La micro-hydroélectricité, une solution pour la production d'électricité domestique La micro-hydroélectricité, une solution pour la production d'électricité domestique

La micro-hydroélectricité, une solution pour la production d’électricité domestique

hydroélectricité

Vous disposez d’un bout de rivière ou d’un cours d’eau sur votre terrain privatif et souhaitez l’exploiter pour produire de l’énergie propre et renouvelable ? C’est aujourd’hui tout à fait possible et même recommandé si vous désirez investir dans une installation à forte rentabilité et voir votre facture d’électricité diminuer pour de bon. Le gouvernement encourage désormais fortement la mise en place de petites ou micros centrales hydrauliques dédiées à l’autoconsommation d’énergie verte chez les particuliers via l’allocation de crédits d’impôts à hauteur de 50% sur l’investissement matériel et d’une TVA à 5,5% sous conditions.

Les atouts de la petite-hydroélectricité

Une PCH (petite centrale hydroélectrique) se définit comme une installation de production énergétique, d’une puissance inférieure à 10 000 kW, transformant l’énergie hydraulique d’un cours d’eau en énergie électrique. D’après l’UNIPEDE (Union Internationale des Producteurs et Distributeurs d’Energie Electrique) on classe les PCH en fonction de la puissance installée. On parle alors de petite centrale pour une puissance comprise entre 2 000 kW et 10 000 kW, de mini-centrale pour une puissance comprise entre 500 kW et 2 000 kW, de micro-centrale pour une puissance comprise entre 20 kW et 500 kW, et de pico-centrale pour une puissance inférieure à 20 kW.

Lire aussi : Petite hydroélectricité : lancement d’un appel à projets de 60 MW

Construites au fil de l’eau (sans stockage), ces installations ne demandent ni retenues ni vidanges ponctuelles susceptibles de perturber l’hydrologie, la biologie ou la qualité de l’eau, et permettent généralement une production d’électricité stable et locale. Elles peuvent être installées en bord de rivières ou sur des réseaux d’eau potable, turbinant les eaux des canalisations, et représentent au total un potentiel estimé à plus de 1000 MW sur le territoire français.

Principe de fonctionnement d’une installation hydroélectrique

Différents types de turbines adaptées aux microcentrales selon le débit et la hauteur de chute (Document AFME)

D’un point de vue technique, le rôle de la turbine est de convertir l’énergie cinétique de l’eau en énergie mécanique qui permettra d’actionner un générateur électrique. Le principe est assez simple : l’eau fait tourner une roue reliée à un axe mécanique qui transmet lui-même directement ou indirectement (engrenages ou système de courroies-poulies) l’énergie mécanique à la génératrice qui la convertira en électricité.

Le choix de la turbine est bien sûr primordial dans ce type d’installation domestique et dépend avant tout de la topologie du site et des spécificités du cours d’eau exploitable. On choisira une turbine en fonction de la hauteur de chute et du débit de conception, mais aussi de la vitesse de fonctionnement de la génératrice. Si plusieurs types de turbines existent, les turbines de type Pelton ou Turgo restent les plus utilisées dans les systèmes micro-hydroélectriques en raison de leur faible coût, de leur efficacité et de leur fiabilité. De manière générale, les turbines à action sont plus adaptées pour les ratios dénivelé/débit faibles tandis que les turbines à réaction seront préconisées pour les ratios débit/dénivelé élevés.

Etudes préalables et coûts d’investissement

Mais avant toute chose, et pour choisir le meilleur équipement possible, il est nécessaire dans un premier temps de déterminer le potentiel théorique hydroélectrique du site (en y intégrant les variations saisonnières et les écarts annuels du débit) et de le comparer à vos besoins en électricité afin de constater si une telle solution énergétique est suffisante et pertinente. Selon la start-up bretonne Turbiwatt qui a développé une turbine hydraulique capable d’exploiter des sites de rendements inférieurs à 500 kW, la puissance théorique d’un site peut être appréhendée à partir de la formule suivante : P (KW) = Q (m3s) x H (m) x g x R, P représentant ici la puissance en KW, Q le débit en m3/seconde, H la hauteur de chute en mètres, g le coefficient de gravité (égal à 9,81), et R le coefficient de rendement (généralement égal à 0,80).

