Un trait peu connu de l'énergie hydro-électrique : elle a le meilleur taux de retour énergétique (EROI "energy return on investment") de toutes les sources d'énergie actuelles, y compris pétrole, charbon ou nucléaire. Cela veut dire qu'elle produit beaucoup plus d'énergie dans son cycle de vie qu'elle n'en consomme pour être mise en place. La raison en est sa simplicité et sa longue durée de vie, avec une quasi-absence de déchets à recycler. Cette caractéristique en fait une énergie de choix pour la transition énergétique, fondée sur la sobriété de moyens, à l'heure où 64% de la consommation finale d'énergie en France est encore d'origine fossile. Cela ne rend que plus aberrantes les tentatives d'une fraction dévoyée de l'administration française à l'écoute de quelques lobbies minoritaires pour empêcher l'équipement des barrages et moulins, voire pour les détruire. Cessons cette régression et retrouvons la vocation hydraulique de notre pays : la très grande majorité des ouvrages en place sur les rivières ne produisent pas, et de nouvelles installations pourraient servir de stockage de l'énergie intermittente (solaire, éolien) par pompage-turbinage. Le parlement vient d'en voter le principe, donc Elisabeth Borne devra délivrer un message clair à ce sujet, contrairement à ses éphémères et controversés prédécesseurs.
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Trois auteurs (Charles A.S.Hall, Jessica G.Lambert et Stephen B.Balogh) ont passé en revue le taux de retour sur investissement énergétique (EROI) des différentes sources d'énergie. Cette notion de EROI calcule, sur le cycle de vie d'un système d'énergétique, la quantité d'énergie nécessaire à la mise et en place et au démantèlement du système par rapport à ce qu'il va produire au long de son existence.
Par exemple, on sait que l'idée de faire du carburant à partie de la biomasse a un rendement médiocre, raison pour laquelle ces politiques sont peu à peu abandonnées ou très limitées après avoir connu du succès dans les années 2000. Cela s'explique physiquement : la photosynthèse n'est pas efficace à la base pour stocker l'énergie solaire (rendement de quelques %), il faut des machines (donc de l'énergie) pour planter, récolter, transporter, la transformation de la récolte en carburant utile coûte à nouveau de l'énergie. Au final, on consomme de grandes surfaces et on dépense de l'énergie dans tout le processus, mais on ne produit pas beaucoup d'énergie utile à l'arrivée. L'EROI calcule ces bilans sous forme d'un taux de retour entre le gain et la dépense : pour une unité énergétique dépensée, combien en a-t-on vraiment gagné à l'arrivée?
Les meilleurs systèmes sont ceux qui sont simples à installer et démanteler tout restant productifs longtemps et en produisant peu de déchets à recycler.
Ce graphique, construit avec les données de l'article de Charles A.S.Hall et de ses collègues, donne le résultat pour quelques sources d'énergie. L'une d'entre elles se détache : l'hydro-électricité, qui a de loin le meilleur taux de retour énergétique!
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Il s'agit là de méta-analyses mondiales, donc cela regroupe une variabilité importante (le solaire sera évidemment plus productif en Espagne qu'en Islande). Concernant l'hydro-électricité, la statistique ne concerne pas les dispositifs de type hydroliennes émergées exploitant le courant des fleuves ou le mouvement des marées (le rendement est plus faible que l'hydraulique de barrage réservoir ou de barrage au fil de l'eau, un dispositif immergé dans le fluide et n'exploitant que la vitesse est soumis à limite de Betz).
Les auteurs donnent par ailleurs une interprétation assez pessimiste de l'évolution du EROI dans le temps. Ils soulignent que l'énergie fossile à son âge d'or (gisement abondants, accessibles, de bonne qualité) avait un EROI remarquable, comme par exemple 100:1 pour le pétrole au début du 20e siècle. Les valeurs ne font que baisser, et elles deviennent faibles pour les fossiles non-conventionnels, par ailleurs très polluants au sol et en émission carbone. Cette baisse du EROI joue un rôle plutôt dépressif sur l'économie moderne, qui est dépendante de l'énergie pour toute ses activités et qui ne peut faire croître à l'infini des gains de productivité. L'âge de l'énergie abondante et facile à extraire est pour le moment derrière nous.
