Déclinaisons et mises en œuvre concrètes de la petite hydroélectricité en France

Contexte européen, acteurs et précurseurs

La France, un des leaders européens de la petite hydroélectricité

En France, en 2012, 87% des installations hydroélectriques étaient des installations de petite hydroélectricité [1].

Après l’Italie et son parc PHE de 3 086 MW de puissance installée en 2014, la France est le pays le plus équipé d’Europe avec environ 1 730 centrales représentant près de 2 030 MW de puissance installée [2]. La production associée est d’environ 7 à 7,5 TWh par an, soit 1,5% de la production électrique nationale de 2014 environ. Les centrales sont exploitées par des entreprises du secteur énergétique comme par des producteurs indépendants, avec une majorité de ces derniers (environ 80%)[3]. En stagnation, ces chiffres pourraient être amenés à augmenter au cours des années à venir : entre les nouvelles installations ainsi que la réhabilitation et modernisation de sites existants, le potentiel supplémentaire est évalué à environ 1 000 MW de puissance installée, principalement sur les centrales de puissance comprise entre 100 kW et 10 MW [4]. Cependant, la petite hydroélectricité actuellement installée est majoritairement présente sur des sites ruraux.

_{Source : EurObservER 2015}

Un rôle de soutien dans la transition énergétique

Les sites à plus fort potentiel hydroélectrique ayant déjà été mis à profit au cours du XXe siècle en France et en Europe, le potentiel hydroélectrique non-exploité sur le territoire national comprend donc principalement des sites de PHE. La petite hydroélectricité dans la croissance des énergies renouvelables sera faible en termes de puissance, mais sa flexibilité permettra d’accompagner le développement d’autres énergies renouvelables intermittentes, par exemple dans le cadre d’une Smart City.

Une technologie suscitant des intérêts d’acteurs divers

Quels acteurs ?

La PHE suscite inévitablement l’intérêt de très nombreux acteurs du secteur, historiques comme indépendants. De nombreux appels d’offres seront amenés à sortir dans les prochaines années, et l’ensemble des acteurs de l’énergie s’intéressent à la question. D’après M. Giraud, « les éléments qui feront la différence entre les nombreux projets de PHE proviendront principalement des réponses apportées aux besoins des acteurs territoriaux ».

Quelle PHE pour quels territoires ?

Malgré l’intérêt des villes et communautés urbaines pour le sujet, l’installation de la PHE se doit de rentrer dans une équation économique. Le niveau actuel des prix du marché complique cette équation, malgré des conditions de rémunération plus attractives que pour d’autres projets de production d’énergie. Néanmoins, les ouvrages de petite hydroélectricité coûtent relativement cher, et doivent être adaptés aux conditions locales. Contrairement à un panneau solaire photovoltaïque que l’on peut directement installer sur le toit d’un bâtiment, il y a des vraies questions d’intégration dans le cadre d’un projet de petite hydroélectricité.

Il se pourrait également que dans un avenir proche, les problématiques des hydroliennes soient similaires, avec des raccordements sous-marins.

Dans tous les cas, l’équation économique devra prendre en compte l’ensemble de ces éléments et permettre la pérennité du projet.

Quels précurseurs ?

La ville de Saint-Etienne est positionnée sur la PHE. La ville a mis en place en 2014 un démonstrateur de PHE, utilisant la réserve d’eau potable du barrage de Lavalette, situé à proximité de la ville. Ce projet, d’une puissance installée de 350 kW, permet d’économiser 140 tonnes de CO2 par an. Le Syndicat Intercommunal d’Energie de la Loire (SIEL), exploite quant à lui dans la même zone la micro-centrale hydroélectrique de Chambon-Feugerolles, équipée d’une turbine de 24 kW. Cette turbine présente l’avantage d’être situé sur le réseau d’adduction d’eau, entre la prise d’eau sur la Loire et une station de traitement. Les problématiques d’impact sur la vie aquatique sont donc réduites, la turbine étant située sur une portion du réseau d’eau qui n’y est pas favorable.

_{Barrage et micro centrale de Lavalette. Source : Le Progrès. Crédit photo : Fabienne Mercier}

Ces exemples devraient être suivis de nombreux autres. Pour Jean-Marc Lévy, « les villes et territoires les plus enclins à développer de nouveaux projets hydroélectriques sont les territoires de montagne (en Rhône-Alpes, Midi-Pyrénées ou Auvergne…) et ceux offrant un minimum de pente (comme le Limousin, la Lorraine, la Bourgogne…) »

De très nombreuses villes en France sont traversées par un fleuve ou une rivière, avec des seuils et ruptures. Parfois ces villes sont déjà équipées de moulins, comme à Albi.

