Développer l’énergie hydraulique sans épuiser l’environnement

Alors que plus de 800 mini-centrales hydrauliques en attente d’homologation pourraient menacer la biodiversité des écosystèmes fluviaux suisses, une politique éclairée contribuerait à préserver l’environnement.

Suite à la catastrophe de Fukushima, de nombreux pays projettent d’abandonner progressivement le nucléaire pour se tourner vers les énergies renouvelables, actuellement en plein essor. La Suisse espère ainsi augmenter de 10% sa capacité en énergie hydraulique d’ici 2050. Il s’agit de développer les installations existantes mais aussi d’avaliser la construction de nouvelles mini-centrales hydroélectriques sur l’ensemble des cours d’eau.

Que signifie une telle décision pour l’écosystème de nos rivières ? Paolo Perona, professeur en hydro-économie appliquée et en morphodynamique fluviale, affirme que les dangers sont grands pour la biodiversité si les pratiques actuelles demeurent inchangées. Dans deux publications récentes, il explique comment maintenir les variations naturelles du débit des cours d’eau nécessaires à tant de phénomènes écologiques, sans pour autant entraver la productivité économique des installations hydro-électriques déjà exploitées.

Développer l'énergie hydraulique sans épuiser l'environnement

[ Petite central hydro-electrique construite en 2011 sur la rivière Aurino, Valle Aurina, Bolzano, Italy ]

 

Questions à Paolo Perona :

Comment pensez-vous que l’énergie hydraulique suisse va évoluer dans un futur proche ?

Vu la récente décision de nos autorités d’abandonner l’énergie atomique et de développer son équivalent hydraulique, la quasi-totalité des rivières helvétiques sera exploitée, ce qui peut être un atout, à condition de procéder avec bon sens. Il faut s’attendre à une prolifération de mini-centrales hydro-électriques avec des installations d’une capacité inférieure à 10 MW, d’autant que leur mise en place se révèle plus rapide et moins coûteuse. Depuis que le Conseil fédéral et les Offices fédéraux de l’environnement et de l’énergie ont décidé d’investir dans l’énergie hydraulique, on dénombre environ 800 nouveaux projets destinés à être placés dans des vallées disséminées sur l’ensemble du territoire suisse. Plusieurs d’entre eux ont déjà été approuvés et sont désormais en construction.

Ce qui n’est pas sans implication pour l’environnement.

En effet. Des mesures ont certes été prises afin de limiter l’impact environnemental et de s’assurer que les cours d’eau ne s’assèchent jamais. Pourtant, le problème est ailleurs, car nous supprimons ainsi la variabilité naturelle du réseau fluvial. Le défi est donc d’arriver à concilier tant une gestion écologique qu’économique des cours d’eau. En 1992, la population helvétique a adopté une loi de protection stipulant qu’un débit résiduel minimal devait couler dans toutes les rivières exploitées, par exemple pour générer de l’énergie hydraulique. Aujourd’hui, cette clause fixe un débit plancher. En de nombreux endroits, on impose même une double valeur limite ou plus en fonction des saisons.

Pourquoi est-ce si important de préserver la variabilité naturelle des cours d’eau ?

La plupart et peut-être même tous les phénomènes fluviaux sont dictés par des variations de débit causées par les précipitations et la fonte des neiges ou des glaces au sein du bassin versant. Prenez le transport de sédiments. Des particules de différentes tailles sont charriées et déposées par des débits fluctuants qui créent et déplacent les zones d’habitat. Les crues permettent quant à elles de relier une rivière à ses plaines alluviales, ce qui garantit une bonne hydratation des sols, un apport adéquat en nutriments et le nettoyage des débris – autant de plus pour la flore et la faune.

Que se passe-t-il si cette variabilité disparaît ?