Autre avertissement des auteurs : nous implémentons des énergies non-fossiles en utilisant de l'énergie fossile (pour extraire et purifier les matières premières, pour construire et installer les dispositifs de captage), mais à mesure que l'énergie fossile baissera en disponibilité (par politique climatique ou par manque de ressources), les choses pourraient devenir plus compliquées. Le coût relatif des énergies devrait changer, celles qui demandent le moins de transformations dans leur cycle de vie étant avantagées. Aujourd'hui, plus de 80% de l'énergie primaire mondiale restent d'origine fossile (chiffre assez stable depuis 20 ans). En France, selon les derniers chiffres du CGDD (année 2018), le fossile représente encore 64% des sources de la consommation finale, largement à cause du poids du pétrole en transport et chauffage (50%).
Quoiqu'il en soit, le fait que l'énergie hydro-électrique ait le meilleur EROI aujourd'hui est à prendre en compte dans les politiques de transition énergétique. C'est une source d'énergie simple et robuste de conception, maîtrisée de longue date, impliquant peu de matière première, offrant une certaine prévisibilité et pouvant être pilotable dans certains schémas (barrages réservoirs, barrages de pompage-turbinage servant aussi au stockage). En zone tropicale, le bilan carbone de l'hydro-électricité peut être médiocre en raison du méthane des retenues (un problème commun aux zones humides), alors que ce bilan carbone est très bon en zone tempérée et boréale. La plupart des pays qui parviennent à de bons scores en bilan carbone sont aussi ceux qui ont une part importante d'hydraulique dans leurs productions.
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Les problèmes de l'hydro-électricité sont connus : les grands ouvrages noient des vallées, modifient l'hydrologie et la thermie (donc l'écologie) des cours d'eau, entravent la circulation des poissons migrateurs et le transit de sédiments. Ces problèmes peuvent être très atténués pour des ouvrages de basse chute, à moindre impact (mais aussi à moindre production). En tout état de cause, quand des ouvrages hydrauliques sont déjà en place, il n'y a pas de nouveaux impacts (voir Punys et al 2019). C'est le cas des ouvrages anciens (moulins, forges), des barrages d'irrigation, de loisir ou d'eau potable. Contrairement à une fable narrée aux décideurs par des lobbies (pêcheurs et environnementalistes radicaux), la France n'a pas du tout épuisé son potentiel hydro-électrique puisque le taux d'équipement des barrages et chaussées en place est faible.
La transition énergétique a donné lieu à beaucoup d'annonces et d'espoirs, mais on s'aperçoit aujourd'hui qu'elle est longue, complexe et coûteuse. Certaines sources posent des problèmes aux riverains et sont contestées (cas de l'éolien ou du nucléaire). Elle est aussi consommatrice d'espace car on cherche à exploiter des flux naturels renouvelables à faible densité énergétique. Aussi se gardera-t-on, au regard de ces difficultés, des postures idéologiques de ceux qui disent "non"à tout. Et plus encore de ceux qui détruisent le patrimoine hydraulique du pays (ci-dessus), une aberration par rapport aux engagements énergétiques du pays et aux priorités des politiques publiques.
La France a la chance d'avoir un bon potentiel hydraulique, et l'hydraulique d'avoir un bon taux de retour énergétique : nous devons favoriser son développement, comme les parlementaires viennent de l'inscrire dans la loi. Revenons à la simplicité et au bon sens.
Source : Hall CAS et al (2014), EROI of different fuels and the implications for society, Energy Policy, 64, 141-152
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Par exemple, on sait que l'idée de faire du carburant à partie de la biomasse a un rendement médiocre, raison pour laquelle ces politiques sont peu à peu abandonnées ou très limitées après avoir connu du succès dans les années 2000. Cela s'explique physiquement : la photosynthèse n'est pas efficace à la base pour stocker l'énergie solaire (rendement de quelques %), il faut des machines (donc de l'énergie) pour planter, récolter, transporter, la transformation de la récolte en carburant utile coûte à nouveau de l'énergie. Au final, on consomme de grandes surfaces et on dépense de l'énergie dans tout le processus, mais on ne produit pas beaucoup d'énergie utile à l'arrivée. L'EROI calcule ces bilans sous forme d'un taux de retour entre le gain et la dépense : pour une unité énergétique dépensée, combien en a-t-on vraiment gagné à l'arrivée?
Les meilleurs systèmes sont ceux qui sont simples à installer et démanteler tout restant productifs longtemps et en produisant peu de déchets à recycler.
