Le document examine l'état actuel de l'hydroélectricité en France et dans le monde, en discutant ses avantages, inconvénients, et perspectives futures. Actuellement, l'hydroélectricité représente 12% de la production d'électricité en France, avec un potentiel inexploité significatif, tout en soulignant les enjeux environnementaux associés. La régulation et la modernisation des installations seront essentielles pour maximiser ce potentiel face aux défis du changement climatique.

1. L’hydroélectricité
Etat des lieux et perspectives en France et dans
le monde
Sébastien LEGRAND
1

2. Plan de la présentation
• Définitions
• Avantages et inconvénients
• Hydroélectricité et changement climatique
• Place actuelle dans le mix énergétique• Place actuelle dans le mix énergétique
(France, Europe, Monde)
• Perspectives de la filière (France, Europe,
Monde)
• Contexte réglementaire actuel en France
• Conclusion 2

3. DéfinitionsDéfinitions
3

4. Qu’est-ce que c’est ?
• Production d’électricité à partir de la force
motrice de l’eau
4Illustration tirée de Nbpower.com

5. Qu’est-ce que c’est ?
• Remarque :
– Tous les barrages n’ont pas pour objectif la
production d’électricité (p.ex. usages agricoles)
– Le terme « hydroélectricité » regroupe des– Le terme « hydroélectricité » regroupe des
réalités distinctes
5

6. Centrales au fil de l’eau
• Pas de stockage production de base
• En France :
– 7600 MW
– Environ 50% garantis toute l’année– Environ 50% garantis toute l’année
– Production d’environ 37 TWh/an
– Rhône + Rhin : environ 2/3 de la production au
fil de l’eau
6Source : www.enerzine.com

7. Centrales de lac et d’éclusées
• Centrales de lac :
– Remplissage supérieur à 400h
– Modulation saisonnière
• Centrales d’éclusées :
– Remplissage inférieur à 400h
– Modulation journalière ou hebdomadaire
• Moyen simple de stocker l’électricité
7Source : www.enerzine.com

8. STEP
• Stations de Transfert d’Energie par
Pompage
• Une dizaine d’installation en France
• 5000 MW de puissance installée• 5000 MW de puissance installée
8Source : www.enerzine.com

9. Les PCH
• Petites Centrales Hydroélectriques
– Petite centrale pour une puissance comprise
entre 2 000 kW et 10 000 kW
– Mini-centrale pour une puissance comprise– Mini-centrale pour une puissance comprise
entre 500 kW et 2 000 kW
– Microcentrale pour une puissance comprise
entre 20 kW et 500 kW
– Pico-centrale pour une puissance inférieure à
20 kW
9Source : www.enerzine.com

10. Quelques exemples
Barrage de Grand Maison sur l’Eau d’Olle
(lac + STEP, 1800 MW, 1,4 TWh/an)
10
Usine de Bollène sur le Rhône (fil
de l’eau, 330 MW, 2 TWh/an)
Barrage des 3 Gorges sur le
Yangtsé, Chine (lac, 22000 MW,
84,7 TWh/an)

11. Avantages et inconvénientsAvantages et inconvénients
11

12. Avantages
• Energie renouvelable, non dépendante d’un stock :
– la production d’1 kWh aujourd’hui ne compromet pas
la capacité d’en produire un autre demain*
• Rejet de CO limité, principalement lié à la phase de• Rejet de CO2 limité, principalement lié à la phase de
construction.
– Certaines recherches récentes émettent des doutes
sur ces rejets faibles : putréfaction de la végétation
engloutie et activité bactériologique impliqueraient un
rejet de méthane (effet de serre : 20 fois le C02)
12
* Dans la mesure où elle émet aussi du C02 qui influe sur le climat et donc sur
l’hydrologie de demain, c’est évidemment discutable !