Quelle vision des pouvoirs publics ?

Concernant le détail de ces projets, Yves Giraud explicite : « les collectivités territoriales sont très attachées à la PHE, […] qui peut s’accompagner d’un vrai projet de développement de la ville, un aménagement de l’espace urbain autour de la rivière, comme dans le cadre du projet Confluence à Lyon[5]. Beaucoup de villes construites sur la rivière et le fleuve avaient négligé certains endroits proches de l’eau et les redécouvrent aujourd’hui. »

_{Lyon Confluence à terme, © Asylum pour SPLA Lyon Confluence, 2012}

La petite hydroélectricité pourrait donc être un vrai vecteur de la ville de demain, via l’intégration de nouveaux ensembles architecturaux par exemple, ou bien la redécouverte et réintégration de zones hors du cœur de la ville (zones portuaires, zones industrielles ou tout simplement en friche). Le coût des projets d’hydroélectricité implique cependant de les mettre en œuvre dans un projet global de réhabilitation et de renouveau de ces zones.

Concernant la réaction des pouvoirs publics, Jean-Marc Lévy estime que « dans la grande majorité des cas, les élus sont très favorables à la petite hydroélectricité. Il peut exister parfois une opposition de la part de certaines associations, mais globalement l’acceptabilité sociétale de cette énergie est excellente. Les technologies actuelles permettent de concilier les enjeux de migration des poissons et des sédiments avec la production d’une énergie renouvelable  ».

Vers une intégration progressive à moyen terme dans le paysage urbain

La PHE a donc certaines cartes en main pour se développer progressivement et s’intégrer dans la ville de demain, en tant qu’élément indépendant mais aussi dans le cadre d’un projet intégral de transformation d’une ville ou d’un quartier. Des usages innovants pour la PHE pourraient également émerger dans un avenir proche en utilisant les courants et seuils déjà présents dans le réseau d’eau urbain : eaux usées, eau potable, canalisations des châteaux d’eau et stations d’épuration… Soit autant d’opportunités de mettre l’eau au cœur du mix énergétique d’une zone urbaine.

Conclusion

En France, l’énergie hydraulique reste la première énergie renouvelable en termes d’énergie produite (63 TWh en 2014) et de capacité installée (environ 25 GW en 2014)[6], malgré la montée en puissance de la capacité éolienne installée (environ 10 GW en 2014 en France).

La différence tient à la variabilité et à l’intermittence de chaque type d’énergie : une éolienne ne pourra pas donner 100% de sa puissance tout le temps car elle dépend des conditions météorologiques locales, le vent en particulier. En moyenne, une éolienne en France tourne à pleine puissance (facteur de charge) environ 22,8% du temps en 2014, soit l’équivalent d’un jour et demi par semaine [7], et le facteur de charge du solaire photovoltaïque était de 13% en France en 2012[8].

Un équipement hydraulique, à fortiori de petite hydroélectricité, tournera à pleine puissance pendant plus longtemps, avec un facteur de charge pouvant aller jusqu’à 100% dans le cas d’un fonctionnement au fil de l’eau avec un débit relativement constant.

Tout l’enjeu pour un territoire réside donc dans sa faculté à maitriser un mix énergétique, combinant de multiples ressources et étant apte à pallier toute intermittence. La PHE peut ainsi jouer ce rôle de régulateur dans un avenir énergétique se définissant autour d’une production multiple, décentralisée et locale.

Bien que ne permettant pas de remplir tous les besoins du territoire en énergie ou en électricité, la petite hydroélectricité permet de valoriser les espaces. Cette énergie à la fois très ancienne et très récente à la fois nous rappelle l’usage de l’énergie hydromotrice des moulins à eau, qui étaient souvent partie intégrante des milieux urbains.

Et d’après Jean-Marc Lévy, « Il s’agit de la plus ancienne des énergies renouvelables. Nous disposons en France d’une filière d’excellence de renommée mondiale, très innovante, et qui repose sur des industriels de toutes tailles dont de nombreuses PME. » Une filière à défendre, de plus en plus concurrencée par d’autres pays européens ou asiatiques, la Chine en particulier. Et si les grands marchés ne se trouvent plus aujourd’hui sur le territoire français, la PHE, source d’énergie potentielle dans la ville de demain, pourrait permettre de conserver l’avance et l’expertise française.

Auteurs :
Julien Martinez, Business Analyst
Hoel Le Gallo, Consultant
Patrice Mallet, Directeur Associé