Une petite centrale hydroélectrique

Vous êtes en mesure de devenir producteur d’électricité. L’hydroélectricité est une énergie renouvelable propre qui n’émet pas d’émission de gaz à effet de serre. Energie d’origine solaire liée au cycle de l’eau, l’hydroélectricité est facilement transformable en énergie électrique.
Avant d'installer une petite centrale hydroélectrique (PCH) il faut s’assurer que le débit et la hauteur de chute de l’eau soient suffisants. Une petite centrale hydroélectrique ne dispose pas de capacité pour retenir l'eau. Ce type de centrale appelée  « au fil de l'eau »  turbine en continu le débit du cours d'eau. L’hydroélectricité est utilisée aussi bien pour une production en site isolé que pour un raccordement au réseau.

Un projet d’aménagement d’une petite centrale hydroélectrique est un projet complexe. 
Quand on souhaite devenir producteur ce n’est pas simple ! Les aspects techniques posent moins de problèmes que l’application des textes de lois en vigueur. Vous devez être conscient que vous engagez des démarches administratives qui réclameront plusieurs années au risque de ne pas aboutir.
Chaque année en France on compte seulement une dizaine d’installations nouvelles.

Une petite centrale hydroélectrique (PCH) est une installation d’une puissance inférieure à 10MW. Elle transforme l’énergie hydraulique d’un cours d’eau en énergie électrique.
La puissance électrique d’une PCH est déterminée par son débit d’eau et sa hauteur de chute.
En réalité on distingue la petite centrale d’une puissance comprise entre 2 et 10 MW, la mini-centrale d’une puissance comprise entre 500 kW et 2 MW, la micro-centrale d’une puissance comprise entre 20 kW et 500 kW et enfin la pico-centrale d’une puissance inférieure à 20 kW.

Une petite centrale hydroélectrique ne stocke pas l’eau comme les grandes centrales équipées d’un barrage hydraulique. Une PCE ne dispose pas de réservoir et turbine en permanence au fil de l’eau. L’énergie est autoconsommée ou injectée directement sur le réseau.

Une installation hydroélectrique se compose d’une turbine, une roue, et d’une génératrice, un générateur. Le principe consiste à transformer l’énergie d’une chute d’eau en énergie mécanique grâce à une turbine et ensuite en énergie électrique par l’intermédiaire du générateur. La turbine hydraulique est actionnée par la force de l’eau. L’énergie mécanique obtenue entraîne alors le générateur électrique. L’eau est ensuite évacuée vers l’aval.

Le type de turbine à utiliser dépend des caractéristiques du site :
hauteur de chute disponible sur le site
débit et variabilité du débit
type de turbine
(turbine Kaplan ou de type hélice, turbine Francis ou roue à pale, turbine Banki-Mitchell ou à flux renversant, turbine Pelton, turbine Turgo, roue à aube d’un moulin).

Le générateur transforme l’énergie mécanique en énergie électrique. Un générateur de courant a une partie fixe (le stator) et une partie mobile (le rotor). La turbine entraîne directement ou à l’aide du multiplicateur de vitesse le générateur de courant (générateur  synchrone ou alternateur, générateur  asynchrone, générateur à courant continu ou dynamo).

L’installation d’une centrale hydroélectrique doit respecter son environnement donc ne pas fragiliser l’écosystème en place. Une centrale est généralement équipée d’une passe à poisson, d’un système de filtration pour stopper les déchets flottants, et doit garantir un débit réservé minimal pour préserver la vie aquatique.
L’article L.214-18 du code de l’environnement impose « un débit minimal garantissant en permanence la vie, la circulation et la reproduction des espèces présentes ». Ce débit, d’une manière générale, ne doit pas être inférieur au 1/10ème du débit annuel du cours d’eau.
Une circulaire du ministère de l'écologie datée du 5 juillet 2011, publiée au Bulletin officiel du 10 août 2011 et relative à l'application de l'article L.214-18 du code de l'environnement sur les débits réservés à maintenir en cours d'eau, rappelle les principes généraux et les règles à respecter pour les ouvrages en cours d'eau.

Vous pouvez vendre tout ou partie de votre production électrique écologique. Afin d’encourager le développement de l’électricité renouvelable, le gouvernement a en effet mis en place un système d’obligation d’achat. Depuis l’année 2000, EDF a l’obligation de racheter l’électricité produite par les systèmes hydroélectriques de moins de 12MW. Deux compteurs sont installés pour comptabiliser la totalité de votre production électrique ou la différence entre la production que vous consommez et le surplus que vous injectez au réseau.

L’investissement dans une centrale hydroélectrique est très élevé. Il varie très fortement en fonction de la puissance à installer, des aménagements à réaliser, des contraintes du site, du choix du matériel, du coût des études préalables.
Le génie civil peut représenter plus de 50 % du coût. Selon l’Agence internationale de l'Energie, AIE, le coût d’investissement serait compris dans une fourchette de 1 400 à 2 000 €/kW. Par contre les coûts d’entretien, de maintenance et de conduite des centrales sont généralement très réduits. Il est possible de trouver du très bon matériel d’occasion pour les turbines et les générateurs pour un installation à réhabiliter.

La production hydroélectrique bénéficie du taux réduit de TVA à 5 ,5% au même titre que les autres énergies renouvelables pour un logement achevé depuis plus de 2 ans. Vous pouvez également obtenir un crédit d’impôt développement durable pour l’achat d’un équipement de production de 45% (hors subventions et pose).
l’ADEME, Agence  de l’Environnement et de la maîtrise de l’Energie, les conseils régionaux et les conseils généraux sont susceptibles de proposer également des subventions.