13. Avantages
• Un bon retour
énergétique sur
• Bon ratio km² mobilisés/kWh (derrière le
nucléaire)
énergétique sur
investissement
(ERoEI : Energy
Return on Energy
Investment)
13Illustration de B. Thévard, avenir-sans-petrole.org

14. Inconvénients
• Coupure du fleuve :
– Impact sur le transit sédimentaire
(conséquence visible au débouché des fleuves)
– Impact sur la migration des espèces– Impact sur la migration des espèces
( construction de passes à poissons)
• Modification du régime du fleuve (intérêts
des pays amont / aval)
14

15. Inconvénients
• Déplacement de populations riveraines
(parfois sans contrepartie)
• Sacrifice de terres agricoles
15

16. Inconvénients
• Risque de rupture (risque industriel) lié :
– Au vieillissement de l’ouvrage
– Aux glissements de terrain ou séismes (p.ex.
barrage de Zipingpu – Chine, 1,2 milliard m3 –barrage de Zipingpu – Chine, 1,2 milliard m3 –
endommagé par un séisme de magnitude 7,9…
qu’il a peut-être aidé à provoquer !)
– Exemple de rupture en France : le barrage de
Malpasset (Var, 02/12/1959) : 423 morts et
disparus
16

17. Conclusion
• L’énergie propre n’existe pas
• L’hydroélectricité obéit à la règle
– Ceci est d’autant plus vrai que les projets sont
pharaoniquespharaoniques
• En revanche, elle ne dépend pas d’un
combustible présent sous forme d’un stock
17

18. Hydroélectricité et
changement climatiquechangement climatique
18

19. Bilan Carbone
• Emissions de kg équivalent carbone par TEP
19Illustration tirée du site www.manicore.com

20. Hydroélectricité et changement
climatique
• La modification des précipitations aura un
impact direct sur la production
hydroélectrique (source : GIEC, 2007)
20

21. Place actuelle dans le mix
énergétiqueénergétique
France
21

22. En France
• L’hydroélectricité en statistiques :
– 4% de l’énergie primaire
– 12% de la production d’électricité
– 80% de la production d’électricité d’origine
renouvelable
22Illustration tirée du site www.manicore.com

23. Capacité en France
• Environ 25400 MW soit 20% des capacités
électriques
23Source : Observatoire des Energies Renouvelables

24. Production en France
Part de la production d'hydroélectricité dans la production totale d'électricité en France (%)
• Forte sensibilité
à l’hydraulicité
(cf. année 2011)
Part de la production d'hydroélectricité dans la production totale d'électricité en France (%)
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
2008 2009 2010 2011 2012
Source : Statistiques RTE, 2012
24
Ecart production
(TWh) : -23%
Source : statistiques RTE, 2012 Rappel : 1 TWh = 1 milliard kWh

25. Place actuelle dans le mix
énergétiqueénergétique
Europe
25

26. En Europe
26Source : Agence Internationale de l’Energie, statistiques 2009

27. En Europe
27Source : Agence Internationale de l’Energie, statistiques 2009

28. Développement de la filière
• Pic de construction en Europe dans les années
1960 (unité : nombre de barrages)
• Durée de vie supérieure à 100 ans généralement
admise
28Illustration tirée du site www.manicore.com
admise

29. Place actuelle dans le mix
énergétiqueénergétique
Monde
29

30. Capacité hydroélectrique installée
30Source : Agence Internationale de l’Energie, 2010

31. Evolution de la production annuelle
d’hydroélectricité dans le monde
• Au Moyen-Orient, ça rigole moins que pour le pétrole
31Source : Graphique tiré du Technology Roadmaps : HydroPower 2012 (AIE)

32. Production hydroélectrique dans le
monde, 2011, en TWh
Total : 3516 TWh
32Source : Agence Internationale de l’Energie, 2011

33. Part de l’hydraulique dans la
production électrique, 2011
Source : Agence Internationale de l’Energie, 2011 33
Cette fois, la Chine
est là

