Déjà très bien équipés en ouvrages hydroélectriques, les cours d’eau français offrent encore de belles possibilités de développement grâce à l’amélioration des ouvrages existants et à la création de nouveaux projets comme les STEP.

Première des énergies renouvelables en France, l’hydraulique est la deuxième source de production d’électricité du pays, derrière le nucléaire. C’est également la 3^e source d’énergie dans le monde. Avec une capacité de production de 25,5 GW en France, soit près de 20 % de la puissance électrique installée totale, l’hydraulique permet de fournir environ 10% de l’électricité française. Souple et réactive, l’hydraulique est mobilisée lors des pics de consommation. Le développement du potentiel hydroélectrique en France sera un des grands enjeux de la transition énergétique

En novembre 2018, les résultats de la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) ont justement fixé des objectifs précis en ce sens, à commencer par l’augmentation de la capacité de production hydroélectrique de 500 à 750 MW et de la production de 2 à 3 TWh d’ici 2023. Pour cela, les énergéticiens français devront optimiser les installations hydrauliques existantes afin de pouvoir compter sur leur capacité de flexibilité pour faciliter l’intégration d’autres sources d’énergies renouvelables intermittentes ; et engager des projets de stockage grâce aux Stations de transfert d’énergie par pompage (STEP), seule technologie de stockage d’électricité de taille significative. La France compte actuellement 6 STEP pour une puissance installée de 5 GW. Ce sont en général des ouvrages très puissants, comparables à des tranches nucléaires.

Des chantiers d’envergure bientôt achevés

La filière hydraulique française n’a toutefois pas attendu la PPE pour augmenter son potentiel. En 2010, une convention pour le développement d’une hydroélectricité durable a été signée afin de créer de nouveaux sites et d’équiper les seuils existants. C’est ainsi que plusieurs chantiers d’envergure ont démarré, comme à Romanche-Gavet (Isère), où une nouvelle usine souterraine de 92 MW sera inaugurée en 2020 pour remplacer les six centrales existantes et produire 30 % d’électricité en plus.

Exploitant 433 centrales de production en France, EDF a également investi 150 millions d’euros dans l’aménagement du groupe de production le plus puissant de France sur le site de La Coche (Savoie) pour augmenter de 20% la puissance actuelle de l’aménagement. Aujourd’hui, le 25 janvier 2019, le groupe français y livre une roue Pelton (turbine hydraulique particulièrement adaptée aux chutes supérieures à 400 m) afin de produire chaque année environ 100 GWh d’électricité renouvelable supplémentaire. D’une puissance totale de 650 GWh après travaux, cet aménagement permettra  d’alimenter  plus de 270 000 personnes en électricité par an. Cet équipement agrémenté d’une galerie souterraine de 250 m et d’une nouvelle centrale d’exploitation, devrait être mis en service dans le courant de l’année 2019. Il conservera son rôle de stockage de l’énergie grâce au fonctionnement en pompage de la centrale souterraine existante, capable de remonter l’eau du barrage d’Aigueblanche vers la retenue de la Coche. Ce fonctionnement permet donc de reconstituer un stock d’énergie disponible à tout moment pour répondre à un pic de consommation.

Le potentiel de la petite hydraulique et des STEP

À l’opposé de ces grands chantiers, les 2 500 ouvrages hydroélectriques de petite taille français (moins de 10 MW) présentent également un fort potentiel de développement. Souvent installés au fil de l’eau, le long de 250 000 km de rivières, ces barrages aux dimensions réduites nécessitent peu d’investissement et peuvent être facilement implantés à proximité immédiate des lieux de consommation. La petite hydraulique présente aussi l’avantage de pouvoir être développée sans impact majeur sur l’écosystème des cours d’eau et l’activité humaine. Assurant la production de 7 TWh par an, soit l’équivalent d’un réacteur nucléaire, elle pourvoit actuellement à environ 10 % de la production hydraulique et à 1,5 % du total de l’énergie électrique à l’échelle nationale. Sa marge de développement demeure toutefois importante puisque ces barrages représentent près de 20 % du potentiel hydroélectrique national.

Mais les gains à plus grande échelle résident surtout dans le développement des STEP, dont le potentiel est estimé à 2 à 3 GW supplémentaires. Ce type d’installation, constitué d’un bassin en amont et d’un autre en aval reliés par une galerie souterraine abritant une turbine réversible, permet de récupérer l’excédent d’électricité produite pour lisser la production en fonction de la demande. Depuis la mise en service de la première STEP française sur le lac Noir (Vosges) en 1930, cette technologie s’est rapidement développée pour produire actuellement 18 % de l’hydroélectricité nationale. Les six principaux sites gérés par EDF représentent ainsi un total de près de 5 GW disponibles quasi-immédiatement, soit un quart de la puissance totale installée hydraulique française.  Leur fiabilité et leur compétitivité, avec une rentabilité de 70 à 85 % entre l’électricité produite et celle consommée, en font des solutions essentielles au stockage des énergies renouvelables intermittentes comme l’éolien et le solaire et donc une réponse concrète aux objectifs ambitieux fixés par la PPE.

Une soixantaine d’installations de ce genre sont aujourd’hui en activité ou en construction dans le monde, principalement en Chine, au Japon, aux États-Unis, mais aussi au Maroc, en Suisse et en Belgique. Des atouts qui n’ont pas échappé au gouvernement français, qui estime dans la feuille de route de la PPE que « l’hydroélectricité pourrait contribuer de manière décisive à répondre au besoin de flexibilité du système électrique, notamment grâce aux STEP ».

© Photo : EDF – GUILLAUDIN D.