Centrale hydroélectrique

Créez de l'énergie propre avec une centrale hydroélectrique !

Voici un aperçu des points abordés dans notre guide pratique sur les centrales hydroélectriques. Pour en savoir plus, cliquez sur les liens de votre choix.

Centrales hydroélectriques : les principes

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L'hydraulique a permis à l'homme de produire de l'énergie propre, depuis les moulins à eau et la roue hydraulique.

L'hydroélectricité a succédé à l'hydraulique

Aujourd'hui, on a recours à l'hydroélectricité qui utilise la force de l'eau pour produire de l'énergie. L'énergie cinétique de l'eau (de son mouvement) est transformée en énergie mécanique grâce à l'utilisation d'une turbine, Cette énergie mécanique est ensuite transformée en énergie électrique grâce à un alternateur.

Rentabilité d'une centrale : les principes

Avant de se lancer dans la création ou le rachat d'une centrale hydroélectrique, il est indispensable d'étudier sa rentabilité. Pour cela, il faut prendre en compte différentes données : les données hydrologiques, le coût du raccordement de la centrale, la vente de l'électricité à EDF et sa réglementation, les coûts d'exploitation, etc.

Réglementation de l'hydroélectricité

Pour monter un projet hydroélectrique, il est indispensable de demander les autorisations légales, car en France, la production d'électricité est réglementée. La loi a mis en place une notion de droit de l'eau qui oblige toute exploitation à demander une autorisation, sauf en dessous d'une certaine taille (150 kW) et pour les installations antérieures à 1919.

D'autres lois encadrent la production hydroélectrique :

RÉGLEMENTATION DES CENTRALES HYDROÉLECTRIQUES

Texte de loi	Explications
Loi du 15 juillet 1980	Précision sur la notion de rivières réservées : aucun équipement nouveau ne peut y être installé.
Loi du 12 juillet 1983	Mise en enquête publique obligatoire pour toute installation d'une puissance supérieure à 500kW.
Loi du 30 juin 1984 : la loi pêche	Obligation pour toutes les installations à maintenir un débit réservé à l'aval du barrage. La passe à poisson devient obligatoire dans certaines installations.
Loi du 3 janvier 1992	Établissement de schémas directeurs d'aménagement et de gestion des eaux (SDAGE) par les agences de bassins.
Loi du 13 juillet 2005	La puissance d'une installation peut être augmentée de 20% maximum en une fois, après déclaration à l'administration compétente.

Petites centrales hydroélectriques : micro et pico centrales

Il existe 2 types de petites centrales hydroélectriques. La micro-centrale hydroélectrique a une puissance comprise entre 20 kW et 500 kW. La pico centrale hydroélectrique a une puissance inférieure à 20 kW. Elles ne sont pas soumises à la demande d'autorisation liée au droit de l'eau, prévue par la loi d'octobre 1919.

Barrage : les différents composants

Il existe différents types de barrage hydroélectrique, à choisir selon le type de terrain. Certains éléments sont indispensables à l'installation du barrage de la centrale hydroélectrique :

la passe à poisson ou l'échelle à poissons : prévue par le Code rural, elle est essentielle à la protection de la faune aquatique et permet aux poissons de circuler librement dans l'eau et de franchir le barrage sans risque de se retrouver entraîné dans le canal d'amenée,
la prise d'eau (ou le canal d'amenée) : elle capte et dirige l'eau vers la centrale, elle peut être située à différents emplacements et doit être adaptée aux caractéristiques du cours d'eau,
le déversoir : cet élément de la centrale tient un rôle de régulateur des eaux de crue et du débit de l'eau, il en existe de différents types,
le bassin de décantation est nécessaire pour obtenir une eau clarifiée et éviter les problèmes d'usure de la turbine.

Composants d'une centrale : roue ou turbine

Le fonctionnement d'une centrale électrique repose essentiellement sur son moteur : la turbine ou la roue. La roue hydraulique est utilisée dans les installations anciennes, notamment les moulins. Il existe plusieurs types de roues hydrauliques. Le choix se fait en fonction du terrain.

La turbine hydraulique permet elle aussi de transformer l'énergie cinétique de l'eau (c'est-à-dire un corps qui possède une énergie du fait de son mouvement) en une énergie mécanique. A l'aide d'un générateur, cette énergie mécanique est ensuite transformer en énergie électrique. On trouve deux types de turbine : à action/impulsion et à réaction. Le choix dépend de nombreux paramètres : type de centrale, terrain, hauteur de chute, etc.