Dans la Vallemaggia par exemple, on a observé et quantifié les effets de débits modifiés de façon artificielle sur un système fortement exploité et régulé au moyen d’une double valeur limite. Il est apparu qu’une telle technique entraînait une modification de la végétation et de ses processus de renouvellement. Le problème dans un tel cas est qu’il ne suffit pas de rétablir un débit normal pour déloger les nouveaux arbres et plantes qui se sont installés et ont développé de profondes racines. Les végétaux sont alors trop vieux. Il faut du temps pour que le système retrouve son état originel.

Alors comment fixer la quantité d’eau nécessaire à l’environnement ?

Nous avons décidé de résoudre ce problème en appliquant une approche empruntée à l’économie, appelée « analyse marginale ». Prenons par exemple deux personnes assoiffées, avec seulement deux litres d’eau à leur offrir. L’une n’aura besoin que d’un litre pour étancher complètement sa soif et la seconde de trois. La théorie dite « marginale » part du principe qu’il existe un point où ces deux litres à disposition sont distribués de manière optimale, soit lorsque les deux individus atteignent un seuil où ils vont accorder la même valeur à la prochaine gorgée qui leur sera offerte.

Comment appliquer ce concept aux écosystèmes fluviaux ?

En réfléchissant de la sorte, il est tout à fait possible de distribuer de l’eau aux consommateurs et à l’environnement de telle sorte que les parties impliquées en bénéficient à parts égales. En optant pour cette méthode que nous avons récemment publiée, le débit déversé en aval des points de prélèvement – c’est-à-dire le volume d’eau restitué à l’environnement – est très proche de celui d’un écosystème fluvial usuel, avec une variabilité similaire, mais une importance moindre.

Quel serait l’impact financier de débits variés approchant une situation naturelle ?

Évidemment, les consommateurs se verraient privés d’une partie de l’eau. Pourtant, un prélèvement équivalent aux quantités autorisées par la loi actuelle, par exemple via un système à double valeur limite, mais ouvert aux variations, permettrait de préserver sa valeur commerciale. Dans le même temps, les bénéfices sur l’environnement en seraient grandement accrus. Nous procédons actuellement à des expériences en laboratoire et sur le terrain avec mon confrère Alexandre Buttler afin de définir cette plus-value environnementale avec une précision accrue.

Avez-vous pu effectuer des tests sur un vrai cours d’eau ?

Il existe dans les Grisons des projets de développement de mini-centrales hydro-électriques visant à prélever de l’eau d’une rivière en utilisant une distribution proportionnelle – un sous-ensemble du modèle théorique développé par nos soins, qui a déjà été appliqué dans quelques pays voisins, comme l’Italie et l’Autriche. Lorenzo Golra, un de mes doctorants, a procédé à une étude de cas de l’un de ces projets et publié ses résultats. Il y a analysé quatre scénarios de distribution différents, la version dite « naturelle » et celle que nous considérons comme optimale. Les résultats obtenus démontrent que notre approche basée sur une redistribution dynamique est plus performante que celles prônant un débit minimum ou une distribution proportionnelle, et ce lorsque l’on compare un certain nombre d’indicateurs économiques et hydroécologiques.

La Suisse sera-t-elle capable d’accroître sa durabilité en matière d’énergie hydraulique ?

Tout dépend de la gestion de l’eau dans nos écosystèmes. Il est certes possible d’exploiter une rivière pendant 40 à 50 ans, puis de décider de lui rendre son état naturel, mais nous ne savons pas comment l’écosystème va réagir. Est-ce que cela fait vraiment sens d’investir massivement dans une éventuelle reconstruction prévue dans un demi-siècle alors qu’il suffirait d’investir aujourd’hui une somme d’argent moindre tout en réduisant les perturbations environnementales subséquentes? Notre recherche montre que l’on pourrait sans autre troquer notre politique de « remise en état » contre une approche préservative. Exploitons les rivières économiquement parlant, mais réduisons notre impact afin d’éviter de futures grosses dépenses. Nos écosystèmes ne sont pas indéfiniment résilients. À partir d’un certain seuil, remettre une rivière en état ne suffit plus pour les reconstituer.


