En plus de l’hydroélectricité, qui représente plus de 99 % de la production d’Hydro-Québec, il y a d’autres filières d’énergie renouvelable qui sont déjà bien établies ou qui sont en développement, présentant un potentiel intéressant.

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 601 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

Qu’est-ce que l’énergie osmotique ?

C’est l’énergie tirée de la différence de salinité entre l'eau de mer et l'eau douce, utilisée pour produire de l’électricité.

Lorsqu’on sépare de l’eau douce et de l’eau salée avec une membrane semi-perméable, l’eau douce migre par osmose vers l’eau salée, ce qui augmente la pression du côté de l’eau salée. La pression osmotique couplée au débit de perméation (vitesse d’écoulement) fait tourner une turbine hydraulique.

Pour en savoir plus sur l’énergie osmotique, consulter la fiche technique intégrale [PDF 1,2 Mo]

Prototype de centrale osmotique de Statkraft, en Norvège, © Statkraft

État de la situation

La filière osmotique est rendue à l’étape du prototype et de la démonstration. Chef de file mondial dans le domaine de l’énergie osmotique, Statkraft a testé sur la période 2009-2013 un prototype de centrale osmotique dans le fjord d'Oslo, en Norvège.

Entre février 2012 et décembre 2013, Statkraft et Hydro-Québec ont réalisé en partenariat des travaux de R-D dans le domaine de l’énergie osmotique. Elles ont cherché surtout à développer des techniques de prétraitement de l’eau, à mesurer l’impact de la qualité de l’eau sur la performance des membranes et à évaluer les impacts du procédé sur le plan du développement durable.

Potentiel osmotique

Au Canada, les embouchures des grandes rivières offrent un potentiel de développement osmotique considérable à long terme.

Au Québec, des études (2011) de l’Institut de recherche d'Hydro-Québec ont situé à 1 860 MW le potentiel osmotique exploitable pour les 30 grandes rivières débouchant dans un milieu salé. Quatorze d’entre elles (1 060 MW) se jettent dans l’estuaire et le golfe du Saint-Laurent. Le défi qui se pose aujourd’hui : produire de l’énergie osmotique à un coût compétitif à l’horizon 2020.

Rendement et coûts

Statkraft a prévu, une fois que la technologie serait rendue à maturité, que le coût de production brut s’établirait entre 7 ¢ et 14¢/kWh. Le coût net devrait tenir compte d’un rendement des centrales de 60 à 75 %.

Avantages et inconvénients

  • Production prévisible et continue.
  • Flexibilité pour de petites ou de grandes installations.
  • Concept évolutif ou modulaire (module de membrane ajouté au besoin), permettant d’augmenter la puissance installée.
  • Production d’énergie près des centres de consommation, limitant les besoins de transport d’électricité.
  • Potentiel intéressant de sites d’implantation.
  • Technologie proche et complémentaire de celle de la filière hydroélectrique. Les centrales osmotiques peuvent être implantées sur des rivières déjà aménagées.
  • Risque élevé d’encrassement et de dégradation graduelle des membranes semi-perméables, nécessitant un prétraitement poussé de l’eau douce et un remplacement périodique (5-7 ans) des membranes.

Développement durable

Les impacts environnementaux et sociaux de l'exploitation et de l'entretien d'une centrale osmotique sont pour le moment mal connus. Cependant, ils s’apparentent en partie à ceux d’une usine de traitement de l’eau (avec membrane), qui eux sont bien documentés :

  • Modification de l’habitat et de la végétation pouvant affecter la faune aquatique. Entre autres raisons : les modifications de salinité et les rejets d'eau saumâtre de façon régulière et en quantité peuvent changer le mélange naturel d’eau de rivière et d’eau de mer.
  • Effets potentiels découlant de l’usage de produits de nettoyage.
  • Génération de matières résiduelles humides (boues et membranes usées).
  • Effets sur le milieu d'accueil à prévoir, s’il y a nécessité d’aménager une digue ou un bassin pour optimiser le potentiel d’un site d’implantation.
  • Conflits possibles avec les activités de navigation, de pêche, etc.
  • Zéro émission de gaz à effet de serre et de contaminants atmosphériques lors de l’exploitation.