Exploitation et entretien d'une centrale hydroélectrique

Pour gérer une production hydraulique, il est nécessaire de connaître le débit turbiné et d'effectuer des réglages quand cela est nécessaire : réglage du débit d'eau qui arrive dans la turbine à l'aide d'un régulateur de vitesse et d'un régulateur de tension.

L'entretien de la centrale hydroélectrique est un autre élément indispensable à son bon fonctionnement. Même si elle ne nécessite que peu d'entretien, certains gestes sont essentiels :

ENTRETIEN D'UNE CENTRALE HYDROÉLECTRIQUE
Prise d'eau	En période d'orage ou de crue, de nombreux débris peuvent être charriés et obstruer les grilles. Leur entretien régulier est absolument nécessaire avant une mise en service. Le nettoyage de la grille peut se faire : manuellement dans le cas de petites installations : on utilise alors un râteau, à l'aide d'un dégrilleur qui peut être mécanique ou hydraulique.
Dégrilleur	Le châssis du dégrilleur supporte deux chaînes sans fin qui, par leur mouvement rotatif, entraînent une sorte de râteau. Guidé par les chaînes, le râteau descend dans l'eau jusqu'à la base de la grille et entraîne les détritus en les remontant à la surface. Les débris récupérés sont ensuite déversés sur la passerelle. Une goulotte peut également être installée afin de stocker les détritus et les acheminer afin d'être recyclés.
Bassin de décantation	Le bassin de décantation exige un entretien régulier de dessablage. En effet, les grains de sable ou les débris qui s'accumulent peuvent endommager très rapidement la turbine hydraulique.
Passe à poisson	La passe à poissons doit être nettoyée régulièrement. Il est préconisé de vérifier périodiquement la valeur de son débit et de l'ajuster au besoin.
Barrage	Le barrage ne nécessite que peu d'entretien. Il peut cependant être nécessaire de refaire son étanchéité en cas d'érosion importante. Un ouvrage de vidange est parfois installé, il permet d'abaisser le niveau d'eau de la retenue pour permettre la visite et l'entretien du barrage : on peut alors évacuer facilement la vase accumulée au fil du temps au pied du barrage.
Turbine	Les turbines sont en général robustes et peuvent tenir plusieurs dizaines d'années. Il est conseillé de les vérifier une fois par an, notamment : les problèmes dus à l'érosion, les joints des vannes, la cavitation pouvant déformer les sorties de turbine.

À noter : avant sa remise en route, il sera indispensable d'effectuer plusieurs contrôles.

Conseils d'achat pour une centrale hydroélectrique

Entre 30 et 40 centrales se vendent chaque année en France. Pour acheter une centrale hydroélectrique, il est conseillé de passer par un professionnel de ce type de transactions (il existe des courtiers spécialisés), de suivre attentivement les petites annonces de particuliers sur Internet ou dans les magazines spécialisés dans ce domaine, de s'inscrire sur des forums spécialisés. Une fois la centrale trouvée, il est important de la visiter et d'effectuer de nombreuses vérifications, notamment d'un point de vue réglementaire.

Prix de ce type de centrale : minimum 400 € par kW

L'amortissement d'une centrale hydroélectrique se fait en moyenne sur 13 ans. Pour l'acquisition de l'installation ou la réalisation de votre projet, certaines aides financières existent, mais cela reste un investissement important.

Voici quelques repères de prix d'une centrale hydroélectrique :

PRIX INDICATIF DES ÉLÉMENTS D'UNE CENTRALE

Travaux	Fourchette de prix	Plus d'infos
Matériaux et main d'œuvre	Environ 15 000 €.	Il s'agit d'une estimation, car les prix sont variables en fonction : de la hauteur de chute, du savoir-faire du propriétaire qui peut s'investir physiquement dans son projet, de l'importance de dénivellation pour la passe à poisson, de l'importance du projet, etc.
Turbine et entraînement	Environ 40 000 €.	Ces prix sont variables selon la hauteur de chute et le débit.
Automatisme pour turbine	1 500 €.	Cet équipement est facultatif.
Raccordements généraux	1 500 €.	Ces prix sont variables en fonction : de l'éloignement du réseau, des obstacles naturels, etc. À noter : le coût du raccordement est de plus en plus cher.
Générateur	1 500 €.	-
Dossier d'autorisation (obligatoire)	1 500 €.	Budget minimum pour des études préliminaires.

Centrale hydroélectrique, le guide pratique