Maintenant que la demande en énergie verte est en constante progression et que la Confédération a mis en place un dispositif pour racheter cette ressource au prix coûtant, les petites centrales hydrauliques retrouvent leur place dans l’économie énergétique.

Pierre-Henri Badel, adi-presse

Dans la première moitié du XXe siècle, on comptait près de 7000 petites centrales de moins de 10 MW de puissance, soit environ dix fois plus d’installations de petite hydraulique qu’aujourd’hui. A partir de cette période, elles ont commencé à disparaître et ce n’est qu’au début des années 80 que l’on a véritablement pris conscience de leur importance dans le contexte de l’approche écologique de notre approvisionnement en énergie. Certains programmes de soutien de la Confédération - tels que Pacer (1990 à 1996), Diane (1992 à 1997), Energie 2000 et enfin le Programme Petite centrale hydraulique de Suisse Energie - ont contribué à remettre ces installations au goût du jour.

Leur renaissance ne peut pourtant pas se faire de manière désordonnée et irréfléchie. Il n’existe en effet pas de solution standard, chaque implantation présentant des caractéristiques spécifiques en fonction du débit et de la hauteur de la chute d’eau. Il est aussi indispensable que l’installation puisse produire un minimum de puissance pour justifier sa raison d’être sur le plan économique. On ne peut donc pas simplement réhabiliter d’anciens moulins sans prendre en compte leur viabilité à moyen ou long terme.

«De manière générale, dans le cas de nos activités, nous nous occupons de projets permettant d’obtenir une puissance minimale de 15 kW» admet Aline Choulot, ingénieur à la Fondation Mhylab de Montcherand. L’une des solutions permettant d’accroître la puissance de ces sites de production consiste à regrouper et fusionner plusieurs chutes d’eau, soit à augmenter le débit turbiné, ce qui nécessite naturellement l’accord des autorités compétentes telles que le service des eaux pour ce qui est du canton de Vaud.

Le turbinage des réseaux d’eau a le vent en poupe

Si la voie de réhabilitation d’anciens sites s’avère pavée d’embûches, celle du turbinage des réseaux d’eaux offre un potentiel nettement plus prometteur, qu’il s’agisse des réseaux d’eau potable, d’eaux usées ou de réseaux d’irrigation. Ce type d’installation peut être envisagé par exemple dans le cadre de réseaux d’adduction d’eau, comme c’est le cas sur le territoire de la commune de Troistorrents, dans le canton du Valais. La poussée du réseau des eaux potables entraîne une turbine Pelton à axe vertical après avoir dévalé une chute nette de 240 mètres avec un débit maximum de 35 litres par seconde.

Le réseau des eaux usées est aussi une source d’énergie si on prend soin de l’exploiter judicieusement. Situé sur la commune de Bagnes, la centrale de Châble Profay est équipée de deux turbines Pelton à deux injecteurs. Elle tire parti d’une dénivellation de 450 m, qui est la différence d’altitude qui sépare le bassin de décantation de Verbier à la station d’épuration dans laquelle est implantée la centrale hydroélectrique. Une turbine Pelton a également été installée à Pas-du-Lein, sur la commune de Vollèges, également en Valais.

Si la chute (300 mètres) n’est pas beaucoup plus importante qu’à Troistorrents, le débit en revanche est nettement plus élevé (180 litres par seconde), ce qui permet d’obtenir une puissance maximum de 470 kW. Intégrée au réseau d’adduction d’eau de la commune, elle fonctionne comme organe de régulation du niveau de la chambre de mise en charge et comme réducteur de pression entre les captages et le bassin de stockage intermédiaire, avant traitement. L’énergie produite est injectée dans le réseau de distribution électrique.

A chaque site sa turbine

Ces exemples de réalisation sont symptomatiques d’installations ayant une hauteur de chute assez élevée. Il en existe d’autres où celle-ci est nettement plus faible. On installera alors des turbines de type Francis ou Kaplan, mieux adaptées à une telle configuration mais pour lesquelles il faut que les débits soient plus élevés pour une même puissance.

L’exploitation du potentiel hydraulique des réseaux d’eau s’avère d’autant plus intéressant qu’elle ne nécessite que peu de procédures administratives pour les réaliser.

Il est ainsi possible de concrétiser de tels projets dans des délais beaucoup plus courts que lorsqu’il s’agit de centrales opérant sur des cours d’eau en plein air. «Partout où il y a de la pression excédentaire, une réflexion pourrait être menée sur son exploitation» souligne à ce sujet Aline Choulot.

Des potentiels encore inexploités à l’air libre

Des projets visant à turbiner l’eau au pied des grands barrages avant que celle-ci soit restituée dans les rivières tout en assurant un débit suffisant pour qu’il réponde aux exigences de la protection de l’environnement constituent aussi des pistes à exploiter. «Dans ce contexte, il existe encore des potentiels de développement en Suisse pour la petite hydraulique» poursuit Aline Choulot.

La centrale de Montsalvens, située dans le canton de Fribourg est l’exemple d’une installation de ce type. Un barrage de 52 mètres de hauteur retient les eaux de la Jogne, d’où elles transitent dans une conduite forcée jusqu’à l’usine électrique de Broc, capable de produire une puissance de 30 MW. Située au pied du barrage, une petite centrale hydraulique pourra turbiner les eaux de restitution obligatoire (appelé débit de restitution dans la jargon consacré) à la rivière (environ 500 litres par seconde), comme le prescrit la Loi suisse sur la protection des eaux (LEaux).

Celle-ci a été instaurée pour que le cours d’eau puisse remplir ses diverses fonctions, notamment l’alimentation des nappes souterraines, la dégradation des polluants, la conservation de la biodiversité et la mise à disposition de lieux de détente.

A la quête de l'infiniment petit

La recherche des ressources énergétiques encore inexploitées se dirige pourtant aujourd’hui sur un marché qui pourrait s’avérer très prometteur, celui de très petites turbines destinées à exploiter le potentiel énergétique du chutes de moins de 4 m et produisant une puissance inférieure à 15 kWh. Cette nouvelle voie permettrait de encore mieux tirer profit des ressources naturelles de notre pays.

L’idée étant de créer un modèle standard de composants de micro-hydraulique que l’on pourrait multiplier à l’envi sans que cela demande d’infrastructure lourde pour les déployer et en assurer la supervision, ce qui est obligatoire pour les installations de plus grande envergure. Une idée qui doit encore faire son chemin, mais les projets de développement sont dans les starting blocs. Il suffirait pour cela d’avoir la volonté politique d’innover réellement.

Joindre l’utile à l’agréable

A Nyon, la nouvelle station d’épuration a été construite sur les hauteurs de la ville, la place étant insuffisante au bord du lac pour l’implanter sur le site de l’ancienne station d’épuration des eaux usées devenue trop exiguë et obsolète. Comme l’ensemble du réseau des eaux usées arrivait sur les rives du Léman, celles-ci sont pompées jusqu’à la nouvelle Step, où elles sont traitées, puis turbinées quand elles redescendent se jeter au lac. On récupère de cette manière une bonne partie du courant utilisé pour actionner les pompes lorsque les eaux redescendent vers le lac. Le seul inconvénient est qu’il faut disposer d’un important bassin de retenue au niveau de la station pour y entreposer l’eau quand on la pompe jusqu’à la station d’épuration.