Voir aussi

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

  • Fonctionnement d’une centrale osmotique
  • Potentiel osmotique du Canada
  • Prototype de Statkraft
  • Recherches dans le monde
  • 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

Qu’est-ce que l’énergie solaire photovoltaïque ?

C’est l’énergie récupérée et transformée directement en électricité à partir de la lumière du soleil au moyen de capteurs photovoltaïques.

La cellule photovoltaïque solaire – un dispositif utilisant l'effet photovoltaïque – permet de convertir directement le rayonnement solaire en énergie électrique. Un système photovoltaïque consiste en un ensemble de cellules montées sur un module qui sont reliés en série, en parallèle ou de façon combinée.

Les technologies photovoltaïques existantes ont atteint différents degrés de développement. Outre le photovoltaïque, plusieurs autres techniques sont utilisées pour produire de l’énergie solaire.

Pour en savoir plus sur l’énergie solaire, consulter la fiche technique intégrale [PDF 1,1 Mo]

Panneaux photovoltaïques

L’installation de panneaux solaires vous intéresse ?

Consultez notre site Web pour vous informer sur l’énergie solaire photovoltaïque avant d’investir.

État de la situation dans le monde

L’industrie photovoltaïque mondiale a progressé considérablement depuis une décennie. Sa capacité installée est passée de 1,8 GW à plus de 400 GW durant la période 2001-2017. Cela représente une augmentation annuelle moyenne de près de 38 %.

En 2017, sur une base similaire à celle de 2016, cette industrie a de nouveau battu plusieurs records et poursuivi son expansion mondiale, atteignant presque le seuil des 100 GW en nouvelles installations.

En 2017, les systèmes photovoltaïques affichaient une production de près de 500 TWh, soit environ 2,1 % de la demande totale en électricité à l’échelle planétaire.

Les systèmes photovoltaïques raccordés à un réseau électrique occupent environ 95 % du marché actuel et les systèmes hors réseau, environ 5 %.

Qu’en est-il au Québec ?

Bien que peu répandue, la filière solaire photovoltaïque décentralisée existe bel et bien au Québec. On compte actuellement plus de 500 autoproducteurs d’énergie solaire photovoltaïque.

Quant à la production centralisée à grande échelle, le plan d’action de la politique énergétique du gouvernement du Québec prévoit la mise en œuvre d’un projet de développement solaire. Hydro-Québec pourra ainsi proposer un portefeuille de projets diversifié en offrant la souplesse nécessaire pour répondre à l’évolution des besoins et du contexte énergétique.

Potentiel solaire photovoltaïque : une ressource intermittente

La ressource solaire est relativement prévisible quand on parle de production annuelle. Par contre, lorsqu’il s’agit de la production à une période donnée, elle dépend fortement de l’heure de la journée, des conditions climatiques, de la présence de nuages et de la saison.

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La production d’énergie solaire étant en soi intermittente, l’autoproducteur doit utiliser des dispositifs de stockage ou être relié au réseau d’Hydro-Québec – en bénéficiant de l’option de mesurage net – pour être alimenté en électricité de manière continue.

La ressource solaire est peu, voire pas du tout disponible en période de pointe hivernale au Québec, le matin et le soir. En conséquence, la production d’une centrale solaire à grande échelle, généralement maximale en été et à midi, est peu adaptée au profil de charge du Québec, particulièrement dans le nord.

L’insolation journalière varie selon la région du Canada. Dans le sud du Québec où se concentre la grande majorité de la population, le potentiel solaire est supérieur à celui de l’Allemagne et similaire à celui du Japon, pays qui figurent néanmoins parmi les chefs de file du marché mondial de l’énergie solaire photovoltaïque.

Panneaux photovoltaïques

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Rendement, facteurs d’utilisation et coûts

Au cours de la dernière décennie, les rendements moyens des modules commerciaux à base de silicium cristallin ont augmenté d'environ 12 % pour atteindre une plage variant entre 17 % et 17,5 %.