34. Perspectives de la filièrePerspectives de la filière
Perspectives en France
34
France

35. En France
• Rapport Dambrine (Haut Fonctionnaire au MINEFI),
mai 2006
– Productible inexploité de 28,4 TWh/an (soit environ 50%
de la production actuelle)
Grande hydraulique (installations de 10 à 50 MW) : 23,4 TWh/an ;Grande hydraulique (installations de 10 à 50 MW) : 23,4 TWh/an ;
Petite hydraulique (installations de 0,1 à 10 MW) : 3,5 TWh/an ;
Très petite hydraulique (installations de 10 à 100 kW) : 1 TWh/an.
– Mais… le potentiel réel serait de 13,4 TWh (soit environ
20% de la production actuelle) sans contrainte
environnementale ou sur ZNIEFF
35

36. En France
• Rapport 2008 du MEEDDAT :
– Potentiel technique
(uniquement technique)
supérieur à 50 TWh, situé
principalement dans les Alpesprincipalement dans les Alpes
et les Pyrénées
– Difficultés économiques et
environnementales à inclure
– Place importante lié à
l’amélioration de l’existant
36

37. En France
• Rapport 2011 de l’Union Française de l’Electricité :
– Potentiel technique de 10,6 TWh réparti entre :
9,5 TWh de nouveaux ouvrages
1,1 TWh de nouveaux équipements
– Etude complémentaire en 2012 :– Etude complémentaire en 2012 :
Les projets de classement en cours handicapent 76% du
potentiel
De plus, les critères environnementaux appliqués aux centrales
existantes risquent de diminuer le productible
37Source : http://www.ufe-electricite.fr/IMG/pdf/note_sur_le_potentiel_hydraulique_position_ufe.pdf

38. En France
• Conclusion :
– Potentiel technique contrebalancé par les enjeux
environnementaux
– Objectif 2020 du Grenelle de l'Environnement et– Objectif 2020 du Grenelle de l'Environnement et
de la Programmation Pluriannuelle des
Investissements :
augmentation de la puissance de pointe de 3000 MW,
production supplémentaire de 3 TWh.
38Source : http://www.ufe-electricite.fr/IMG/pdf/note_sur_le_potentiel_hydraulique_position_ufe.pdf

39. En France
• Exemple d’optimisation : aménagement de
Romanche-Gavet (EDF)
– Remplacement d’une chaîne de 6
aménagements par un ouvrage unique
6 anciens aménagements (fin XIXè – début XXè s.) :
82 MW, 405 GWh/an
Le nouvel aménagement (fil de l’eau) : 92 MW, 560
GWh/an
– Investissements : 250 M€
– Mise en service prévue en 2016/2017
39Source : EDF

40. Perspectives de la filièrePerspectives de la filière
Perspectives en Europe et dans le monde
40
Europe / Monde

41. • L’Europe est
en avance.
• Le potentiel
principal se
situe en Asie.
Dans le monde
situe en Asie.
• 25% de la
capacité
technique est
installée dans
le monde.
41Source : Graphique tiré du Technology Roadmaps : HydroPower 2012 (AIE)

42. Perspectives de la filièrePerspectives de la filière
Coûts
42
Coûts

43. Coûts de la filière
• Aménagement de Romanche-Gavet :
– 2700 €/kW
– A 50€/MWh (prix du marché), le retour sur
investissement est de 10 ansinvestissement est de 10 ans
• Aménagement de Belo Monte (Brésil) :
– 18,5 milliards USD prévus
– 11200 MW
– Soit un coût de 1650 USD/kW
• Coût de fonctionnement < 0,10€/kWh
43

44. Contexte réglementaire et
acteurs en Franceacteurs en France
44

45. France, le contexte réglementaire
• Loi du 16 octobre 1919 relative à
l’utilisation de l’énergie : "nul ne peut
disposer de l’énergie […] des cours d’eau
sans une concession ou une autorisation desans une concession ou une autorisation de
l’État"
– Puissance >4,5 MW : concession (95% de la
puissance installée)
– Puissance <4,5 MW : autorisation
45Source : www.developpement-durable.gouv.fr

