L'énergie hydraulique, c'est de l'électricité générée par la force de l'eau. Le principe de l'énergie hydraulique est ceci : on exploite une différence de hauteur entre deux niveaux d'un barrage. Ou bien on exploite une différence de hauteur entre eux parties d'un cours d'eau.
Fonctionnement de l'énergie hydraulique
L'
énergie hydraulique fonctionne en exploitant la force et le mouvement de l'eau pour produire de l'électricité
Captage et stockage de l'eau
Un
barrage retient l'écoulement naturel de l'eau, formant un lac de retenue où de grandes quantités d'eau s'accumulent
. Cette eau stockée représente une importante réserve d'énergie potentielle.
Acheminement de l'eau
Lorsque l'électricité est nécessaire, des vannes sont ouvertes pour permettre à l'eau de s'engouffrer dans de longs tuyaux métalliques appelés conduites forcées
. Ces conduites acheminent l'eau vers la centrale hydraulique située en contrebas.
Production d'électricité
À la sortie de la conduite, dans la centrale, la force de l'eau fait tourner une turbine. Cette turbine est couplée à un alternateur
. Grâce à l'énergie mécanique fournie par la turbine, l'alternateur produit un courant électrique alternatif.La puissance générée dépend de deux facteurs principaux :
- La hauteur de la chute d'eau
- Le débit de l'eau
Plus ces deux facteurs sont importants, plus la puissance produite sera élevée
.
Adaptation de la tension
Un transformateur élève ensuite la tension du courant électrique produit par l'alternateur. Cela permet de transporter l'électricité plus facilement dans les lignes à très haute et haute tension
.
Types de centrales hydrauliques
Il existe différents
types de centrales hydrauliques, notamment :
- Les centrales à accumulation (barrages) : stockent l'eau en hauteur pour la turbiner selon les besoins.
- Les centrales au fil de l'eau : utilisent directement le courant des rivières et fleuves sans stockage.
- Les centrales de pompage-turbinage : permettent de stocker l'énergie en pompant l'eau vers un réservoir en hauteur, puis de la turbiner en cas de besoin.
La capacité de l'énergie hydraulique
On fait s'écouler de l'eau entre deux niveaux, ce qui accélère la vitesse d'écoulement de l'eau. Cette eau à grande vitesse active un système de production d'énergie. C'est ainsi que l'on obtient de l'électricité. En général, on se sert d'un barrage pour produire de l'électricité. Un barrage a la capacité de retenir une énorme quantité d'eau. Cette eau va pénétrer d'abord dans le barrage et passera par une prise d'eau. La chute de l'eau va générer de l'énergie. Une turbine hydraulique transforme celle-ci en énergie mécanique. Puis, c'est au tour d'un générateur de convertir cette énergie mécanique en électricité. En fin de processus, un transformateur va modifier la tension de l'électricité obtenue. C'est seulement après que l'électricité va être partagée dans le réseau de distribution. Dans tout cela, l'eau à l'origine de cette électricité va poursuivre son cours normalement. Elle conserve toutes ses qualités, elle n'est en rien altérée.
Que faut-il savoir de plus sur l'énergie hydraulique ?
En fait, la quantité d'énergie produite dépend de plusieurs facteurs. D'abord, il y a la vitesse d'écoulement de l'eau. Puis, il y a la pression de l'eau qui est aussi un facteur très important. D'où vient cette pression ? Elle dépend essentiellement de la différence de hauteur entre le cours d'eau et la place de la turbine. En d'autres termes, plus le dénivelé entre le point d'entrée de l'eau dans le dispositif et la turbine est grand, plus l'énergie produite est importante. Enfin, il y a le volume d'eau qui joue un rôle capital. Pour les centrales hydrauliques, il en existe aussi deux types, d'abord
les barrages et puis les installations au fil de l'eau.
En quoi ces deux systèmes sont-ils différents ?
Un barrage, c'est un mur édifié dans la vallée d'une rivière pour générer de l'énergie. L'eau se trouve bloquée derrière cet énorme mur et lorsqu'on veut produire de l'énergie, on ouvre une vanne. Ainsi, l'eau s'écoule, elle va faire tourner une turbine qui va produire l'énergie. Mais avec une installation au fil de l'eau, il n'y a pas de retenue d'eau. C'est le débit du cours d'eau qui va déterminer la quantité d'énergie générée.
Le rendement d'une centrale hydroélectrique est généralement élevé, se situant entre 70 et 90%
. Ce rendement peut varier en fonction du type et de la puissance de la centrale, de la hauteur de la chute d'eau, du débit, et de la technologie des turbines utilisées.L'énergie hydraulique présente l'avantage d'être une source d'énergie renouvelable, modulable et ne produisant pas directement de gaz à effet de serre lors de son exploitation.