature et de la configuration du site, le génie civil pouvant représenter plus de 50 % du coût. Selon l’AIE, le coût d’investissement serait compris dans une fourchette de 1400 à 2000 €/kW. Par contre les coûts d’entretien, de maintenance et de conduite des centrales sont généralement très réduits. En France par exemple, la plupart des centrales hydrauliques sont télécommandées et ne disposent pas de personnel permanent sur site.
Vous avez la possibilité de recourir à l’énergie hydraulique pour vous fournir en électricité, que vous soyez raccordé au réseau ou en site isolé. Cependant, les démarches administratives sont lourdes, et nécessitent en moyenne 2 ans.
Pour implanter une petite centrale hydroélectrique en site isolé, une étude préalable est indispensable afin de déterminer avec précision la consommation d’électricité quotidienne du site. Cette étude permettra également de déterminer si le choix de l’énergie hydraulique est la plus adaptée ou si un choix solaire ou éolien ne serait pas plus approprié.
L’aide au financement de cette étude est possible (renseignez vous auprès de votre mairie mais aussi auprès d’EDF qui accorde également un soutien financier).
L’énergie produite par votre centrale doit nécessairement être stockée grâce à des batteries d’accumulateurs: en effet, vous pouvez soit avoir besoin d’une énergie régulière (auquel cas un stockage permet de pallier un éventuel arrêt de la production), soit vous n’avez pas besoin d’électricité au moment où elle est produite (en stockant l’énergie produite vous ne la gaspillez donc pas).
La capacité de stockage dépend de l’autonomie qui vous est nécessaire. Il est tout à fait possible, voire souhaitable de posséder une source d’énergie d’appoint (notamment un groupe électrogène).
Si vous êtes actuellement raccordé au réseau, vous pouvez également produire votre propre électricité verte !
En ce sens, vous disposerez d’un double compteur qui permettra:
Sachez que depuis février 2000, EDF a l’obligation d’acheter l’électricité d’origine renouvelable que vous produisez, si vous ne la consommez pas.
La réglementation en vigueur cherche en premier lieu à garantir le respect de l’environnement, et donc maîtriser les impacts. Aussi, la création ou réhabilitation d’une petite centrale hydraulique est encadrée par une législation très dense et qui encadre la qualité des eaux, l’environnement sonore, le respect des paysages, de la faune et de la flore. (Source Ademe)
Aussi, le dossier de demande est à adresser à la Préfecture (au titre de la loi sur l’eau), et sera par la suite soumis à l’ensemble des services compétents concernés (à savoir entre autre la police des eaux, police de la pêche, DRIRE, DDE…) mais également aux utilisateurs potentiels de la ressource que vous souhaitez exploiter (pêcheurs, sportifs…).
Le territoire est divisé en bassins hydrographiques et, dans chaque bassin, une Agence de l’eau est chargée de faciliter les diverses actions d’intérêt commun. Elle attribue des subventions, des avances, ou des prêts aux personnes publiques et privées, pour des études ou des travaux présentant un intérêt pour la ressource, et perçoit des redevances.
Sachez que le coût d’une installation varie très fortement en fonction de la configuration du terrain, des caractéristiques de l’équipement, de son dimensionnement…
Le génie civil peut représenter plus de 50 % du coût. Selon l’AIE, le coût d’investissement serait compris dans une fourchette de 1400 à 2000 €/kW. Par contre les coûts d’entretien, de maintenance et de conduite des centrales sont généralement très réduits. En France par exemple, la plupart des centrales hydrauliques sont télécommandées et ne disposent pas de personnel permanent sur site.
Parallèlement, vous devrez vous acquitter de différentes taxes et redevances auprès de votre commune.
La loi du 10 février 2000 a imposé, au titre des missions de service public, à EDF et aux Entreprises Non Nationalisées (ENN) une obligation d’achat, notamment de l’électricité produite à partir de sources renouvelables. Cependant cette obligation est soumise à de nombreuses conditions, à savoir préserver le bon fonctionnement des réseaux dans les limites d’une certaine puissance fixée par filière.
Elle pourra être révisée en fonction du degré d’ouverture du marché. La loi prévoit qu’un décret fixera les obligations du producteur et qu’un arrêté fixera les tarifs.
Ce crédit d’impôt s’impute à l’achat du matériel (subventions déduites, hors pose) si les travaux ont lieu dans votre résidence principale. La facture de l’entreprise qui fournit le matériel et exécute la pose doit faire clairement ressortir le coût des fournitures.
Selon les dispositions figurant à l'article 90 de la loi de finances pour 2005 et à l'article 83 de la loi de finances pour 2006, renforcées par la loi de finances de 2009 (voir notre dossier crédit d'impôt), le montant des dépenses qui ouvre droit au crédit d'impôt ne peut excéder 8000 € pour une personne seule et 16000 € pour un couple. Il peut être majoré en fonction de la situation familiale (400€ pour un enfant, 500€ pour 2 enfants et 600€ pour 3 enfants).
Pour les équipements de production d’énergies renouvelables, le taux du crédit d’impôt est passé de 40% à 50% au 1er Janvier 2006.
2 cas de figure (Source Ademe)
Le site est raccordé au réseau
En plus de bénéficier du crédit d’impôt (si votre cas est conforme aux conditions requises) et des aides régionales éventuelles, le FACE peut participer au financement, mais uniquement si le coût de l’installation est inférieur aux solutions traditionnelles; de plus, l’installation doit alimenter une résidence principale, un bâtiment agricole ou collectif.
Le site est isolé, non raccordé au réseau, et en zone d’électrification rurale
Sachez que l’Ademe n’apporte pas d’aide financière à l’installation d’une centrale hydraulique, mais uniquement une aide à la décision.
Votre région peut cependant avoir mis en place des subventions pour l’installation d’une petite centrale hydraulique, nous vous conseillons donc de vous en rapprocher.
