Développer l’hydroélectricité au service des territoires

EDF estime qu’il existe encore en France un poten­tiel impor­tant de déve­lop­pe­ment de l’hydroélectricité, la pre­mière des éner­gies renou­ve­lables, à valo­ri­ser. Cepen­dant, le cadre régle­men­taire exis­tant freine pour l’heure ce déve­lop­pe­ment. Flexible, bas car­bone et com­plé­men­taire des autres éner­gies renou­ve­lables, cette source d’énergie est un atout pour le déve­lop­pe­ment local et un levier de coopé­ra­tion avec les acteurs des ter­ri­toires pour répondre aux défis écologiques
et aux néces­si­tés du chan­ge­ment climatique.

Ces der­nières années, EDF a mené plu­sieurs pro­jets majeurs de déve­lop­pe­ment sur son parc hydrau­lique en France : la sur­puis­sance de 240 MW sur la STEP de La Coche et l’augmentation de puis­sance de la cen­trale de La Bâthie (d’une puis­sance totale de 600 MW) en 2019, ain­si que l’inauguration de Romanche-Gavet (97 MW) en 2020. Il existe encore un poten­tiel de déve­lop­pe­ment signi­fi­ca­tif pour l’hydroélectricité en France. Dans tous les scé­na­rios du Rap­port Futurs éner­gé­tiques, le ges­tion­naire de réseau fran­çais RTE men­tionne un besoin de STEP (sta­tions de trans­fert d’énergie par pom­page) de 3 GW à l’horizon 2050, en qua­li­fiant cette solu­tion de sto­ckage « sans regret » sur les plans tech­nique et économique.

« EDF a la capacité d’augmenter la puissance installée de son parc existant de 2 000 MW d’ici 2035. »

EDF a la capa­ci­té d’augmenter la puis­sance ins­tal­lée de son parc exis­tant de 2 000 MW d’ici 2035 et d’au moins 2 000 MW sup­plé­men­taires au-delà, soit une aug­men­ta­tion de 20 % de la puis­sance ins­tal­lée du parc hydrau­lique d’EDF : 500 MW d’augmentation de puis­sance sur des cen­trales hydrau­liques exis­tantes, 3,5 GW sur des STEP, par des réhausses de bar­rage, etc. Cepen­dant, en l’absence de visi­bi­li­té sur l’avenir du régime juri­dique des conces­sions hydrau­liques en France, EDF ne peut réa­li­ser d’investissement pour déve­lop­per signi­fi­ca­ti­ve­ment son parc hydrau­lique. C’est notam­ment le cas du pro­jet de Mon­té­zic dans l’Aveyron avec l’installation d’une nou­velle STEP de 466 MW atte­nante à celle déjà exis­tante, qui est prête à démar­rer si les condi­tions – en par­ti­cu­lier juri­diques – sont réunies.

Un développement entravé en France

Un sta­tu quo juri­dique, qui dure depuis plus de quinze ans, a lar­ge­ment frei­né le déve­lop­pe­ment de l’hydroélectricité en France. En effet, le Code de la com­mande publique (trans­po­sant la direc­tive commu­nautaire « conces­sions » de 2014) pose le prin­cipe d’une pro­cé­dure de mise en concur­rence de la tota­li­té de la conces­sion, dès lors que sont appor­tées des modi­fi­ca­tions sub­stan­tielles à un contrat de conces­sion exis­tant ; ce qui, en pra­tique, empêche ou dis­suade tout déve­lop­pe­ment signifi­catif de la pro­duc­tion hydro­élec­trique (augmenta­tion de puis­sance) ou une meilleure ges­tion de l’eau (réhausse des barrages).

Sor­tir de ce sta­tu quo est donc néces­saire pour relan­cer le déve­lop­pe­ment à la hau­teur des ambi­tions fran­çaises en matière de tran­si­tion éner­gé­tique. En revanche, à l’international, EDF contri­bue à la réa­li­sa­tion de plu­sieurs chan­tiers majeurs dans le monde, notam­ment à Nach­ti­gal (Came­roun), avec la construc­tion d’un bar­rage de 420 MW qui four­ni­ra 30 % de la consom­ma­tion éner­gé­tique natio­nale dès 2025, ou encore à Hat­ta, dans les Émi­rats arabes unis, avec la construc­tion de la pre­mière STEP du golfe Ara­bique, d’une puis­sance de 250 MW.