Une étude sur le risque environnemental est également recommandée. Un cours d’eau est un milieu riche en biodiversité et son aménagement peut déstabiliser cet équilibre. Il faut donc porter une attention particulière au respect de la vie aquatique et veiller à ajouter les aménagements spécifiques (aménager une passe à poissons, limiter les modifications de débit et surveillance continue, préservation des habitats de la faune piscicole, utilisation de peinture et matériaux écologiques, ect.)

En termes de coûts enfin, le budget nécessaire pour ce type de projet est très variable et dépend en particulier des caractéristiques environnementales, du site, de la configuration du terrain, de la puissance et de la tension souhaitées et du type de matériel. A titre d’ordre de grandeur, pour des installations de puissance supérieure à 100 kW, le budget est compris entre 400 et 2100 €/Kw, et peut atteindre 6000 €/kW pour des installations inférieures à 30 kW. Ce coût comprend les études et les demandes d’autorisation, la partie génie civil, le matériel ensemble turbine-génératrice, l’appareillage électrique et le raccordement au réseau si vous souhaitez revendre votre production excédentaire.

Turbiwatt : l’hydroélectricité accessible à tous

La micro-turbine hydraulique développée par la start-up bretonne Turbiwatt entend dans ce cadre faciliter considérablement l’exploitation de l’énergie hydraulique chez les particuliers. Destiné aux basses, voire très basses chutes pour des débits de 1,20 mètres et 90 litres par seconde, ce modèle de turbine s’adapte à des environnements variés et à des conditions d’exploitation minimales. Son champ d’application se révèle de ce fait considérable : écluses, canaux, bases de loisirs, déversoirs d’étangs, stations de traitement des eaux ou moulins, autant de sites qui pourraient être exploités et générer une production hydroélectrique certes assez faible mais bien rentable.

Lire aussi : Turbiwatt : les promesses d’une micro hydroélectricité de proximité

« Il s’agit de micro-turbines à usage domestique, pour Monsieur tout le monde, avec une énergie de proximité immédiate, directement aux normes du réseau » explique dans le Télégramme Didier Greggory, Président de la start-up caudanaise. Déclinée en trois modèles de puissances variées (Lynx de 0,6 à 0,8 kW, Léopard de 3 à 9 kW et Lion de 6 à 60 kW), cette technologie dispose d’un générateur miniaturisé pour un coût d’installation et d’exploitation réduit. Selon leur puissance, le coût des turbines s’échelonne de 1 200 € à 2 950 € du kW nominal. La turbine Lion de 36 kVA par exemple, produira ainsi plus de 300.000 kWh par an, soit l’équivalent de 3 000 m2 de panneaux solaires pour un investissement (hors génie civil) 20 fois plus faible.

Crédits photo : Ademe – Turbiwatt

Rédigé par : La Rédaction

La Rédaction
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COMMENTAIRES

  • Je me souviens que la « petite » entreprise Leroy-Somer ( qui existe toujours à Angoulême, en Charente ) , N° 1 mondial des alternateurs , avait conçu une centrale hydroélectrique de poche en 1970 et proposait d’exploiter rationnellement tout le massif géologique de l’Hexagone !… Hélas, l’Etat a fait la sourde oreille : ce projet aurait fait de l’ombre au projet du « Tout Nucléaire » qui commençait à se dessiner !… C’est qu’il ne fallait pas déranger la vente de la filière US , après l’abandon subit de la filière graphite-gaz ( à uranium naturel ) à laquelle De Gaulle tenait tellement !… Quarante-sept ans plus tard … mieux tard que jamais !…

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    • @ L’auteur
      Merci pour votre article. J’ai moi même une microcentrale en autoconso qui alimente un hameau depuis plus d’un demi siecle.
      Je ferais juste une remarque d’odre de grandeur:
      Si on considere qu’une centrale nucléaire de 1000MW est une « centrale electrique », une microcentrale fait 1KW et au dessus. Une picocentrale, c’est la puisance du panneau solaire d’une calaculatrice.