Sources

Perona, P., D. Dürrenmatt and G. Characklis (2013) Obtaining natural-like flow releases in diverted river reaches from simple riparian benefit economic models. Journal of Environmental Management, 118: 161-169, http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2013.01.010

Gorla, L. and P. Perona (2013) On quantifying ecologically sustainable flow releases in a diverted river reach. Journal of Hydrology, 489: 98-107, http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2013.02.043

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13 Commentaires sur "Développer l’énergie hydraulique sans épuiser l’environnement"

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Stephsea
Invité
M. Perona, vous êtes bienvenu en France. Actuellement, il est fait un barrage (jeu de mot!) quasi systématique des autorités autoritaires technocratiques bureaucaratiques contre les petits projets d’hydroélectricité. Pourtant il existe des milliers de sites propices encore inexploités. Mais il existe aussi des centaines de sites qui étaient déjà exploités (parfois arrêtés depuis plusieurs siècles…) et donc la remise en route pose d’énormes problèmes administratifs, souvent dues à un fonctionnaire qui abuse des ses pouvoirs d’ailleurs, et croit devoir régenter toute une région sur la base de parti pris plus que subjectifs. Le seul moyen de se défendre de ces… Lire plus »
Bruno lalouette
Invité
Il y a une volonté en France d’assassiner l’électricité hydraulique et de détruire des barrages qui, bien souvent sont des ouvrages historiques! La raison est toute simple, le nucléaire n’est PAS COMPETITIF face à l’hydraulique, et chez EDF ils ne le savent que trop! Et donc elle montre son vrai visage, la brute hypertrophiée, grâce aux milliards alloués à cette énergie par l’intermédiaire de nos impôts! Les chiffres: France 1960: 49% d’électricité hydraulique pour 45 millions d’habitants avec une industrie représentant 40% du PIB, plein emploi! France 2012: 12% d’électricité hydraulique, 80% d’électricité nucléaire, plus de 10% de chômeurs pour… Lire plus »
Verdarie
Invité

En plus des effets décrits par le manque d’eau pour la flore et la faune,il ne faut pas oublier que ces variations agissent également sur le climat ! Puisque les ruisseaux,les rivières et les fleuves agissent chacun à leur échelle comme de gigantesques radiateurs et influencent le climat local.L’été en rafraichissant et l’hiver en réchauffant ,ceci du fait de l’inertie de l’eau par rapport à l’air.

Dan1
Invité
Pour Bruno lalouette. Qualifier EDF d’assassin au motif que la proportion d’électricité hydraulique a baissé en France depuis la deuxième guerre mondiale est une figure de style caractéristique du menteur ou de l’ignorant (même s’il y a très peu d’ignorants sur Enerzine). La vérité est que avant la deuxième guerre mondiale la France consommait 25 moins d’électricité (19 TWh en 1939) qu’en 2013 (entre 480 et 500 TWh pour une production moyenne de 550 TWh). L’hydraulique était donc la filière majoritaire. Les Français étaient d’ailleurs les pionniers avec l’invention des turbines hydrauliques et le développement de l’hydroélectricité : Le hic,… Lire plus »
climax1891
Invité
Sicetaitsimple
Invité

C’est quand même bien la première fois que je lis qu’EDF veut tuer l’hydraulique! Comme quoi on n’est jamais au bout de ses surprises….. D’ailleurs, même si le débat semble un peu retombé, on avait bien noté que la perspective de mise en concurrence des concessions laissait EDF de marbre, à la limite contente de se débarrasser de ce fardeau…. On apprend par ailleurs grâce à Dan 1 et Climax que la consommation d’électricité aurait augmenté entre 1960 et 2012 en France? C’est tout l’intérêt ce ces débats sur Enerzine, on y apprend plein de choses!