Améliorer la performance de production du parc existant

Le déve­lop­pe­ment passe éga­le­ment par l’amélioration de la per­for­mance des 424 cen­trales hydro­élec­triques exploi­tées par EDF en France, via des opé­ra­tions de main­te­nance pro­gram­mées par­fois sur plu­sieurs années. Autre levier que celui de la main­te­nance pour amé­lio­rer la per­for­mance : des pro­jets d’augmentation de puis­sance de quelques ouvrages exis­tants, dans le res­pect du cadre conces­sif actuel, donc en demeu­rant marginaux.

EDF a ain­si obte­nu l’autorisation des ser­vices de l’État pour sept dos­siers, d’une puis­sance totale supé­rieure à 60 MW. 33 MW sont déjà opé­ra­tion­nels et les tra­vaux sont en cours pour les 27 MW sup­plé­men­taires. Par exemple, le chan­tier de Mon­ta­hut dans l’Hérault vise à aug­men­ter la puis­sance de la cen­trale de près de 7 %. Pour y arri­ver, deux roues Pel­ton vont être rem­pla­cées, des injec­teurs modi­fiés et deux alter­na­teurs chan­gés. EDF ins­talle éga­le­ment de nou­veaux groupes de pro­duc­tion, comme à Hau­te­fage en Cor­rèze, où un nou­veau groupe de tur­bi­nage aug­mente la pro­duc­tion de l’aménagement de plus de 10 %.

Le projet Vouglans-Saut-Mortier

En concer­ta­tion avec les ser­vices de l’État et les par­ties pre­nantes de la val­lée de l’Ain, EDF a lan­cé en 2024 le chan­tier de construc­tion d’une nou­velle tur­bine-pompe de 18 MW à la cen­trale actuelle de Saut-Mor­tier. En effet, l’eau actuel­le­ment remon­tée de Saut-Mor­tier vers la rete­nue située en amont de Vou­glans ne suf­fit pas à exploi­ter plei­ne­ment la puis­sance du barrage
de Vou­glans. Grâce à cette nou­velle tur­bine-pompe, l’eau du lac de Coi­se­let en aval de Saut-Mor­tier pour­ra être remon­tée vers celui de Saut-Mor­tier, puis vers celui de Vou­glans, per­met­tant ain­si à Vou­glans de pro­duire de l’électricité lorsque le réseau en a besoin grâce à un volume d’eau quatre fois plus consé­quent qu’auparavant.

L’aménagement de Vou­glans-Saut-Mor­tier consti­tue­ra ain­si la pre­mière STEP à trois bas­sins en France. Ce pro­jet répond à la fois aux besoins éner­gé­tiques, avec une aug­men­ta­tion de la capa­ci­té de pro­duc­tion d’énergie renou­ve­lable, avec un sto­ckage sup­plé­men­taire équi­valent à la consom­ma­tion de 81 000 habi­tants, aux besoins tou­ris­tiques avec le main­tien de niveaux d’eau com­pa­tibles avec le tou­risme sur le lac de Vou­glans, et aux enjeux envi­ron­ne­men­taux, au pro­fit de la bio­di­ver­si­té dont la faune aqua­tique. La mise en ser­vice est pré­vue à l’horizon 2030.

Valoriser la complémentarité avec les nouvelles énergies renouvelables

Renou­ve­lable, bas car­bone, sou­ve­raine, pilo­table et sto­ckable, l’hydroélectricité regorge d’atouts qui font d’elle un allié majeur des éner­gies éoliennes et solaires. La flexi­bi­li­té de l’hydroélectricité ouvre ain­si des pers­pec­tives en termes de solu­tions hybrides : le pro­jet Sto­ckage d’énergie cata­lan asso­cie dix cen­trales hydro­élec­triques au fil de l’eau avec 20 MW de bat­te­ries, situées près de Per­pi­gnan. Un logi­ciel de pilo­tage répar­tit en temps réel les appels d’énergie en fonc­tion des contraintes du moment. Autre illus­tra­tion, la cen­trale élec­trique vir­tuelle So Flex’Hy com­bine plu­sieurs sources d’énergie (ou de sys­tèmes dis­po­nibles de sto­ckage d’énergie), qui sont acti­vées et opti­mi­sées par un sys­tème infor­ma­tique. Cette inno­va­tion démontre ain­si la com­plé­men­ta­ri­té créa­trice de valeur entre les pro­duc­tions renou­ve­lables hydro­élec­trique, solaire et éolienne.