Toutes les technologies photovoltaïques commerciales sont plus efficaces lorsqu’il fait froid, et la puissance peut augmenter jusqu’à 30 % sous une même insolation entre les saisons d’été et d’hiver.

Le facteur d’utilisation annuel varie aussi d’une région à l’autre selon la quantité de rayonnement solaire : environ 15 % en moyenne au Canada et de 25 à 30 % dans les sites les plus intéressants aux États-Unis. La performance des systèmes solaires dépend du climat, mais principalement de la puissance du rayonnement solaire disponible au sol et de l’efficacité de conversion de la technologie photovoltaïque utilisée.

Le principal frein à l’essor de la filière solaire photovoltaïque demeure les coûts d’investissement. Au cours de la dernière décennie, une industrie a vu le jour par suite d’incitatifs généreux en faveur du développement, notamment de systèmes raccordés à un réseau électrique. Cependant, ces dernières années, on a constaté une importante baisse des coûts et la disparition progressive de ces incitatifs. En fait, en 2018, dans plusieurs régions du monde où la ressource solaire est abondante et l’électricité du réseau local, coûteuse, la production d’électricité d’origine photovoltaïque s’avère compétitive.

Cas particulier du Québec

En 2018 au Québec, les coûts d’investissement d’un petit système photovoltaïque décentralisé pour un particulier raccordé à un réseau sont encore largement supérieurs à ceux de l’électricité issue du réseau d’Hydro-Québec. Pourquoi ? En raison du très faible coût du kilowattheure.

Avantages et inconvénients

Avantages

  • Peu d'entretien, faible coût d’exploitation
  • Longue durée de vie (de 20 à 30 ans)
  • Disponibilité de la ressource solaire stable d’une année à l’autre
  • Grand potentiel de lieux d’installation (bâtiments, pare-soleil de stationnements, espaces ouverts, etc.)
  • Optimisation de la production avec l’utilisation d'un système de stockage d’énergie (ce qui se traduit par contre par une augmentation des coûts)
  • Peu de pièces en mouvement, voire aucune, ce qui limite le bruit, les inconvénients visuels et l’entretien
  • Concept évolutif ou modulaire (ajout de modules au besoin selon l’espace disponible), ce qui permet d’augmenter la puissance installée : dimensions variables

Inconvénients

  • Production nulle la nuit et variable le jour, parfois difficile à prévoir selon l’heure, les conditions climatiques et la saison
  • Système au sol exigeant un grand espace
  • Légère dégradation annuelle de la performance au fil du temps

Aspects environnementaux

Voici les principales caractéristiques environnementales des grandes installations photovoltaïques au sol :

  • Emprise importante mais inférieure aux autres sources d’énergie renouvelable ou traditionnelle
  • Impact visuel limité en fonction du site: nombre de modules, dimensions, couleur et brillance
  • Aucun impact sonore
  • Très faible utilisation d’eau à des fins de nettoyage (systèmes au sol)
  • Augmentation des risques de dégradation du sol dans les zones arides essentiellement
  • Impact sur les habitats naturels, fragmentation du territoire et perturbation de la faune
  • Peu d’impact direct sur la biodiversité dans le cas des centrales photovoltaïques intégrées dans les milieux bâtis
  • Conflits possibles avec d’autres activités : terres agricoles, routes et chemins d’accès, espaces boisés et bâtis (impact sur la valeur foncière)
  • Très faible utilisation d’éléments toxiques lors de la fabrication
  • Aucune émission de gaz à effet de serre et de contaminants atmosphériques en cours d’exploitation
  • Faible empreinte environnementale durant le cycle de vie

Qu’est-ce que l’énergie de la biomasse ?

C’est l’énergie tirée de la matière organique d’origine végétale ou animale, utilisée notamment pour produire de l’électricité.

Au Québec, la biomasse ayant un fort potentiel énergétique se répartit en trois catégories : forestière, agroalimentaire et urbaine. La biomasse forestière, la ressource la plus répandue, présente encore un bon potentiel de développement pour ce qui est des résidus de coupe.