Stephsea
Invité
Et pourtant il existe bien des milliers de sites à équiper, et des centaines qui attendent leurs autorisations, ou se les voient carrément refusées. La rentabilité de l’hydrualique évolue assez vite en ce moment, mais on voit que la courbe d’énergie n’évolue pas, et menace de chuter. De grands ouvrages arrivent en fin de vie. Les nouveaux, même les petits, sont difficiles à créer faute d’acceptation et de volonté politique. On observe même à l’échelle nationale une pression vive et efficace contre des barrages historiques (dans le sens culturel et patrimonial du terme aussi!), site de production d’énergie en grand… Lire plus »
Stephse
Invité
Les articles et références sur ces sujets sont tellement nombreux! Ils montrent souvent les contradictions inexplicables et inextricables de ces dossiers, avec donc de très probables conflits d’intérêts, acteurs masqués, cynisme à tous les étages, cynisme dont les écolos et leurs avocats spécialisés ne font pas l’économie d’ailleurs… La continuité écologique est donc devenue une nouvelle religion aussi absurde, irrationnelle et brutale que les précédentes, un instrument de pouvoir. On voit les ministres et l’Onema s’y complairent. Pourquoi? J’aime bien les paradoxes et les raisonnements par l’absurde pour remettre les choses à leur place. Je demande donc à ces militants… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

sur le fond (l’hydraulique), je suis assez d’accord avec vous, cf. mon post du 7/02 vers 21h00: C’est cette manie de toujours voir les tentacules de la pieuvre EDF derrière tout (et son contraire d’ailleurs) que je trouve un peu bizarre.

Stephsea
Invité
Qui a dit tentaculaire? Il y a des nuances a bien saisir. Je ne considère pas EDF comme une pieuvre diabolique mais comme une entreprise multinationale égémonique en France, dirigée par un homme cynique (pour faire court), entreprise ayant aussi des intérêts très pointus et mondiaux dans un secteur très sensible actuellement qui est le nuke. Cela en fait un sacré client pour quelques suspicions et enquêtes complexes, n’est ce pas? Une alliance objective ne veut pas dire une association volontaire et calculée à l’avance. Je ne suis pas un théoricien du complot, juste un témoin de ce qu’il m’est… Lire plus »
Herve
Invité
J’ai du mal a vous suivre sur les affirmations comme quoi EDF serait contre l’hydraulique. Ils exploitent une bonne partie des barrages en france et ne semblent pas vouloir abandonner, d’autant plus que c’est souvent complementaire avec le nucléaire (lacs de montagne et lacs de rivière). La problémaique du “laisser pourrir les barrages” doit plutot être vu sous l’angle du juridique. Les centrales de plus de 5MW sont sous le régime de la concession, régime qui pousse l’expoitant à faire le moins de travaux possibles surtout en fin de contrat. Cette situation est due a la loie sur l’eau de… Lire plus »
Pastilleverte
Invité

Quelqu’un a t il des infos sur la (supposée ? fantasmée , inventée ?) “fabrication” de méthane dans certains lacs de retenue, ce qui modifierait quelque peu la prétention “écologique” de l’hydro, du moins tant qu’on est “accro” aux effets gaz de serre.

Herve
Invité
L’hydraulique n’est effectivement pas totalement “propre” (comme toute les autres ENR). Elle a des inconvénients (à analyser au cas par cas, car les inconvenients ne sont pas systèmatiques).Par ailleurs, beaucoup des “inconvenients” sont en fait des “modifications”: Créer un lac artificiel fait disparaitre certaines especes, mais permet l’apparition d’autres espèces, point souvent oublié lors de l’effacement du barrage. Sur le sujet du méthane, je crois que c’est dans le cas de retenues ou des végétaux se décomposent avec une température élevée et ou l’oxygène n’est pas assez présent pour les oxyder. Mais les émisions restent faibles au regard d’autres sources… Lire plus »
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