Centrale hydroélectrique : définition, questions et sources d'informations

Une centrale hydroélectrique moderne se compose d'un réservoir ou d'une retenue d'eau, d'un barrage, de conduites forcées, de turbines et de générateurs électriques.

L'eau est stockée dans un réservoir, créant une différence de hauteur.

L'eau s'écoule à travers des conduites forcées vers les turbines, situées plus bas. La force de l'eau en mouvement fait tourner les turbines. Les turbines sont reliées à des générateurs qui convertissent l'énergie mécanique de rotation en électricité

Les centrales hydroélectriques contrôlent leur production en fonction de la demande de plusieurs façons :

• L'ajustement du débit d'eau turbiné : Les centrales peuvent rapidement augmenter ou diminuer le débit d'eau passant par les turbines pour moduler la production d'électricité en temps réel.

• L'utilisation de réservoirs de stockage : Les centrales avec des barrages et des lacs de retenue peuvent stocker l'eau et la turbiner aux moments de forte demande.

• Les systèmes de contrôle-commande automatisés : Des automates et systèmes informatiques gèrent le fonctionnement des groupes de production pour optimiser la production en fonction des besoins du réseau.

• La planification de la production : Des modèles prévisionnels permettent d'anticiper la demande et de planifier la production à différentes échelles de temps (journalière, hebdomadaire, saisonnière).

• Les stations de pompage-turbinage (STEP) : Ces installations permettent de stocker l'énergie en excès en pompant l'eau vers un réservoir supérieur, puis de la turbiner en période de forte demande.

• La coordination entre centrales : Sur un même cours d'eau, les centrales peuvent coordonner leurs lâchers d'eau pour optimiser la production globale.

• La participation aux mécanismes d'ajustement : Les centrales hydroélectriques peuvent rapidement modifier leur production pour contribuer à l'équilibrage du réseau électrique.

Cette flexibilité permet aux centrales hydroélectriques de jouer un rôle crucial dans l'ajustement de l'offre à la demande d'électricité, en complément des autres sources de production.

La création et stockage de la ressource :

Les barrages permettent de créer des lacs de retenue, stockant ainsi d'importantes quantités d'eau1. Cette capacité de stockage est essentielle car :

• Elle permet de conserver l'eau en période d'excès pour l'utiliser pendant les pénuries.
• Elle constitue la seule méthode de stockage d'électricité à grande échelle, sous forme d'énergie potentielle.

Le contrôle de la production :

Les barrages offrent un contrôle précis sur la production d'électricité :

• Ils permettent de moduler rapidement la production en fonction de la demande, en ajustant le débit d'eau vers les turbines.
• Cette flexibilité permet de répondre aux pics de consommation, contrairement aux centrales nucléaires ou aux énergies solaire et éolienne.

L'optimisation de l'énergie hydraulique :

Les barrages optimisent l'utilisation de l'énergie hydraulique de plusieurs façons :

• En créant une différence de hauteur (chute d'eau), ils augmentent l'énergie potentielle de l'eau.
• Ils permettent de canaliser l'eau vers les turbines via des conduites forcées, maximisant ainsi l'efficacité de la conversion en énergie électrique.

La régulation des cours d'eau

Au-delà de la production d'électricité, les barrages jouent un rôle important dans la gestion des ressources en eau :

• Ils permettent de réguler le niveau des cours d'eau, prévenant les inondations en cas de crue.
• Ils peuvent fournir de l'eau pour l'irrigation des cultures en période de sécheresse.