Energie hydraulique

Historique

La France a construit de nombreux barrages ainsi que l'Afrique, l'Amérique du Sud et le Grand Nord Canadien. De toutes les sources d'énergie, la force de l'eau retenue par les barrages est la plus facile à utiliser et les pertes dues à la transformation de l'énergie de la chute d'eau en énergie électrique sont faibles. L'énergie hydraulique constitue la seconde source de production d'électricité en France. Elle représente près de 15% de la production totale, avec une capacité de 70 TWh en année moyenne. La production réelle varie selon les aléas de l'hydraulicité ; en 1998, elle a été de 66 TWh (13,6% de la production totale).

Rappel historique de l'exploitation de l'énergie hydraulique.

L'exploitation de la force motrice de l'eau remonte à l'Antiquité. Les premières roues à palettes et à augets, ancêtres des turbines modernes, datent du deuxième siècle avant Jésus-Christ. En 260 après Jésus-Christ, une des plus anciennes usines françaises, construite près d'Arles, comporte une succession de moulins à eau, un aqueduc de dix kilomètres et une chute de dix-huit mètres. A partir du Moyen Age, la puissance de l'eau va être de plus en plus sollicitée par les scieries, les moulins à céréales, etc.

Les moulins hydrauliques auraient été inventés dans le Croissant fertile. Les premiers moulins étaient, sans doute, à roue horizontale. C'est grâce aux moulins hydrauliques et à l'arbre à cames que les manufactures pourront se mécaniser au Moyen Age. La came va permettre d'écraser mécaniquement le chanvre (matière première du papier et textile), fouler les draps, marteler le fer et écraser le papier. En 1086, on recensait 5 624 moulins en Angleterre.

Les premiers moulins à papier mus par l'énergie hydraulique sont mentionnés en 1276 à Fabriano. D'autres sont en fonctionnement en 1280 à Xativa (Valencia, E). Vers 1300, ils apparaissent en France. Le moulin Richard-de-Bas date de 1326. En Afrique orientale, les moulins furent introduits par les coolies indiens venus construire le chemin de fer de Mombassa en Ouganda, au début du 20e siècle. C'est à cette époque que commence l'exploitation de la force des marées, par l'utilisation de moulins marémoteurs. Mais une pièce centrale manque encore au puzzle hydraulique: la turbine. La Révolution de 1789 abolit le droit d'eau et de vent et c'est une multitude de moulins qui vont se répandre partout. Très vite, un règlement sera nécessaire pour éviter les querelles. L'état imposera un certain nombre de contraintes. Le meunier à eau devra respecter une certaine hauteur d'eau afin d'éviter les inondations et le meunier à vent ne pourra faire construire son moulin à moins de 70 mètres de la route de peur d'effaroucher les chevaux tirant les carrioles, tant par la rotation des ailes que par la projection de leur ombre sur la route. Certains moulins vont être abattus, détruits ou démontés à la suite de nombreux procès. En 1835, le Nord possédait 1728 moulins à vent et à eau, le Pas-de-Calais 1578.Dans le seul arrondissement de Lille il y en avait 448, dont 165 moulins à farine et 283 moulins à huile. La ville de Lille elle-même, capitale de l'huile (lin, colza) dans le Nord possédait un faubourg dit des Moulins, futur quartier de Moulins-Lille, véritable forêt de moulins à huile, hautes tours de maçonnerie supportant de grandes ailes garnies de toiles rouges ou simples maisonnettes en bois montées sur un pivot. C'était le pays des "olieux". Le toc-toc des moulins s'entendait de fort loin. Dans la seconde moitié du XIX° siècle, avec le développement industriel, furent construites les minoteries à vapeur.

C'est au 19e siècle que Benoist de Fourneyron invente la première turbine. Il utilise l'effet de la pression pour entraîner une roue à eau. Il aménage donc en 1837 une chute de 112 mètres ; l'eau arrive alors à une vitesse de 46 m.s-1 sur une roue qui délivre une puissance de 45 kW. Les dynamos, puis les alternateurs mis au point par Gramme, entre 1869 et 1877, le coulage entre alternateurs étudié par Boucherot et Blondel en 1892, permettent enfin de produire industriellement de l'électricité à partir de l'énergie mécanique. Enfin, l'invention du transformateur électrique par Gaulard et Gibbs en 1885 permet de transporter l'électricité sur de longues distances. Ensuite l'hydroélectricité va connaître un développement spectaculaire. Ainsi, entre 1920 et 1940, plus de cinquante barrages sont édifiés. La naissance de l'Electricité de France en 1946 permet de dégager des moyens financiers considérables et de planifier l'aménagement hydraulique du pays. En 1994, il n'y a plus que 17 % de la production française d'électricité qui est d'origine hydraulique contre 56 % en 1960. Parmi toutes les énergies renouvelables, l'hydroélectricité est la seule à être exploitée à grande échelle, et ceci dans le monde entier. En effet, elle représente 18 % de la production électrique mondiale contre 64 % pour les combustibles fossiles (charbon, pétrole, etc.), 17 % pour le nucléaire et 0,5 % pour les centrales géothermiques. La différence de l'électricité, que l'on ne peut pas stocker, l'eau, en revanche, peut être accumulée (EDF accumule ainsi 7 milliards de m3 soit les ¾ des réserves d'eau en France). Cette énergie accumulée est facilement mobilisable : il suffit, par exemple, de deux minutes à l'usine de Grand'Maison dans les Alpes pour fournir 1800 MW. Cette souplesse de fonctionnement permet d'ajuster en permanence la production aux variations de la demande et fait de l'hydroélectricité le régulateur du réseau électrique français, indispensable lors de brusques variations de la consommation globale.

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