L’énergie hydroélectrique est produite par l’eau en mouvement. Hydro vient du mot grec pour l’eau.
L’énergie hydroélectrique est utilisée depuis des milliers d’années. Les anciens Romains ont construit des turbines, qui sont des roues tournées par l’eau qui coule. Les turbines romaines n’étaient pas utilisées pour l’électricité, mais pour moudre les grains pour faire de la farine et du pain.
Les moulins à eau fournissent une autre source d’énergie hydroélectrique. Les moulins à eau, qui étaient courants jusqu’à la révolution industrielle, sont de grandes roues généralement situées sur les rives de rivières à débit modéré. Les moulins à eau produisent de l’énergie qui alimente des activités aussi diverses que le broyage du grain, la coupe du bois ou la création de feux chauds pour créer de l’acier.
La première centrale hydroélectrique américaine a été construite sur la rivière Fox en 1882 à Appleton, dans le Wisconsin. Cette usine alimentait deux papeteries et une maison.
Exploitation de l’hydroélectricité
Pour exploiter l’énergie de l’eau qui coule, l’eau doit être contrôlée. Un grand réservoir est créé, généralement en endiguant une rivière pour créer un lac artificiel ou un réservoir. L’eau est canalisée par des tunnels dans le barrage.
L’énergie de l’eau qui s’écoule dans les tunnels du barrage fait tourner les turbines. Les turbines font bouger les générateurs. Les générateurs sont des machines qui produisent de l’électricité.
Les ingénieurs contrôlent la quantité d’eau laissée à travers le barrage. Le processus utilisé pour contrôler ce débit d’eau s’appelle le système d’admission. Lorsque beaucoup d’énergie est nécessaire, la plupart des tunnels menant aux turbines sont ouverts et des millions de gallons d’eau les traversent. Lorsque moins d’énergie est nécessaire, les ingénieurs ralentissent le système d’admission en fermant certains des tunnels.
Pendant les inondations, le système d’admission est aidé par un déversoir. Un déversoir est une structure qui permet à l’eau de s’écouler directement dans la rivière ou un autre plan d’eau situé sous le barrage, en contournant tous les tunnels, turbines et générateurs. Les déversoirs empêchent le barrage et la communauté d’être endommagés. Les déversoirs, qui ressemblent à de longues rampes, sont vides et secs la plupart du temps.
Des courants d’eau aux courants électriques
Les grandes rivières à débit rapide produisent le plus d’hydroélectricité. Le fleuve Columbia, qui fait partie de la frontière entre les États américains de Washington et de l’Oregon, est un grand fleuve qui produit d’énormes quantités d’énergie hydroélectrique.
Le barrage de Bonneville, l’un des nombreux barrages sur le fleuve Columbia, dispose de 20 turbines et génère plus d’un million de watts de puissance chaque année. C’est assez d’énergie pour alimenter des centaines de milliers de maisons et d’entreprises.
Les centrales hydroélectriques situées près des cascades peuvent également générer d’énormes quantités d’énergie. L’eau qui s’écrase sur la ligne de chute est pleine d’énergie. Un exemple célèbre de ceci est la centrale hydroélectrique de Niagara Falls, qui enjambe la frontière entre les États-Unis et le Canada.
L’énergie hydroélectrique produite par les chutes du Niagara est partagée entre l’État américain de New York et la province canadienne de l’Ontario. Les ingénieurs des chutes du Niagara ne peuvent pas éteindre les chutes, mais ils peuvent limiter sévèrement la prise et contrôler la quantité d’eau qui se précipite sur la cascade.
La plus grande centrale hydroélectrique du monde est l’énorme barrage des Trois Gorges, qui enjambe le fleuve Yangtsé en Chine. Il mesure 185 mètres (607 pieds) de haut et 115 mètres (377 pieds) d’épaisseur à sa base. Il dispose de 26 turbines et pourra générer plus d’un milliard de watts de puissance. Le barrage des Trois Gorges fonctionne, mais les ingénieurs travaillent toujours sur le système. Ils ajoutent encore plus de turbines et de générateurs au projet.
L’énergie hydroélectrique et l’environnement
L’hydroélectricité repose sur l’eau, qui est une source d’énergie propre et renouvelable. Une source d’énergie renouvelable est une source qui ne s’épuisera pas. L’énergie renouvelable provient de sources naturelles, comme le vent, la lumière du soleil, la pluie, les marées et l’énergie géothermique (la chaleur produite à l’intérieur de la Terre). Les sources d’énergie non renouvelables comprennent le charbon, le pétrole et le gaz naturel.
L’eau est renouvelable car le cycle de l’eau se recycle continuellement. L’eau s’évapore, forme des nuages, puis pleut sur la Terre, recommençant le cycle.

Les réservoirs créés par les barrages peuvent fournir un grand espace récréatif sûr à une communauté. Les plaisanciers et les skieurs nautiques peuvent profiter du lac. De nombreux réservoirs sont également remplis de poissons. La zone autour d’un réservoir est souvent un espace naturel protégé, permettant aux campeurs et aux randonneurs de profiter de l’environnement naturel.
L’utilisation de l’eau comme source d’énergie est généralement un choix environnemental sûr. Ce n’est pas parfait, cependant. Les centrales hydroélectriques nécessitent un barrage et un réservoir. Ces structures artificielles peuvent être des obstacles pour les poissons qui tentent de nager en amont. Certains barrages, dont le barrage de Bonneville, ont installé des échelles à poissons pour aider les poissons à migrer. Les échelles à poissons sont une série de larges marches construites sur le côté de la rivière et du barrage. L’échelle permet aux poissons de nager lentement en amont au lieu d’être totalement bloqués par le barrage.
