Image de couverture : le barrage de Roselend en Savoie

L’énergie hydraulique, l’une des sources d’énergie es plus anciennes et les plus répandues d’énergie dans le monde, permet de produire de l’électricité grâce à la force motrice de l’eau provenant des lacs, des rivières ou des marées. Première source d’électricité renouvelable en France et deuxième source de production électrique derrière l’énergie nucléaire, elle contribue de manière significative à la production d’énergie décarbonée. Décryptage avec Marc Fontecave, Professeur au Collège de France titulaire de la chaire Chimie des processus biologiques.

La guerre au Moyen orient, en ce début d’année 2026, nous rappelle l’importance de disposer d’un mix énergétique qui répond aux enjeux de souveraineté énergétique et de sécurité d’approvisionnement. C’est clairement par une électrification accélérée de nos usages (transport, chauffage, industrie), accompagnée par une production électrique bas-carbone suffisante, que nous pourrons faire une partie importante du chemin vers un monde sans consommation de ressources fossiles. Dans ce contexte, quel est le mix électrique idéal ? Pour un pays comme la France il est sans aucun doute celui d’un équilibre entre énergies renouvelables et production nucléaire, cette dernière contribuant efficacement à la pilotabilité du système et à la stabilité des réseaux électriques. C’est la voie dans laquelle nous nous engageons, comme l’a proposé le gouvernement français lors du dernier Conseil de Politique Nucléaire, le 12 mars 2026, affichant une perspective ambitieuse et volontariste de relance du nucléaire français, notamment avec la construction de nouveaux réacteurs de type EPR2, un nouveau programme de fermeture du cycle du combustible nucléaire et le lancement de la construction d’un premier réacteur à neutrons rapides. C’est désormais cohérent avec le retournement récent de la politique énergétique européenne, suite au discours de la Commissaire Européenne Ursula Van der Leyen, lors du dernier Sommet Mondial sur l’Energie Nucléaire Civile qui s’est tenu à Paris le 10 mars dernier, affirmant enfin que le nucléaire était une source d’énergie fiable et à faibles émissions et que l’Europe souhaitait faire partie du renouveau mondial de l’énergie nucléaire.

La place de l’hydroélectricité est le plus souvent passée sous silence dans les débats sur l’énergie. Pourtant, rappelons-le, elle fournit un sixième de la production d’électricité dans le monde. L’hydroélectricité répond à plus de 50% de la consommation nationale d’électricité dans 35 pays, dont 28 pays émergents, représentant près d’un milliard d’habitants. En France, c’est le pilier vert de notre électricité : première source d’électricité renouvelable, avec ses 3.6 milliards de chiffre d’affaires et ses 11600 emplois, non intermittente, flexible et d’une pilotabilité sûre et réactive, elle est capable de mobiliser à peu près la puissance d’une dizaine de réacteurs nucléaires, contribuant ainsi au stockage d’énergie et à la stabilité du réseau électrique et facilitant l’intégration à grande échelle des installations solaires et éoliennes intermittentes. La France, de fait, dispose de l’un des plus grands parcs hydroélectriques en Europe.  Elle s’appuie sur un ensemble de compétences et d’entreprises couvrant l’intégralité de la chaîne de valeur depuis le développement des machines jusqu’à la construction des ouvrages et leur intégration dans l’environnement.  Trop oubliés parce qu’ils font partie de notre paysage familier depuis plus d’un demi-siècle, les grands barrages ont contribué au développement de leurs territoires d’accueil, procurant, entre autres, les emplois et les activités induites en tourisme et irrigation.

EDF Groupe

En dépit de cela, l’ouverture à la concurrence exigée par Bruxelles, depuis la directive de 2014 sur les concessions, l’incertitude juridique qui en découle, et l’absence d’aides, de soutien à l’investissement et de mécanismes de soutien des prix, tous ces freins se conjuguent pour stopper tout nouveau projet, après le dernier grand projet hydroélectrique d’EDF, le barrage de Romanches Gavet, le plus grand barrage souterrain de France, une merveilleuse réalisation technologique. Les installations hydroélectriques sont complexes et leur intégration au réseau électrique est subtile. Le remplacement d’un opérateur unique, producteur et fournisseur, à l’abri des cours de la bourse, par une multiplication d’opérateurs privés est une mauvaise chose, aussi bien du point de vue de la coordination des missions, de la maintenance et de la sûreté des installations que du coût de l’électricité. D’ailleurs, depuis que le marché de l’électricité a été libéralisé et complexifié, depuis 2007 pour le négoce, la commercialisation et la fourniture opérés par une multitude d’acteurs, son prix n’a fait qu’augmenter. Il ne s’agit pas ici de critiquer par principe la concurrence et le libéralisme. Ils ont fait leurs preuves dans de nombreux secteurs économiques. Mais nous parlons d’un secteur, celui de l’énergie, particulièrement critique. L’État a une obligation de fourniture sécurisée d’électricité aux citoyens du pays et rien n’interdit de faire de ce secteur un véritable service public s’appuyant sur des entreprises nationales.

