L'eau

L'hydroélectricité constitue la seconde source de production d'électricité en France.
L'hydroélectricité offre l’avantage d’être une source d'énergie propre et renouvelable qui ne produit pas de gaz à effet de serre.
Elle permet un stockage de l'énergie et la modulation de la production électrique. 
Sous l’action du soleil l’eau de la surface de la Terre s’évapore et se retrouve sous forme de vapeur dans l’atmosphère.
Lorsque la vapeur se condense l’eau retourne à l’état liquide. L’échange de l’eau est permanent et forme le cycle de l’eau. L’énergie hydraulique est le produit de ces échanges d’eau.

L’énergie potentielle d’une chute d’eau est transformée en énergie mécanique grâce à une turbine puis convertie en électricité au moyen d’un générateur de courant. La France compte plus de 2 000 centrales hydroélectriques et 447 barrages.

Différents types de centrales utilisent la force motrice de l’eau :

Les centrales au fil de l'eau, ne disposant pas de capacité pour retenir l'eau, turbinent en continu le débit du cours d'eau. Ces centrales produisent en moyenne 37 TWh par an.
Les centrales de lacs ou fonctionnant par éclusées permettent de moduler la production électrique en retenant l'eau dans leur réservoir créé notamment par des barrages et en turbinant en période de pointe de consommation. Ces centrales produisent en moyenne 30 TWh par an.
Les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) utilisent un réservoir amont et un réservoir aval entre lesquels l'eau est pompée vers l'amont en période de basse consommation quand l'électricité est peu chère et turbinée vers l'aval en période de pointe de consommation. Ces centrales au rendement global de l'ordre de 75% produisent environ 5 TWh/an.
(Source : La production hydroélectrique en France DGEMP Direction Générale de l’Energie et des Matières Premières). 

L'énergie des vagues est produite par le mouvement à la surface de l'océan induit par les vents. Des dispositifs flottants ou côtiers captent l'énergie des vagues qui peut être transformée en courant électrique. Si les travaux de recherche et développement sur l’énergie marine progressent, les technologies sont encore à l’état de prototype et de mise au point du concept.

L'énergie marémotrice est produite chaque fois que la marée monte et descend sous l'influence gravitationnelle du soleil et de la lune. Sur ce sujet les travaux de recherche et de développement s'intéressent en particulier aux technologies des courants de marée qui permettent d'extraire l'énergie du mouvement de l'eau au moyen de turbines placées sur le fond de l'océan.
L’utilisation des hydroliennes se développe en France avec l’installation des premières fermes hydroliennes de France en Bretagne.
L’hydrolienne utilise une énergie renouvelable, les courants marins, et elle ne pollue pas.
Le potentiel des courants marins est très important en France. Les littoraux bretons et normands présenteraient à eux seuls un potentiel de plusieurs GW de puissance, exploitable à partir de fermes d’hydroliennes, soit la puissance de plusieurs réacteurs nucléaires. Des modèles d’hydroliennes plus petites et semi-immergées peuvent être adaptés aux rivières.

Encore au stade de la recherche et du développement, l’énergie thermique des mers consiste à produire de l’électricité à partir des différences de température entre les eaux profondes (1000 à 1500m) et la surface des océans (gradients de température des océans).