Les barrages inondent les berges des rivières, détruisant l’habitat des zones humides pour des milliers d’organismes. Les oiseaux aquatiques tels que les grues et les canards sont souvent à risque, ainsi que les plantes qui dépendent de l’habitat marécageux d’une rive de rivière. Le fonctionnement de la centrale électrique peut également augmenter la température de l’eau dans le réservoir. Les plantes et les animaux près du barrage doivent s’adapter à ce changement ou migrer ailleurs.
Le barrage d’OShaughnessy sur la rivière Tuolumne aux États-Unis. l’État de Californie a été l’un des premiers projets d’énergie hydroélectrique à susciter de nombreuses critiques pour son impact sur l’environnement. Le barrage, construit en 1913, a inondé une région appelée vallée de Hetch Hetchy, qui fait partie du parc national de Yosemite. (Le lac créé par le barrage d’OShaughnessy s’appelle le réservoir Hetch Hetchy.) Des coalitions environnementales se sont opposées au barrage, invoquant la destruction de l’environnement et des habitats qu’il fournissait. Cependant, la centrale a fourni une énergie hydroélectrique abordable à la zone urbaine en plein essor autour de San Francisco.
Le réservoir de Hetch Hetchy est toujours un projet controversé. Beaucoup de gens croient que le barrage d’OShaughnessy devrait être détruit et que la vallée devrait retrouver son habitat naturel. D’autres soutiennent que la destruction d’une source d’énergie pour une zone urbaine aussi importante réduirait la qualité de vie des résidents de la région de la baie.
La quantité d’énergie hydroélectrique qu’un barrage peut fournir est limitée. Le facteur le plus limitant est le limon qui s’accumule sur le lit des réservoirs. Ce limon est transporté par la rivière qui coule, mais empêché d’atteindre sa destination normale dans un delta ou une embouchure de rivière par le barrage. Des centaines de mètres de limon s’accumulent au fond du réservoir, réduisant la quantité d’eau dans l’installation. Moins d’eau signifie moins d’énergie puissante pour circuler dans les turbines des systèmes. La plupart des barrages doivent dépenser beaucoup d’argent pour éviter l’accumulation de limon, un processus appelé envasement. Certaines centrales électriques ne peuvent fournir de l’électricité que pendant 20 ou 30 ans à cause de l’envasement.
Énergie hydroélectrique et personnes
Des milliards de personnes dépendent chaque jour de l’hydroélectricité. Il alimente les maisons, les bureaux, les usines, les hôpitaux et les écoles. L’énergie hydroélectrique est généralement l’une des premières méthodes utilisées par un pays en développement pour fournir de l’électricité abordable aux zones rurales.
L’hydroélectricité contribue à améliorer les possibilités d’hygiène, d’éducation et d’emploi offertes à une communauté. La Chine et l’Inde, par exemple, ont construit des dizaines de barrages au cours de la dernière décennie, alors que leur développement s’est rapidement développé.
Les États-Unis dépendaient de l’énergie hydroélectrique pour fournir de l’électricité à de nombreuses zones rurales ou pauvres. La majeure partie de cette construction a eu lieu au cours des années 1930. Les barrages faisaient partie intégrante du New Deal, une série de programmes gouvernementaux qui mettaient les gens au travail et apportaient de l’électricité à des millions d’Américains pendant la Grande Dépression. Le barrage de Bonneville sur le fleuve Columbia, le barrage de Shasta sur le fleuve Sacramento et le barrage Hoover sur le fleuve Colorado sont des barrages construits dans le cadre du New Deal.
Le projet hydroélectrique le plus célèbre du New Deal est probablement la Tennessee Valley Authority (TVA). La TVA a construit une série de barrages le long de la rivière Tennessee et de ses affluents. Aujourd’hui, TVA est la plus grande compagnie publique d’électricité aux États-Unis, fournissant de l’électricité abordable aux résidents des États de l’Alabama, de la Géorgie, du Kentucky, du Mississippi, de la Caroline du Nord, du Tennessee et de la Virginie.
Cependant, l’hydroélectricité a souvent un coût humain. Les énormes barrages nécessaires aux projets d’énergie hydroélectrique créent des réservoirs qui inondent des vallées entières. Les maisons, les communautés et les villes peuvent être déplacées à mesure que la construction du barrage commence.
L’Égypte a commencé la construction du complexe du barrage d’Assouan sur le Nil en 1960. Les ingénieurs ont réalisé que les anciens temples d’Abou Simbel allaient être inondés par le réservoir, appelé lac Nasser. Ces monuments ont été construits directement dans des falaises de plusieurs étages. Les temples d’Abou Simbel font partie du patrimoine culturel égyptien et constituent une destination touristique majeure. Plutôt que de faire inonder les monuments, le gouvernement égyptien a déplacé tout le flanc de la montagne sur une colline artificielle à proximité. Aujourd’hui, Abou Simbel se trouve au-dessus du barrage d’Assouan.
Le projet de barrage massif des Trois Gorges en Chine apportera une électricité sûre et abordable à des millions de personnes. Cela permettra aux hôpitaux, aux écoles et aux usines de travailler des heures plus longues et plus fiables. Il permettra également aux gens de maintenir des modes de vie plus sains en fournissant de l’eau propre. La construction du barrage a également bénéficié directement aux travailleurs. Plus d’un quart de million de personnes ont trouvé du travail avec le projet.
Cependant, le projet a forcé plus d’un million de personnes à déménager. Les modes de vie ont été perturbés. De nombreuses familles ont été déplacées des villes rurales sur les rives du fleuve Yangtsé vers Chongqing, une grande zone urbaine de 31 millions d’habitants. D’autres personnes ont été entièrement relocalisées hors de la province.