« L’énergie hydraulique est une réponse aux enjeux de souveraineté énergétique, de sécurité d’approvisionnement et de stabilité du système électrique. » – Pr Marc Fontecave

Il y a quelques années, L’Agence Internationale de l’Energie (AIE) a clairement montré en quoi l’hydroélectricité devait être privilégiée et les investissements considérablement renforcés. Selon l’AIE « près de la moitié du potentiel hydroélectrique économiquement viable au niveau mondial est encore inexploité ». Tandis qu’au cours des 20 dernières années les capacités de production hydroélectriques ont augmenté de 70 % dans le monde, la puissance du parc hydroélectrique mondial pourrait augmenter, d’ici 2030, de 17 % d’après les projections de l’AIE. Près de la moitié de ces installations seraient des barrages hydroélectriques avec réservoir tandis que 30 % seraient des STEP, Stations de transfert d’énergie par pompage, la meilleure solution aujourd’hui pour stocker l’énergie à grande échelle, les grands pays investisseurs étant bien sûr la Chine, l’Inde et la Turquie par exemple. Selon ces prévisions la production hydroélectrique mondiale passerait de 4000 à plus de 6000 TWh en 2040, résultant d’une mise en chantier de plus de 500 GW, ce qui la maintiendrait à la contribution de 15 % de la production électrique mondiale qu’elle représente actuellement. 

L’hydroélectricité transforme l’énergie gravitaire des lacs, des cours d’eau et des marées, en électricité. Une installation hydroélectrique est généralement composée d’un ouvrage de retenue (barrage) permettant le cas échéant de stocker l’eau, et de l’orienter vers une usine de production au sein de laquelle l’eau met en mouvement une turbine. Comme dans d’autres moyens de production d’électricité, la turbine est associée à un alternateur qui transforme l’énergie cinétique de la rotation en énergie électrique, évacuée sur le réseau électrique. La puissance électrique est proportionnelle à la hauteur de chute et au débit turbiné.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En France, l’installation de nouvelles puissances est moins tangible. Mais l’AIE a souligné cependant la nécessité de moderniser les centrales hydroélectriques existantes. C’est un immense chantier. En Europe, les barrages ont en moyenne près de 50 ans. D’ici 2030 plus de 20 % des installations auront plus de 55 ans, ce qui va nécessiter le remplacement des équipements lourds électromécaniques. C’est une formidable opportunité pour améliorer les performances, notamment grâce à l’innovation dans le domaine des turbines et des matériaux, par exemple. D’après l’AIE, à nouveau, d’ici 2030 près de 130 milliards d’euros, soit presqu’un quart des investissements mondiaux prévus dans cette filière durant cette période, devraient être consacrés à la modernisation des équipements. Enfin il y a aussi des possibilités dans le développement de la petite hydroélectricité, cette forme d’énergie décentralisée qui bénéficie elle aussi d’innovations intégrant mieux les ouvrages dans l’environnement, en préservant notamment la biodiversité.

Cette énergie que nos chercheurs, ingénieurs, industriels maitrisent depuis si longtemps n’est donc pas une énergie du passé. Son histoire doit être poursuivie, car elle est justement une réponse aux enjeux de souveraineté énergétique, de sécurité d’approvisionnement et de stabilité du système électrique. Sa longue et riche histoire n’est en effet pas terminée.

Pr Marc Fontecave, chaire Chimie des Processus biologiques

 

Marc Fontecave est un spécialiste de chimie à l’interface de la biologie. Il étudie la structure et la réactivité de sites enzymatiques complexes, centres métalliques au sein de métalloenzymes et cofacteurs organiques au sein de flavoenzymes, impliquées dans diverses voies métaboliques et biosynthétiques : biosynthèse de cofacteurs, modification d’ARNs. Par ailleurs, à travers une approche bioinspirée, il développe de nouveaux catalyseurs moléculaires et solides, notamment pour le développement des nouvelles technologies électrochimiques de stockage de l’énergie solaire : décomposition de l’eau en oxygène et hydrogène et électrolyse du dioxyde de carbone.

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Le Pr Marc Fontecave s’engage aussi dans le cadre de l’initiative Avenir Commun Durable du Collège de France avec pour objectif de croiser les expertises, analyses et connaissances scientifiques afin de décrypter les enjeux de la transition environnementale et énergétique. >Découvrir l’initiative