Ce graphique, construit avec les données de l'article de Charles A.S.Hall et de ses collègues, donne le résultat pour quelques sources d'énergie. L'une d'entre elles se détache : l'hydro-électricité, qui a de loin le meilleur taux de retour énergétique!
Source : Hall et al 2014, Energy policy, art cit.
Les auteurs donnent par ailleurs une interprétation assez pessimiste de l'évolution du EROI dans le temps. Ils soulignent que l'énergie fossile à son âge d'or (gisement abondants, accessibles, de bonne qualité) avait un EROI remarquable, comme par exemple 100:1 pour le pétrole au début du 20e siècle. Les valeurs ne font que baisser, et elles deviennent faibles pour les fossiles non-conventionnels, par ailleurs très polluants au sol et en émission carbone. Cette baisse du EROI joue un rôle plutôt dépressif sur l'économie moderne, qui est dépendante de l'énergie pour toute ses activités et qui ne peut faire croître à l'infini des gains de productivité. L'âge de l'énergie abondante et facile à extraire est pour le moment derrière nous.
Autre avertissement des auteurs : nous implémentons des énergies non-fossiles en utilisant de l'énergie fossile (pour extraire et purifier les matières premières, pour construire et installer les dispositifs de captage), mais à mesure que l'énergie fossile baissera en disponibilité (par politique climatique ou par manque de ressources), les choses pourraient devenir plus compliquées. Le coût relatif des énergies devrait changer, celles qui demandent le moins de transformations dans leur cycle de vie étant avantagées. Aujourd'hui, plus de 80% de l'énergie primaire mondiale restent d'origine fossile (chiffre assez stable depuis 20 ans). En France, selon les derniers chiffres du CGDD (année 2018), le fossile représente encore 64% des sources de la consommation finale, largement à cause du poids du pétrole en transport et chauffage (50%).
Quoiqu'il en soit, le fait que l'énergie hydro-électrique ait le meilleur EROI aujourd'hui est à prendre en compte dans les politiques de transition énergétique. C'est une source d'énergie simple et robuste de conception, maîtrisée de longue date, impliquant peu de matière première, offrant une certaine prévisibilité et pouvant être pilotable dans certains schémas (barrages réservoirs, barrages de pompage-turbinage servant aussi au stockage). En zone tropicale, le bilan carbone de l'hydro-électricité peut être médiocre en raison du méthane des retenues (un problème commun aux zones humides), alors que ce bilan carbone est très bon en zone tempérée et boréale. La plupart des pays qui parviennent à de bons scores en bilan carbone sont aussi ceux qui ont une part importante d'hydraulique dans leurs productions.
Les problèmes de l'hydro-électricité sont connus : les grands ouvrages noient des vallées, modifient l'hydrologie et la thermie (donc l'écologie) des cours d'eau, entravent la circulation des poissons migrateurs et le transit de sédiments. Ces problèmes peuvent être très atténués pour des ouvrages de basse chute, à moindre impact (mais aussi à moindre production). En tout état de cause, quand des ouvrages hydrauliques sont déjà en place, il n'y a pas de nouveaux impacts (voir Punys et al 2019). C'est le cas des ouvrages anciens (moulins, forges), des barrages d'irrigation, de loisir ou d'eau potable. Contrairement à une fable narrée aux décideurs par des lobbies (pêcheurs et environnementalistes radicaux), la France n'a pas du tout épuisé son potentiel hydro-électrique puisque le taux d'équipement des barrages et chaussées en place est faible.
La transition énergétique a donné lieu à beaucoup d'annonces et d'espoirs, mais on s'aperçoit aujourd'hui qu'elle est longue, complexe et coûteuse. Certaines sources posent des problèmes aux riverains et sont contestées (cas de l'éolien ou du nucléaire). Elle est aussi consommatrice d'espace car on cherche à exploiter des flux naturels renouvelables à faible densité énergétique. Aussi se gardera-t-on, au regard de ces difficultés, des postures idéologiques de ceux qui disent "non"à tout. Et plus encore de ceux qui détruisent le patrimoine hydraulique du pays (ci-dessus), une aberration par rapport aux engagements énergétiques du pays et aux priorités des politiques publiques.
La France a la chance d'avoir un bon potentiel hydraulique, et l'hydraulique d'avoir un bon taux de retour énergétique : nous devons favoriser son développement, comme les parlementaires viennent de l'inscrire dans la loi. Revenons à la simplicité et au bon sens.
Source : Hall CAS et al (2014), EROI of different fuels and the implications for society, Energy Policy, 64, 141-152
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