Des solutions innovantes pour développer l’hydroélectricité

EDF étu­die éga­le­ment un pro­jet de STEP marine sur l’île de la Réunion, qui uti­li­se­rait la mer en réser­voir infé­rieur et fonc­tion­ne­rait avec de l’eau de l’océan. Elle per­met­trait le pom­page de cette eau salée, dis­po­nible en grande quan­ti­té à tout ins­tant, pour la sto­cker dans le bas­sin supé­rieur et pro­duire de l’énergie lorsque le réseau élec­trique en aurait besoin.

Flexibilité : le rôle pivot de l’hydroélectricité

Le déve­lop­pe­ment mas­sif de l’éolien et du solaire conduit à des besoins accrus de flexi­bi­li­té et de sto­ckage. 80 % des bar­rages gérés par EDF (et quelle que soit leur taille) sont équi­pés pour sto­cker de l’eau et appor­ter de la flexi­bi­li­té au réseau. EDF peut comp­ter plus parti­culièrement sur ses six STEP (sta­tions de trans­fert d’énergie par pom­page), bat­te­ries géantes repré­sentant 5 GW de capa­ci­té. L’hydroélectricité contri­bue ain­si à près de 50 % des moyens de pro­duc­tion uti­li­sés pour l’ajustement final de l’offre et de la demande d’électricité.

Grand’Maison, la centrale la plus puissante de France

La STEP de Grand’Maison est l’aménagement hydro-élec­trique le plus puis­sant de France. D’une puis­sance de 1 800 MW, cette cen­trale peut démar­rer en quelques minutes et pro­duire l’équivalent de la puis­sance de deux réac­teurs nucléaires, soit la consom­ma­tion des habi­tants des villes de Lyon, Gre­noble et Cham­bé­ry. Mise en ser­vice en 1987, cette cen­trale repré­sente à elle seule 9 % de la puis­sance du parc hydrau­lique d’EDF.

Cet amé­na­ge­ment fonc­tionne comme une bat­te­rie géante : il per­met de sto­cker de l’énergie et de la pro­duire en cas de besoin du sys­tème élec­trique, sou­vent lors des pointes de consom­ma­tion. Consti­tué de deux bas­sins, l’un en alti­tude et l’autre au niveau de la cen­trale, il per­met une cir­cu­la­tion de l’eau entre les deux. Lorsque cela est pos­sible (dans les moments de moindre consom­ma­tion, la nuit par exemple, ou dans les périodes de forte pro­duc­tion solaire ou éolien), la cen­trale peut remon­ter de l’eau sto­ckée dans le bas­sin infé­rieur vers le bas­sin supé­rieur : le stock d’eau se recons­ti­tue et peut ser­vir à nou­veau à la production. 

EDF a éga­le­ment déve­lop­pé sur cet amé­na­ge­ment un sys­tème de pom­page-tur­bi­nage simul­ta­né – une pre­mière mon­diale – qui per­met, à la demande de RTE, d’étendre la capa­ci­té de réglage de fré­quence aux phases de pom­page. Pour ce faire, une tur­bine Pel­ton réglante fonc­tionne en même temps que des pompes (dont la puis­sance est fixe). Vue du réseau élec­trique, la puis­sance sou­ti­rée par l’aménagement est alors ajus­table presque à sou­hait. Cette inno­va­tion faci­lite ain­si l’intégration de l’éolien et du solaire sur le sys­tème élec­trique et per­met d’éviter le recours à des cen­trales ther­miques pour le réglage de fré­quence sur le réseau.

Se concerter avec les acteurs du territoire pour une meilleure flexibilité

Les deux tiers des conces­sions d’EDF ont des obli­ga­tions régle­men­taires ou contrac­tuelles d’accès à l’eau pour les autres usa­gers : pro­duc­tion d’eau potable, irri­ga­tion, besoins indus­triels, sou­tien d’étiage au béné­fice des milieux, tou­risme, ou encore navigation.