      Je fais cette remaque car la microhydraulique est souvent dénigrée alors que c’est la seule ENR réelement exploitable en terme qualitatif et qualitatif pour alimenter des maisons en energie (chauffage compris) sans avoir recours aux energies fossiles.

      Mais dans les conditions actuelles, il est inutile de promouvoir cette forme d’énergie qui est quasi inaccessible pa

      Répondre
    • Malheureusement, ça continue. Il n’a jamais été assi difficile que maintenant d’essayer de monter un projet.

      @ L’auteur
      Merci pour votre article. J’ai moi même une microcentrale en autoconso qui alimente un hameau depuis plus d’un demi siecle. C’est une super énergie.
      Je ferais juste une remarque d’odre de grandeur vis a vis de votre article:
      Si on considere qu’une centrale nucléaire de 1000MW est une « centrale electrique », une microcentrale fait 1KW et au dessus. Une picocentrale, c’est la puisance du panneau solaire d’une calaculatrice.

      Je fais cette remaque non pas parceque vous auriez tord (ce que vous écrivez est exact) mais parceque la microhydraulique est souvent dénigrée alors que c’est la seule ENR réelement exploitable en terme qualitatif et qualitatif pour alimenter des maisons en energie (chauffage compris) sans avoir recours aux energies fossiles ou a des systèmes de stockage hors de prix.
      Bien que le potentiel soit faible, c’est une energie trés interessante car beaucoup plus régulière et constante que le solaire ou l’eolien, rarement exploitables pour couvrir l’ensemble des besoins. Remplacer mon moulin qui nous a peu couté (on est des bricoleurs) par du solaire PV couterait au moins 1 million d’euros pour produire autant d’energie et la stocker dans des batteries .

      Mais dans les conditions actuelles, il est inutile de promouvoir la petite hydroélectricité car cette forme d’énergie qui est quasi inaccessible par la volontée:
      – Des services de l’etat (impossibilité d’obtenir une autorisation sauf dans de trés rares cas)
      – D’ERDF qui fait tout son possible pour pourrir la vie a ceux qui essayeraient de vendre de l’electricité.

      En l’etat des choses il est donc inutile de faire rever le lecteur, car monter un projet de ce type n’est envisagable que si vous possedez un moulin qui date d’avant la révolution (car à l’époque ces moulins avaient un droit dit fondé en titre qui permet (en principe) d’obtenir l’autorisation, aprés un parcour du combattant qui prends des années à ceux qui n’ont pas abandonné et ou la moindre erreur dans les demarches conduit à la perte de ce droit).

      Les frais a engager (vous citez jusque à 6000€/KW, c’est exact) sont en bonne partie liés a des exigeances administratives et d’enerdis qui sont carrément abusives et pourraient être réduite a preque zéro s’il y avait une réele volontée de développer ce type d’energie.

      Les discours de nos « tres chers » ne sont pas du tout suivis d’effets, le legislateur s’applique a mettre en oeuvre des barrieres suffisamment étanche pour tout bloquer. Quand on vous dit qu’on veut développer cette énergie, c’est du pipo.

      Si vous souhaitez en savoir plus je peux vous donner des détails,
      Cordialement

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  • Il y avait de nombreux producteurs d’hydroélectricité jusque dans les années 40. Toutefois les prix étaient variables avec quelques abus selon les régions.

    Le potentiel fluvial est assez important en France avec les meilleures techniques actuelles, mais plus encore celui des chutes apparentes ou non de montagne qui a été étudié en détail notamment par l’université de Munich pour l’Europe.

    Pour les chutes de montagne notamment, cà ne laisse aucun système apparent, ne prend aucune surface, n’a pas d’impact écologique défavorable, donc espérons que certaines régions de France et au delà en Europe vont exploiter le filon si elles trouvent des opérateurs assez qualifiés et si les règlements ne les limitent pas dans leur production.

    Dans la pratique en effet certains ont attendu couramment 7 ans pour obtenir par EDF le rachat de l’électricité produite avec un taux de production limité, c’était effectivement une manoeuvre plus que volontaire qui s’applique aussi dans une certaine mesure aux limitations du solaire par les particuliers !

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