Qu’est-ce que l’énergie hydrolienne ?

C’est l’énergie cinétique du courant des mers, des marées, des rivières ou des fleuves, utilisée pour produire de l’électricité.

L’hydrolienne permet de transformer l’énergie de l’eau –comme le fait l’éolienne avec l’énergie du vent – en énergie mécanique, qui sera transformée elle-même en énergie électrique.

Il existe trois grands types d’hydroliennes :

  • l'hydrolienne à axe vertical,
  • l'hydrolienne à axe horizontal,
  • l’hydrolienne à aile oscillante.
Modèle d’hydrolienne à axe horizontal

Pour en savoir plus sur l’énergie hydrolienne, consulter la fiche technique intégrale [pdf - 546 Ko]

État de la situation

À l’heure actuelle, les hydroliennes en mer font l’objet d’un développement important en raison de la qualité de la ressource (profondeur et vitesse du courant) – leur puissance nominale peut atteindre 1 MW et plus. Les hydroliennes en rivière et en fleuve (profondeur moindre) sont nécessairement de plus petit calibre – leur puissance nominale dépasse rarement 400 kW, même dans un courant extrême de 4,5 m/s.

Au Québec, la filière hydrolienne est rendue à l’étape de l’expérimentation ou de la précommercialisation. En septembre 2010, un premier prototype industriel a été raccordé au réseau d’Hydro-Québec. L’hydrolienne de RER Hydro était immergée dans le Saint-Laurent, à la hauteur du Vieux-Port de Montréal. D’une capacité prévue de 100 kW, elle a injecté de l’électricité dans le réseau d’Hydro-Québec de 2010 à 2013.

Potentiel hydrolien

En théorie, le potentiel hydrolien mondial du courant des marées et des océans, près des côtes, se situe à 7 800 TWh/an. C’est l’équivalent de quelque 40 % de la production d’électricité mondiale en 2013. Le potentiel hydrolien du courant des marées seulement représente de 10 à 15 % du total. Distribuée de façon inégale sur la Terre, la ressource dépend notamment de la morphologie sous-marine locale (bathymétrie), près des côtes.

Hydroliennes en rivière

Le potentiel du Canada est estimé à 15 000 MW. Celui du Québec, qui reçoit environ 35 % du ruissellement annuel de tout le territoire canadien, serait proportionnellement de 5 250 MW. Compte tenu de la faisabilité technique (10-15 %), il se situerait entre 525 MW et 788 MW.

Hydroliennes en mer

  • Selon le Centre d'hydraulique canadien du Conseil national de recherches Canada, le Canada possède 190 sites d’une capacité théorique supérieure à 1 MW. Son potentiel s’élève à 42 000 MW.
  • Le Québec aurait un potentiel théorique de 4 288 MW (38 TWh/an), dont seulement une partie (10-15 %) serait réalisable sur le plan technique. Il est à noter que la ressource se trouve à plus de 97 % près de la côte de la baie d’Ungava, une région très éloignée du réseau d’Hydro-Québec et des grands centres de consommation.

Rendement et coûts

  • Hydroliennes en rivière – Les bonnes conditions d’exploitation (profondeur > 6 m et vitesse du courant > 2 m/s) sont rarement réunies. En outre, bien que leur rendement de conversion énergétique soit de 30 à 40 %, leur taux de captage de l’énergie cinétique totale d’un cours d’eau n’atteint au plus que 15 %, car une importante quantité d’eau est déviée autour des hydroliennes. Une fois que la filière sera parvenue à maturité, le coût estimé de l’électricité produite par une hydrolienne en rivière serait supérieur à 15 ¢/kWh.
  • Hydroliennes en mer – Les rendements de conversion énergétique sont identiques à ceux des hydroliennes en rivière, mais les machines sont généralement beaucoup plus grosses et génèrent des puissances électriques qui se mesurent en mégawatts. La filière étant jeune, les coûts d’investissement sont élevés pour le moment et diffèrent selon les promoteurs. Une fois que la filière sera parvenue à maturité, le coût de production brut sera supérieur à 11 ¢/kWh et le coût d’installation variera entre 3 000 $ et 5 000 $/kW, selon une majorité de promoteurs. Les coûts estimés de l’hydrolienne en mer sont comparables à ceux de l’éolienne en mer. Un jour, la filière hydrolienne pourrait faire l’objet d’une légère baisse de coûts, bénéficiant des avancées technologiques de la filière éolienne dans le domaine du raccordement sous-marin.

Avantages et inconvénients

  • Production plus prévisible que celle de l’éolien.
  • Pas d’ouvrage de retenue et peu ou pas d’ouvrage de génie civil.
  • Présence discrète, voire invisible, en raison de l’immersion quasi totale des composants de l’hydrolienne.
  • Exploitation de la turbine en conditions hivernales possiblement problématique. Pour optimiser la production d’énergie sur une année, il faudrait tenir compte des variations locales des niveaux d’eau – un enjeu complexe.

Développement durable

Puisqu’il existe actuellement très peu d’hydroliennes en exploitation dans le monde, les enjeux de développement durable ne sont pas encore bien documentés. Voici les principaux impacts potentiels :

  • Modification du courant, effet de sillage et de masquage du bruit.
  • Modification de la dynamique sédimentaire pouvant affecter le régime estuarien touché.
  • Modification des substrats, du transport et des dépôts de sédiments – variable selon le type d’ancrage et de câble sous-marin.
  • Modification d’habitats, dont ceux des organismes benthiques.
  • Modification de la végétation pouvant affecter la faune aquatique.
  • Interférence avec la circulation et la migration de certaines espèces aquatiques, en raison notamment des champs électromagnétiques émanant des câbles électriques.
  • Risques de blessure et de mortalité des animaux en cas de contact avec des appareils en mouvement.
  • Nuisance sonore pendant la construction et l’exploitation.
  • Conflits possibles avec les activités de navigation, de pêche, de plaisance, etc.
  • Zéro émission de gaz à effet de serre et de contaminants atmosphériques lors de l’exploitation.
  • Faible empreinte environnementale durant le cycle de vie.

Voir aussi

Consulter la fiche technique intégrale pour en savoir plus sur l’énergie hydrolienne :

  • Types d’hydroliennes
  • Potentiel hydrolien du Canada
  • Scénarios envisagés
  • Changements climatiques et la qualité de l’air
  • Analyse du cycle de vie
  • Écosystèmes et biodiversité
  • Santé et qualité de vie
  • Aménagement du territoire
  • Économie régionale
  • Acceptabilité sociale