Une meilleure flexi­bi­li­té pour le réseau élec­trique passe néces­sai­re­ment par une concer­ta­tion étroite avec les acteurs des ter­ri­toires concer­nés, afin de conci­lier les dif­fé­rents usages de l’eau, bien com­mun, avec la pro­duc­tion d’énergie bas car­bone et pilo­table, bien essen­tiel. Ain­si, la chaîne hydro­élec­trique Durance-Ver­don, qui repré­sente 30 à 40 % de la pro­duc­tion d’énergie régio­nale, peut injec­ter 2 000 MW sur le réseau élec­trique en dix minutes, soit l’équivalent de deux réac­teurs nucléaires. Afin de garan­tir la sécu­ri­té de l’approvisionnement en élec­tri­ci­té du réseau, cette chaîne hydro­élec­trique a donc besoin de pré­ser­ver tout son poten­tiel de pro­duc­tion et sa flexibilité.

“Concilier les différents usages de l’eau avec la production d’énergie bas carbone et pilotable.”

Depuis 2006, les mesures prises en faveur de la réha­bi­li­ta­tion de l’étang de Berre ont conduit à une perte de 6 mil­lions de kilo­watt­heures d’énergie renou­ve­lable par an. Pour retrou­ver des marges de manœuvre l’hiver, quand le réseau en a le plus besoin, tout en répon­dant aux attentes du ter­ri­toire sur les sujets éco­lo­giques en période esti­vale, EDF s’est accor­dée avec le GIPREB (Syn­di­cat mixte étang de Berre) sur un pro­to­cole fixant de nou­velles règles en matière de rejets d’eau douce dans la deuxième plus grande lagune marine d’Europe. L’accord abou­tit à une expé­ri­men­ta­tion dont les effets seront éva­lués dans quatre ans et déci­de­ront de la pour­suite ou de l’adaptation de celle-ci.

Des coopérations locales renforcées pour plus de flexibilité

Aux côtés des acteurs des ter­ri­toires, d’autres pistes sont actuel­le­ment à l’étude. Objec­tif : déga­ger de nou­velles marges de flexi­bi­li­té afin de pro­duire plus d’électricité lors des pics de consom­ma­tion, en dis­po­sant des volumes d’eau néces­saires au bon moment, tout en res­pec­tant bien évi­dem­ment les contraintes fixées. Ain­si, dans la val­lée de la Dor­dogne, des réflexions sont en cours sur les moda­li­tés d’atteinte du niveau des côtes tou­ris­tiques (niveau d’eau néces­saire aux acti­vi­tés tou­ris­tiques et nautiques).

Autre expé­ri­men­ta­tion en cours dans la région : une ges­tion opti­mi­sée des cen­trales avec une réserve d’eau limi­tée en aval des grands bar­rages, déve­lop­pant la flexi­bi­li­té tout en amé­lio­rant la qua­li­té du milieu natu­rel. Assou­plir les contraintes, trou­ver des com­pro­mis ou éta­blir un dia­logue solide et de confiance entre EDF et les ter­ri­toires, cela devra per­mettre à terme de pro­duire plus avec tou­jours plus de flexi­bi­li­té pour répondre au double objec­tif de la pré­ser­va­tion de la res­source en eau et de la pro­duc­tion d’une éner­gie bas car­bone. Les deux étant assu­ré­ment néces­saires à tous.

L’hydroélectricité, une énergie des territoires

Pré­sente au cœur des val­lées depuis par­fois plus de cent ans, l’hydroélectricité joue un rôle clé dans la dé­carbona­tion, la tran­si­tion éner­gé­tique et l’économie des terri­toires. Les acti­vi­tés hydro­élec­triques génèrent plus de 25 000 emplois directs et indi­rects en France, dont plus de 5 000 sala­riés d’EDF et de nom­breuses entre­prises pres­ta­taires locales et régio­nales qui tra­vaillent pour la pro­duc­tion et l’ingénierie hydrau­lique. EDF inves­tit ain­si chaque année plu­sieurs cen­taines de mil­lions d’euros pour la main­te­nance, la moder­ni­sa­tion et le développe­ment de son parc de pro­duc­tion. Les retom­bées de ces inves­tis­se­ments irriguent des régions entières et des entre­prises de toutes tailles. Cela a été le cas pour la construc­tion de Romanche-Gavet, la cen­trale hydro­électrique d’EDF mise en ser­vice en 2020. Ce chan­tier hydro­élec­trique repré­sente un inves­tis­se­ment de 400 mil­lions d’euros pour EDF, dont 94 % auprès d’entreprises françaises.