Il existe divers procédés de valorisation énergétique de la biomasse, selon la catégorie de la ressource et l’usage recherché. Au Québec, la combustion de la biomasse solide est une pratique largement utilisée ; la biométhanisation et la gazéification seraient intéressantes à développer.

Entreposage de biomasse forestière

Pour en savoir plus sur l’énergie de la biomasse, consulter la fiche technique intégrale [PDF 639 Ko]

État de la situation

Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, la part de la biomasse dans la production mondiale d’énergie primaire (n'ayant subi aucune transformation) en 2008 s’élève à 10,2 %. D’après l’Agence internationale de l’énergie, c’est la filière d’énergie renouvelable qui progressera le plus à l’horizon 2030. Elle pourrait même fournir 30 % de l’énergie consommée dans le monde d’ici 2050.

Au Canada, environ 4,4 % de l'énergie primaire consommée provient de la biomasse. Il s’agit néanmoins de la deuxième source d'énergie renouvelable, après l’énergie hydraulique.

Au Québec, la biomasse forestière est la catégorie de matière organique le plus souvent valorisée, en raison de la grande disponibilité de la ressource et de la maturité du procédé utilisé.

Potentiel de la biomasse

En 2009, la biomasse exploitée dans le monde représente une énergie primaire de 27,5 EJ/an (7 639 TWh/an). Elle sert surtout à produire de la chaleur, mais génère néanmoins 158 TWh/an d’électricité. Le Canada occupe le 7e rang parmi les 20 pays dont la production d’énergie primaire et d’électricité à partir de la biomasse forestière est la plus élevée dans le monde.

En 2011, au Québec, le potentiel de la biomasse forestière, agroalimenaire et urbaine est estimé à 19,5 millions de tonnes de matière sèche. Cela représente une énergie thermique brute de 334 PJ/an (93 TWh/an). Au total, 42 % de cette énergie est déjà mise en valeur. La biomasse forestière est la catégorie la plus valorisée où seuls les résidus de coupe recèlent toujours un important potentiel à exploiter. Quant à la biomasse agroalimentaire et urbaine, elle ne fait pas encore l’objet d’une valorisation énergétique intensive, à l’exception des huiles de friture.

Rendement et coûts

Dans une centrale de cogénération (électricité et vapeur) à la biomasse forestière, de 30 à 35 % de l'énergie de la biomasse solide (cycle vapeur) peut être convertie en électricité. En utilisant à diverses fins la chaleur produite, le rendement total peut dépasser 80 %.

Sur la période 1999-2009 au Québec, les coûts d’investissement de la biomasse forestière sont beaucoup moins élevés et plus stables que ceux du mazout. Par ailleurs, le coût des équipements requis pour cette technologie est légèrement supérieur aux coûts des technologies comparables utilisant des énergies fossiles. La raison : la densité énergétique de la biomasse étant moindre que celle des combustibles fossiles, il faut, pour produire un même volume d’électricité, de plus grandes quantités de matière et donc des équipements plus imposants.

La valorisation de la biomasse agroalimentaire et urbaine serait intéressante notamment sur le plan des coûts d’enfouissement évités surtout qu’ils ont beaucoup augmenté ces dernières années.

Avantages et inconvénients

  • Coûts d’investissement de la biomasse forestière relativement faibles et stables.
  • Source d’énergie continue, contrairement à l’éolien ou au solaire photovoltaïque.
  • Densité énergétique moindre que celle des combustibles fossiles.
  • Exploitation à grande échelle coûteuse, en raison de la dispersion de la ressource sur le territoire.
  • Nécessité d’implanter les centrales de cogénération à la biomasse près de la ressource ou près des lignes de transport d’électricité.
  • Complexité de la valorisation de la biomasse urbaine, notamment en raison de la diversité des déchets. Nécessite des activités de triage, l’utilisation de différentes technologies de traitement, etc.

Développement durable

Voici les principaux enjeux associés à la production d’électricité à partir de la biomasse forestière :

  • Valorisation de déchets de bois industriels qui autrement seraient enfouis.
  • Perte de biodiversité et appauvrissement des sols, si une quantité insuffisante de résidus de coupe sont laissés sur place.
  • Émission de contaminants atmosphériques lors de la combustion et du transport de la biomasse (augmentation du transport routier pour les résidus de coupe).
  • Impacts reliés à l’entreposage de la biomasse : lixiviation de contaminants, nuisances visuelle et olfactive.
  • Production de résidus ultimes (par exemple, cendres de bois) parfois difficiles à valoriser, en raison de la présence de métaux.

