L'hydroélectricité est la plus ancienne et la plus mature des énergies renouvelables. En France, elle représente la première source d'électricité renouvelable avec 25 GW installés et plus de 2 500 sites. Son avantage décisif sur le solaire et l'éolien : elle est pilotable. Une centrale hydraulique peut démarrer et s'arrêter en quelques minutes selon la demande, jouant le rôle de régulateur indispensable du réseau électrique.
Comment fonctionne une centrale hydroélectrique ?
- Principe : l'énergie potentielle de l'eau (sa hauteur de chute) est convertie en énergie cinétique, qui fait tourner une turbine couplée à un alternateur produisant de l'électricité.
- Puissance : proportionnelle au débit d'eau et à la hauteur de chute. Les grands barrages alpins (Tignes, Grand'Maison) dépassent 1 000 MW.
- Rendement : 85 à 95 % — le meilleur de toutes les sources d'énergie.
- Émissions CO2 : 4 à 6 g/kWh en France — parmi les plus faibles de toutes les sources d'électricité.
Les types de centrales hydroélectriques
| Type | Pilotable ? | Stockage | Puissance typique |
|---|---|---|---|
| Fil de l'eau | Partielle | Non | 1–100 MW |
| Lac / barrage | Oui | Semaines à mois | 100–2 000 MW |
| STEP (pompage-turbinage) | Oui | Heures à jours | 100–1 800 MW |
| Petite hydroélectricité | Partielle | Non | Inférieure à 10 MW |
Les STEP : les plus grandes batteries de France
- Principe : en période de surproduction électrique (éolien fort, nuit), l'eau est pompée vers un lac supérieur. En période de forte demande, elle redescend et produit de l'électricité.
- Capacité : la France dispose de 5 GW de capacité STEP, dont la centrale de Grand'Maison (Isère) avec 1 800 MW.
- Rôle dans le réseau : les STEP sont essentielles pour équilibrer le réseau face à l'intermittence croissante du solaire et de l'éolien.
La concession hydroélectrique en France
- Situation actuelle : les concessions hydroélectriques sont accordées par l'État pour 30 à 75 ans. La plupart sont gérées par EDF et Engie.
- Renouvellement : le sujet des renouvellements de concessions (mise en concurrence ou prolongation) est un enjeu politique majeur qui influence l'investissement dans la filière.
Conclusion
L'hydraulique est le socle de la production d'électricité renouvelable en France. Son rôle de régulateur et de stockage sera déterminant dans le système électrique de demain, face à la montée en puissance des ENR intermittentes. Pour un panorama complet, consultez notre liste des 7 énergies renouvelables.
L'hydraulique en France : chiffres clés et cartographie
| Type d'installation | Nombre | Puissance totale | Production annuelle | Part du mix |
|---|---|---|---|---|
| Grands barrages (> 10 MW) | ~230 | 20 GW | 60 TWh/an (en année normale) | ~12 % du mix français |
| Petites centrales (1-10 MW) | ~2 000 | 3,5 GW | 12 TWh/an | ~2,5 % |
| Micro-hydraulique (< 1 MW) | ~500 | 0,5 GW | 1,5 TWh/an | < 0,5 % |
| STEP (pompage-turbinage) | 6 | 5 GW stockage | Stockage / déstockage | Flexibilité réseau |
La production hydraulique varie fortement selon la pluviométrie : de 50 TWh en année sèche à 80 TWh en année humide. Source : RTE 2025.
Les STEP : le super-condensateur du réseau électrique français
Les Stations de Transfert d'Énergie par Pompage (STEP) sont la technologie de stockage d'électricité la plus puissante et la plus ancienne. Elles fonctionnent comme un immense "batterie eau" :
- Principe : quand l'électricité est abondante et bon marché (nuit, forte production ENR), des pompes remontent l'eau d'un bassin inférieur vers un bassin supérieur. Quand la demande est forte et le prix élevé, l'eau redescend et turbine de l'électricité.
- Rendement : 75 à 85 % (round-trip efficiency). Nettement supérieur aux premières générations de batteries lithium (< 90 % mais vieillissement).
- Puissance instantanée : la STEP de Grand'Maison (Isère) peut injecter 1 800 MW en quelques minutes — l'équivalent de 2 réacteurs nucléaires. C'est ce qui permet à RTE d'équilibrer le réseau lors des pics de consommation du soir.
- Potentiel de développement : les sites favorables manquent en France. Le projet ElectriCity en Savoie (2026-2030) pourrait ajouter 500 MW de capacité de pompage supplémentaire. Les STEP sous-marines (en mer) sont à l'étude à l'horizon 2035.
La guerre des concessions hydrauliques : l'enjeu oublié de la transition
En France, les grandes installations hydrauliques fonctionnent sous régime de concession : EDF (ou CNR, SHEM) exploite les barrages sur des terres appartenant à l'État pour des durées de 50 à 75 ans. Le problème : beaucoup de ces concessions arrivent à échéance entre 2020 et 2030.
- Le contentieux avec l'UE : la Commission européenne estime que le renouvellement automatique des concessions à EDF constitue une aide d'État illégale. Elle exige un appel d'offres ouvert. La France a longtemps résisté pour protéger son "champion national".
- Solution de compromis (2023) : création de "quasi-régies" — des sociétés d'économie mixte où l'État entre au capital d'EDF pour certains barrages stratégiques. Cela évite l'appel d'offres tout en répondant partiellement aux exigences européennes.
- Impact pour les consommateurs : le régime de concession actuel permet à l'hydraulique d'alimenter l'ARENH (accès régulé à l'énergie nucléaire et hydraulique historique) à un prix inférieur au marché. Un renouvellement mal négocié pourrait faire perdre cet avantage et renchérir la facture d'électricité.