Une gestion concertée de l’eau dans un contexte de changement climatique

En plus de leur voca­tion de pro­duc­tion élec­trique, les amé­na­ge­ments hydro­élec­triques jouent un rôle impor­tant dans de nom­breux autres usages de ce bien com­mun qu’est l’eau. Par exemple, le bar­rage de Serre-Pon­çon dans la région Pro­vence-Alpes-Côte d’Azur et les amé­nagements de la Durance et du Ver­don four­nissent l’électricité néces­saire à 2,1 mil­lions de per­sonnes par an, tout en assu­rant l’approvisionnement en eau potable pour 3 mil­lions de per­sonnes, l’irrigation de 120 000 hec­tares de terres agri­cole (EDF tient à dis­po­si­tion de l’agriculture 120 mil­lions de mètres cubes d’eau sur la Durance et 250 mil­lions de mètres cubes d’eau sur le Ver­don), l’alimentation de 440 entre­prises en eau indus­trielle, la lutte contre l’impact des crues et enfin le déve­lop­pe­ment de l’offre tou­ris­tique autour des lacs.

Le lac de Serre-Pon­çon repré­sente 40 % de la fré­quen­ta­tion esti­vale des Hautes-Alpes. Anti­ci­pa­tion et concer­ta­tion sont deux maîtres-mots dans la ges­tion de la res­source en eau. De l’hiver à la fin de l’été, une ges­tion pré­vi­sion­nelle des réser­voirs est assu­rée en fonc­tion des contraintes cli­ma­tiques de l’année en cours. Pour cela, EDF a déve­lop­pé une sur­veillance per­ma­nente des phé­no­mènes météo­rologiques et des débits dans les cours d’eau, avec un réseau de 1 100 sta­tions de mesure pour la sur­veillance et les pré­vi­sions hydrométéo­rologiques. Ce dis­po­si­tif, com­plé­men­taire à celui de Météo-France et des ser­vices hydro­mé­triques de l’État, per­met de pré­voir les débits et les niveaux des cours d’eau, rivières et fleuves sur les­quels sont implan­tés les bar­rages et les usines hydroélectriques.

La régulation des inondations et des sécheresses

L’hydraulique, qui der­rière ses bar­rages peut sto­cker près de 7 mil­liards de mètres cubes d’eau, a un rôle majeur à jouer dans le contexte de chan­ge­ment cli­ma­tique. L’épisode de séche­resse en 2022 a démon­tré le rôle stra­té­gique des bar­rages dans la ges­tion concer­tée de l’eau. En sto­ckant de l’eau durant les périodes plu­vieuses, les rete­nues des bar­rages per­mettent ain­si de réduire l’impact de nom­breuses crues et séche­resses. Ain­si, au plus fort de la séche­resse de l’été 2022, 40 % de l’eau de la Garonne pro­ve­nait des bar­rages situés dans les Pyrénées.

Autre exemple : lors des épi­sodes céve­nols de l’automne 2024 en Ardèche et dans le centre de la France, les bar­rages ont per­mis de gérer l’impact des crues. Deux illus­tra­tions du rôle cru­cial que jouent ces ins­tal­la­tions aux côtés des ter­ri­toires, à l’heure où la ques­tion de la ges­tion de l’eau monte en puis­sance avec le chan­ge­ment cli­ma­tique. Un sujet qui néces­site une solide concer­ta­tion pour pré­ve­nir tout conflit d’usage, à l’image par exemple du dia­logue per­ma­nent sur le ter­ri­toire Adour-Garonne entre EDF, le pré­sident du comi­té de bas­sin, les ser­vices de l’État, l’agence de l’eau et le Syn­di­cat mixte d’études et d’aménagement de la Garonne. Avec un objec­tif com­mun : anti­ci­per la ges­tion de l’eau pour mieux en cadrer les besoins futurs, en les conci­liant avec les besoins de pro­duc­tion élec­trique. Un juste équi­libre à trou­ver et à pré­ser­ver dans la durée.

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