Note : Il n’est pas question ici des enjeux associés à la production, à partir de la biomasse agroalimentaire et urbaine, de biocarburants destinés au secteur des transports.

Voir aussi

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

  • Catégories de biomasse au Québec
  • Procédés de valorisation énergétique
  • Exploitation de la biomasse forestière
  • Potentiel de la biomasse du Québec
  • Comparaison des prix de la biomasse forestière et du mazout au Québec
  • Changements climatiques et la qualité de l’air
  • Analyse du cycle de vie
  • Écosystèmes et biodiversité
  • Santé et qualité de vie
  • Aménagement du territoire, l’économie régionale et l’acceptabilité sociale
  • Économie régionale
  • Acceptabilité sociale

Qu’est-ce que l’énergie de la petite éolienne ?

C’est l’énergie cinétique du vent qui, au moyen d’un générateur de petit calibre (300 kW et moins), est transformée en électricité.

Il existe principalement deux types de petites éoliennes :

  • l’éolienne à axe horizontal,
  • l’éolienne à axe vertical.

Pour en savoir plus, consultez la fiche technique intégrale sur l’énergie de la petite éolienne [PDF 1,3 Mo]

État de la situation

Dans le monde, après un ralentissement en 2013, la filière éolienne a continué de se développer en 2014 avec 52 GW de nouvelle puissance installée, un sommet. Elle totalisait 370 GW à la fin de l’année.

La grande éolienne domine le marché – il s’agit d’éoliennes reliées à un réseau électrique et exploitées par des sociétés spécialisées. Les efforts de développement sont concentrés aujourd’hui dans la fabrication de machines de plus de 2 MW, conçues pour s’intégrer à des réseaux, et cette tendance va en s’amplifiant.

Quant à la petite éolienne (< 100 kW), beaucoup moins répandue, elle est détenue par de petits producteurs. Elle affichait en 2013 une puissance installée de 755 MW, avec 870 000 machines, en hausse de 12 % par rapport à 2012. La Chine détient plus de 41 % de ces installations, les États-Unis en possèdent 30 % et le Royaume-Uni en compte 15 %. En général, la puissance installée des petites éoliennes tend à augmenter, mais de peu, étant passée de 0,66 kW en 2010 à 0,85 kW en 2013.

Soutenue par des stratégies gouvernementales, l’industrie de la grande éolienne a connu un essor important au Québec depuis dix ans. Pour sa part, la petite éolienne est quasi absente.

Potentiel éolien

La ressource éolienne est très disponible et largement distribuée dans le monde, et plusieurs études ont démontré qu’elle pourrait fournir plusieurs fois la demande mondiale. Toutefois, des contraintes de toutes sortes en limitent les possibilités de développement, et les prévisions de marché demeurent les meilleurs indicateurs du potentiel réel d’implantation.

En 2013, l’Agence internationale de l’énergie prévoyait que la puissance installée de la filière éolienne s’élèverait à 611 GW en 2020 et à 1 684 GW en 2050. Les prévisions ont déjà été dépassées pour l’année 2014. Élargissant le spectre, le Global Wind Energy Council annonce une puissance installée de 801 GW en 2020 et de 4 042 GW en 2050. Pour ce qui est de la petite éolienne, la World Wind Energy Association pense que la puissance installée sera d’environ 2 GW en 2020, signifiant ainsi que la part de marché de cette filière demeurera minime.

Au Québec, le régime des vents est favorable, ce qui en fait l’une des régions les plus avantagées d’Amérique du Nord. Malgré l’intérêt qu’elle suscite, la petite éolienne reste peu exploitée en raison des conditions de marché peu propices.