46. France, le contexte réglementaire
• A la fin de la concession, procédure de mise
en concurrence précisée dans les textes
d’application de la loi du 16 octobre 1919
(décret n°94-894)(décret n°94-894)
• Mais jusqu’à récemment :
– La mise en concurrence ne s’applique pas si il y
a un monopole
– Droit de préférence au concessionnaire sortant
– En pratique, renouvellement de gré à gré
46Source : www.developpement-durable.gouv.fr

47. France, le contexte réglementaire
• Contexte général européen : ouverture à la
concurrence du marché de l’électricité
– Textes français modifiés par le décret n°2008-– Textes français modifiés par le décret n°2008-
1009 du 26 septembre 2008 et les arrêtés du
23 décembre 2008.
– Mise en concurrence des concessions
47Source : www.developpement-durable.gouv.fr

48. France, le contexte réglementaire
• Choix de l’Etat basé :
– Sur le plan énergétique et simultanément de la lutte contre les
émissions de gaz à effet de serre : la mise en concurrence incitera
les candidats à proposer des investissements importants de
modernisation des installations existantes, et de nouveaux
équipements pour augmenter la performance de cette énergieséquipements pour augmenter la performance de cette énergies
renouvelable.
– Sur le plan environnemental : les candidats devront proposer une
meilleure protection des écosystèmes tout en respectant les
usages de l’eau autre qu’énergétiques (protection des milieux
aquatiques, soutien d’étiage, irrigation, …)
– Sur le plan économique : les candidats devront proposer un taux
pour la redevance proportionnelle au chiffre d’affaires de la
concession dont le bénéfice reviendra à l’Etat et aux collectivités
locales.
48Source : www.developpement-durable.gouv.fr

49. France, le contexte réglementaire
• 1ères concessions remises en jeu :
49Source : www.developpement-durable.gouv.fr

50. France, le contexte réglementaire
• Mais :
– Les retards se sont accumulés depuis 2008
– En octobre 2012, D. Batho (ministre du MEDDE) a
affirmé qu’elle ne souhaitait pas une libéralisation des
concessions des barrages français, et étudie des
scénarios alternatifsscénarios alternatifs
– Début avril 2013, Mme Battistel et M. Strautmann,
députés, lors d’un rapport d’étape devant la
Commission des affaires économiques de l’Assemblée
Nationale, plaident pour un aménagement significatif
du processus de remise en concurrence. Les
problèmes soulignés sont la réciprocité entre Etats, la
perte d’emploi en France (fonctions support à
l’étranger), la logique de vallée, etc.
50

51. France, le contexte réglementaire
– Etat des lieux :
Aucune concession remise en jeu actuellement
Manque de visibilité pour les acteurs
Impossibilité de faire des investissements pour les
concessionnaires sortants (durée d’amortissement ?)concessionnaires sortants (durée d’amortissement ?)
• A suivre…
51

52. Les producteurs
• En France :
– EDF : 45 TWh
– Groupe GDF-Suez :
CNR : 15 TWhCNR : 15 TWh
SHEM : <2 TWh
– Autres
• Et peut-être bientôt des acteurs étrangers ?
52

53. ConclusionConclusion
53

54. Conclusion
• L’exploitation des combustibles fossiles a permis de
développer l’hydroélectricité.
• L’existence de ce potentiel hydroélectrique exploité
est crucial pour la transition post-carbone (EnR
présentant la plus grande production, capacité de
stockage). En revanche elle ne remet pas en causestockage). En revanche elle ne remet pas en cause
la nécessité de consommer moins d’énergie.
• Cela nécessitera de la maintenance et des
investissements (une grande partie du parc
dépassant les 50 ans).
• Des arbitrages seront nécessaires entre potentiel
technique et enjeux environnementaux.
54

55. Références
• Statistiques, graphes issus principalement
de :
– AIE : Agence Internationale de l’Energie
– RTE : Réseau de Transport d’Electricité– RTE : Réseau de Transport d’Electricité
– EDF, CNR
– Avenir-sans-petrole.org (B. Thevard)
– Manicore.com (JM. Jancovici)
– developpement-durable.gouv.fr
– Wikipedia (un peu aussi)
– Etc. 55

56. Merci pour votre attentionMerci pour votre attention
56