L’arrivée massive du solaire et de l’éolien transforme en profondeur le réseau électrique européen. La filière hydroélectrique n’échappe pas à ces changements et se retrouve sous pression. C’est ce que révèle une récente analyse qui dresse un état des lieux du parc hydroélectrique européen.

L’hydroélectricité est un pilier historique du système électrique européen, non seulement par sa part dans le mix énergétique, mais surtout par son rôle structurant pour le réseau. Selon un récent rapport de l’Observatoire des technologies pour l’énergie propre (CETO) de la Commission européenne, l’Union européenne dispose en 2023 de 153 GW de puissance installée et produit près de 300 TWh chaque année.

Sur le territoire, l’hydroélectricité constitue ainsi la deuxième source d’électricité renouvelable derrière le solaire, et son importance stratégique s’accroît à mesure que le système électrique évolue. Face à l’arrivée massive de sources intermittentes comme l’éolien et le solaire, elle contribue à la stabilité du réseau, offre de la flexibilité et permet le stockage d’énergie sur de longues durées grâce aux stations de transfert d’énergie par pompage-turbinage (STEP).

Des centrales qui s’adaptent à la production intermittente

Premier élément notable du rapport du CETO : la filière hydroélectricité subit une pression opérationnelle croissante. Les centrales sont aujourd’hui plus sollicitées qu’auparavant, et ce, de manière différente. Elles doivent désormais s’adapter aux variations importantes de production des énergies éolienne et solaire.

Concrètement, cela se traduit par des cycles démarrages/arrêts plus fréquents des turbines, accélérant l’usure des équipements, d’autant que l’âge moyen des centrales atteint environ 45 ans. Pour faire face à ces nouvelles contraintes, le rapport recommande de moderniser les installations existantes. L’investissement dans des équipements récents et des systèmes de contrôle numérique pourrait augmenter la production annuelle de 40 TWh.

Une croissance qui sera portée par les STEP

Aussi importante puisse-t-elle être pour le réseau, la filière hydroélectrique stagne dans l’Union européenne. Lors de la dernière décennie, seulement 6 GW de nouvelle puissance ont été installés. Une faible croissance qui, d’après le CETO, s’explique par le nombre limité de sites encore exploitables, les coûts élevés des nouveaux projets et surtout le durcissement des exigences environnementales rendant la construction de nouveaux barrages longue, complexe et souvent contestée.

À l’avenir, la croissance de la filière reposera en grande partie sur les STEP. L’UE compte actuellement quelque 46 GW de puissance installée, soit un quart de la capacité mondiale. Cette puissance pourrait atteindre 70 à 75 GW d’ici 2050, non pas nécessairement par la construction de grands ouvrages, mais via d’autres moyens : modernisation de stations existantes, interconnexion de réservoirs, reconversion de sites industriels ou miniers, et optimisation des infrastructures déjà en place.

Toutefois, le développement des STEP pourrait être limité par les complexes procédures d’autorisation et les investissements initiaux élevés. Par ailleurs, l’essor des batteries plus rapides à déployer et parfois plus rentables sur certains marchés constitue une concurrence croissante, même si cette technologie ne peut rivaliser avec les STEP en termes de durée de stockage.

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Nous l’abordons souvent dans nos colonnes : livrer de l’énergie aux lieux de consommation exige une infrastructure lourde. Réseaux de transport, de distribution, lignes en courant alternatif ou à courant continu, il s’agit d’un ensemble de systèmes techniques complexes faisant l’objet de développements permanents et d’innovations. Dont ce record établi par la DARPA américaine (Defense Advanced Research Projects Agency), à l’aide d’une technologie encore à ses balbutiements et bien peu connue.

En matière de transmission d’énergie, les câbles conducteurs sont aujourd’hui le principal moyen utilisé pour transporter l’électricité. Mais il existe d’autres manières de s’y prendre : les techniques de transmission d’énergie sans fil. Dans notre vie quotidienne, nous connaissons l’une d’entre elles : l’induction électromagnétique. Elle permet notamment de charger des objets connectés, comme des téléphones portables ou encore des montres, ou encore pour alimenter des véhicules électriques sur autoroute, comme cela a été démontré tout récemment.

Et si ce mode de transmission d’énergie ne fonctionne que sur une courte distance, il existe d’autres technologies qui permettent de résoudre cette contrainte. Basées sur l’utilisation de faisceaux de micro-ondes à faible divergence ou de laser fonctionnant à des fréquences proches de la lumière visible, elles permettent de transmettre de l’électricité sans nécessiter de conducteur intermédiaire, et ce sur de longues distances.

Transmettre l’électricité par la lumière

Le système POWER (Persistent optical wireless energy relay) est de ce type. Il est constitué d’un côté d’un émetteur laser, alimenté en électricité, et de l’autre d’un récepteur combinant un miroir parabolique et des cellules photovoltaïques, lesquelles se chargent de convertir la lumière en électricité. Grâce à ce système, une équipe de développement de la DARPA a établi un nouveau record : elle est parvenue à transmettre 800 W pendant 30 secondes, et ce à 8,6 km de distance. C’est un mégajoule qui a ainsi été transmis.

Le rendement global de ce transport d’énergie ne fait pas l’objet de communication particulière, mais un calcul de coin de table indiquerait une valeur de l’ordre de 25 %. C’est très faible, surtout lorsqu’on le compare à celui des lignes électriques plus classiques, mais un tel système peut s’avérer très utile dans les situations où l’installation de câbles est difficile du fait, notamment, du terrain, ou de délais réduits. Ou encore pour alimenter en énergie des drones en vol. À ce titre, il n’est guère surprenant qu’une telle technique intéresse l’agence américaine spécialisée dans la recherche militaire.

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