Rendement et coûts

En théorie, les éoliennes peuvent transformer en électricité au plus 59 % de l’énergie cinétique du vent. En pratique, leur performance moyenne est moindre. À cet égard, la petite éolienne, désavantagée par rapport à la grande éolienne, ne fait jamais l’objet d’innovations technologiques importantes, ni d’investissements pour son développement. Le facteur d’utilisation annuel se situe en moyenne entre 15 et 25 %.

Le coût de production de la petite éolienne est difficile à établir, parce que le prix des équipements varie beaucoup. En outre, il dépend d’une variable importante : la qualité des vents au site de l’installation. Par ailleurs, les petites éoliennes ne sont pas toujours certifiées en raison de la capacité financière limitée de plusieurs des fabricants. Ainsi, sans base de comparaison, il est donc impossible au moment de l’achat de faire un choix technologique éclairé et d’obtenir l’assurance de la performance recherchée. Dans l’état actuel des choses, il est bien difficile de connaître le coût de l’électricité ainsi produite (¢/kWh). Aujourd’hui, rien ne laisse croire que la petite éolienne raccordée au réseau électrique pourrait à court terme devenir économiquement viable au Québec, compte tenu des conditions de marché existantes. Il reste que, hors réseau, elle se prête avantageusement à une foule d’usages.

Avantages et inconvénients

  • Coûts souvent avantageux en milieu isolé, loin du réseau électrique.
  • En milieu isolé, utilisation avec d’autres moyens de production, comme une génératrice diesel.
  • Indépendance énergétique – autoproduction à des fins résidentielles, institutionnelles et agricoles ou pour de petites communautés et de petites entreprises.
  • Production variable et souvent faible ou nulle, surtout avec une seule éolienne installée, et difficile à prévoir avec des moyens limités.

Développement durable

  • Zéro interférence avec les signaux de télévision et les radars, entre autres, et émission peu importante d’ondes électromagnétiques.
  • Zéro émission de gaz à effet de serre et de contaminants atmosphériques lors de l’exploitation.
  • Faible empreinte environnementale durant le cycle de vie.
  • Effet visuel important dans certains sites. L’intégration dans le milieu doit être bien réalisée.
  • Nuisance sonore variable selon le type d’équipement et le milieu environnant.
  • Taux de mortalité des oiseaux et des chauves-souris moindre que celui associé à d’autres types d’infrastructures ou imputable aux chats domestiques.

Qu’est-ce que l’énergie géothermique ?

C’est l’énergie récupérée à partir de la chaleur des couches profondes de la terre, utilisée pour produire de l’électricité.

La géothermie permet de transformer l’énergie calorifique des formations rocheuses – comme le fait l’éolienne avec l’énergie du vent – en énergie mécanique, qui sera transformée elle-même en énergie électrique.

Il existe quatre grands types de centrales géothermiques :

  • centrale géothermique à vapeur sèche
  • centrale géothermique à vapeur humide
  • centrale géothermique hydrothermale
  • centrale de géothermie profonde stimulée SGS

Pour en savoir plus sur l’énergie géothermique, consulter la fiche technique intégrale [PDF 870 Ko]

État de la situation

Aujourd’hui, plus de 50 pays (États-Unis, Islande, Mexique, etc.) utilisent l’énergie géothermique profonde sous forme de vapeur ou d’eau surchauffée pour produire de l’électricité. En 2015, la puissance installée mondiale était de 12,6 GW avec une production d’énergie de 73,5 TWh.

La filière de la géothermie profonde est en développement partout sur la planète. En 2020, la puissance installée mondiale devrait atteindre 21,4 GW (investissements publics et privés). Il existe dans le monde différents types de technologies, mais il reste à relever plusieurs défis techniques.

Au Canada, le bassin sédimentaire de l’Ouest canadien fait l’objet d’une attention particulière pour son potentiel d’énergie géothermique. En Colombie-Britannique (Meager Creek), dans les Territoires du Nord-Ouest (Fort Liard) et en Saskatchewan (Estevan, projet DEEP), les projets de géothermie hydrothermale – l’exploitation de la chaleur de l’eau chaude présente naturellement dans le sous-sol – sont rendus à l’étape de l’étude technoéconomique. En Alberta, une analyse du potentiel de géother-mie profonde a été menée. En 2016, le pays ne possédait encore aucune centrale géothermique.

