Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les aménagements hydroélectriques convertissent en énergie électrique l'énergie potentielle de l'eau qui apparaît en altitude lors des précipitations. Il existe une gamme étendue de ces types d'aménagements, depuis les chutes de quelques dizaines de mètres avec des ouvrages construits au fil de l'eau, jusqu'à celles de plus de 1000 mètres qui nécessitent des conduites forcées pour conduire l'eau depuis un réservoir en altitude jusqu'à une usine située plus bas. Les aménagements se classent aussi en fonction du volume d'eau à stocker à l'origine de la chute, ce volume caractérisant la capacité de l'aménagement à moduler sa production en fonction du temps, et même à stocker de l'énergie. Un aménagement hydroélectrique comprend généralement : barrage, canaux ou galeries, conduites forcées, usine, et ouvrages annexes. L'usine contient les turbines ou pompes, et les alternateurs. Certains aménagements constituent des chaînes d'ouvrages le long des grands fleuves. D'autres constituent des systèmes très complexes combinant plusieurs aménagements sur plusieurs vallées, ou encore permettent d'utiliser l'énergie des marées.
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Hydroelectric developments convert in electric energy the potential energy of water appearing in altitude during rainfall. A wide range of such developments exist, from several tens of meter drops with river hydro developments to more than 1,000 meters drops which require penstocks in order to transport the water from a reservoir in altitude to a plant located further down. The developments are also classified according to the volume of water to be stored at the drop point; this volume characterizes the capability of the development to modulate its production according to time and even to store energy. An hydroelectric development generally comprises a dam, canals or tunnels, penstocks, a plant and its extensions. The plant contains the turbines or pumps and the alternators. Certain developments form chains of structures along large rivers. Others form extremely complex systems combining several developments on several valleys or even allow for the use of tidal energy.
Auteur(s)
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Pierre-Louis VIOLLET : Directeur Coordination et Partenariats d'EDF R - Professeur Honoraire à l'École nationale des ponts et chaussées - Président du Comité scientifique et technique de la Société hydrotechnique de France
INTRODUCTION
L'énergie potentielle renouvelée chaque année en altitude dans les eaux intérieures (cours d'eau, neige et glaciers) est évaluée au niveau mondial à environ 40 000 TWh par an, dont un gros tiers (environ 14 000 TWh) est exploitable avec les techniques qui sont actuellement disponibles. Dans les conditions économiques du début du XXI e siècle, 8 700 TWh sont considérés comme exploitables de façon rentable, au regard des autres énergies. Ce sont 3 000 TWh d'énergie hydroélectrique qui sont effectivement produits chaque année, ce qui représente quelque 16 % de la production totale d'électricité dans le Monde. En Europe, les aménagements hydroélectriques pourvoient à 99 % des besoins en électricité de la Norvège, à 12 % de ceux de la France. En France, le troisième quart du XX e siècle a vu l'aménagement de la quasi-totalité des ressources hydroélectriques économiquement exploitables. Mais au niveau mondial, il y a encore un gisement annuel d'hydroélectricité de l'ordre de 5 700 TWh qu'il est rentable d'aménager, surtout en Afrique, en Asie, et en Amérique Latine. Ce gisement peut même se révéler beaucoup plus grand si l'on se projette dans un futur où les tensions sur les ressources d'énergie primaire seront plus grandes, où les prix des combustibles fossiles seront plus élevés et où il faudra limiter encore plus les rejets de CO2 . De plus, l'énergie hydraulique représente une énergie renouvelable qui est non seulement régulière et prévisible, mais qui peut permettre d'adapter heure par heure la production au besoin, ou de compenser l'intermittence des autres énergies renouvelables, pour peu que l'on dispose de réservoirs suffisants en altitude. Son développement nécessite de prendre en compte les aspects environnementaux, la sûreté des personnes et des biens. Les aménagements hydroélectriques sont des ensembles parfois très complexes qui intègrent de nombreuses techniques.
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Principe des aménagements hydroélectriques
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4. Énergie des marées
4.1 Usines marémotrices
L'usine marémotrice de référence est à ce jour celle mise en service en 1966 sur l'estuaire de La Rance, en France, entre Saint-Malo et Dinard (figure 9). Elle est constituée d'un barrage qui barre l'estuaire, et qui abrite 24 groupes bulbe à 4 pales, de 5,3 m de diamètre, de puissance unitaire 10 MW, et qui peuvent fonctionner avec une hauteur de chute très faible, un mètre seulement.
Après la mise en service de la Rance , des études ont été menées dans plusieurs des pays concernés par les sites favorables aux aménagements marémoteurs (Royaume-Uni, Canada, Russie, Corée). Une station expérimentale est exploitée depuis 1974 en Russie sur la mer de Barentz, près de Mourmansk (station de Kislogubskaija), station qui fonctionne de façon régulière depuis 1984. C'est au Canada que se situe le meilleur site marémoteur au monde, dans l'immense baie de Fundy, dans laquelle le marnage est supérieur à 15 m. Des études ont été menées à plusieurs reprises entre 1944 et 1985, et de nombreuses variantes d'aménagement marémoteur à plusieurs barrages ont été envisagées. Un autre site remarquable est celui de l'estuaire de la Severn, au pays de Galles, entre Cardiff et Bristol. Le marnage y est de 14 m. Des études ont été menées en 1984 et 1986 ; le projet, abandonné en 2003, est depuis 2007 remis sur le devant de la scène : il s'agirait d'un barrage barrant l'estuaire de la Severn, un peu comme la Rance, avec une puissance totale maximale de 8 640 MW (216 groupes de 40 MW), et un productible annuel de 17 TWh. Sa mise en service éventuelle pourrait intervenir vers 2017.
Un concept encore non concrétisé est celui de l'atoll artificiel, installé dans une zone à fort marnage : il se remplirait à marée montante et se viderait à marée descendante, en turbinant l'eau au passage. Ce type de concept pourra donner lieu à des réalisations au XXI e siècle.
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Énergie des marées
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GINOCCHIO (M.) - L'énergie hydraulique. - Édition mise à jour sous la direction de VIOLLET (P.-L.), Lavoisier (2010).
-
(2) - VIOLLET (P.-L.) - Histoire de l'énergie hydraulique. - Presses de l'École nationale des ponts et chaussées (2005).
-
(3) - SCHNITTER (N.) - A history of dams – The usefull pyramids. - Balkema (1994).
-
(4) - BORDES (J.-L.) - Les Barrages-Réservoirs en France. - Presses de l'École nationale des ponts et chaussées (2005).
-
(5) - LEMPERIERE (F.) - The role of dams in the XXIth century. - International journal on hydropower and dams, no 3, p. 99-108 (2006).
-
(6) - TRAVADE (F.) - Le franchissement des aménagements hydroélectriques par les poissons migrateurs ; l'expérience d'EDF. - La Houille Blanche,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Cadre legislatif et règlementaire français sur l'eau et l'hydroélectricité https://www.senat.fr/leg/ppl20-508.html
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Congrès biannuel CIGB-ICOLD : HYDRO2009 International Conference and Exhibition, Lyon, France, 26-28 octobre 2009.
Manifestations organisées par la SHF sur l'eau et l'hydroélectricité http://www.shf.fr/
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DCE ou Directive cadre sur l'Eau (2000/60/CE) du 23 octobre 2000 paru au JOCE du 23 décembre 2000.
Et ses directives filles chimie :
-
directive 2006/118/CE du 12 décembre 2006 sur la protection des eaux souterraines publiée au JOUE du 27/12/2006 ;
-
directive...
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