Dans l’est du Canada, les progrès technologiques des dernières années en matière de forage pour accéder aux fluides géothermaux, de création et de gestion de réservoirs géothermiques à plusieurs kilomètres sous terre, etc. laissent présager une exploitation à moyen ou à long terme de l’énergie thermique à de très grandes profondeurs.

Au Québec, le potentiel de la géothermie profonde à partir de la roche chaude a été évalué. Toutefois, aucun projet de prospection, de démonstration ou d’exploitation industrielle n’est prévu à moyen ou à long terme.

Potentiel de la géothermie profonde

Les États-Unis sont les premiers du monde pour la production d’électricité à partir de la vapeur géothermique. En 2015, leur puissance installée était de 3,45 GW et leur production d’énergie, de 16,6 TWh. En 2020, leur puissance installée pourrait s’élever à 5,6 GW.

Dans l’est des États-Unis, le potentiel de production d’énergie électrique à partir de roches chaudes profondes est estimé à 500 GW, soit l’équivalent du total de la puissance installée actuelle du pays.

Au Québec, l’environnement géologique est constitué de formations rocheuses pouvant atteindre plusieurs milliers de mètres de profondeur. Dans le sud-est du Québec, des centrales géothermiques pourraient être alimentées par des réservoirs situés à plus de 6 ou 7 km sous terre sur une superficie couvrant de 10 à 15 % du territoire. Les températures des réservoirs avoisineraient les 150 °C, et la puissance installée pourrait être de 2 à 5 MW par site de production.

Rendement et coûts

Les coûts d’investissement d’une centrale géothermique du type SGS (système géothermique stimulé), y compris le forage et la stimulation hydraulique, s’élèveraient à au moins 10 000 $/kW. Et le coût de l’électricité produite varierait entre 22 ¢ et 32 ¢/kWh, voire davantage.

Une fois la technologie rendue à maturité, les coûts d’investissement seraient d’au moins 6 000 $/kW. Et le coût de l’électricité produite varierait entre 10 ¢ et 15 ¢/kWh, voire davantage.

Le rendement de conversion énergétique est de l’ordre de 10 à 15 %, selon la température du fluide géothermal et le cycle thermodynamique de conversion de chaleur en électricité (cycle de puissance) employé. Cependant, à moyen et à long terme, en utilisant de nouveaux fluides géothermaux et des cycles de puissance plus performants, il pourrait atteindre et même dépasser les 25 %.

Avantages et inconvénients

  • Installation de centrales géothermiques SGS possible en tout lieu, à la condition de creuser assez profondément pour atteindre les températures désirées.
  • La centrale se trouvant directement au-dessus de la source de chaleur, aucun besoin de transformation ou de transport de carburant. Notamment, les déversements accidentels de pétrole sont éliminés.
  • Production prévisible et continue. Facteur d’utilisation de plus de 95 % : supérieur à ceux des filières solaire photovoltaïque et éolienne par exemple, et comparable à ceux de plusieurs centrales nucléaires. Ne nécessite pas de système de stockage d’énergie.
  • Aucun traitement particulier de la source d’énergie, comme le raffinage du pétrole ou l’enrichissement de l’uranium.
  • À moyen terme, exploitation d’une centrale SGS peu rentable dans de nombreuses régions.
  • Ressource renouvelable : chaleur extraite d’un réservoir géothermique qui est réalimenté de façon naturelle.

Développement durable

  • Système au sol requérant peu d’espace.
  • Peu d’émissions de gaz à effet de serre et de contaminants atmosphériques lors de l’exploitation pour la très grande majorité des centrales géothermiques.
  • Faible empreinte environnementale tout au long du cycle de vie, notamment pour les centrales SGS.
  • Évitement de la contamination de l’eau souterraine ou de l’eau de surface par une bonne gestion des eaux résiduelles lors des forages et des opérations de stimulation hydraulique.
  • Utilisation problématique de l’eau dans les régions disposant de peu de ressources en eau.
  • Inquiétudes en ce qui concerne l’effet de microséismes.