L'installation d'une centrale hydroélectrique chez soi : est-ce rentable ?
L'eau pour produire de l'électricité : une centrale hydroélectrique
Parce qu'elles contribuent à lutter contre le réchauffement climatique, les énergies renouvelables sont en plein essor. Le solaire, l'éolien, la biomasse ou la géothermie permettent de produire de l'énergie tout en limitant les émissions de gaz à effet de serre. C'est également le cas pour la plus ancienne des énergies vertes – l'hydraulique – qui utilise la force de l'eau pour créer de l'électricité via une centrale hydroélectrique.
L'hydroélectricité, qu'est-ce que c'est ?
Plus précisément, l'hydroélectricité désigne l'énergie fournie par le mouvement de l'eau sous toutes ses formes. Il peut s'agir de cours d'eau, de chutes, de courants marins, de vagues ou de marées. Principalement utilisé à grande échelle, l'hydraulique représente la troisième source de production d'électricité dans le monde. Certains pays comme la Norvège ou l'Islande tirent même presque toute leur électricité des centrales hydroélectriques !
En France, la production d'électricité d'origine renouvelable est largement dominée par l'hydraulique, puisqu'il en représente en 2016 plus de 70 %. L'hydroélectricité est d'ailleurs reconnue comme une filière d'excellence française ! Autrefois appelée « houille blanche », il s'agit de l'énergie propre la moins chère, son coût de production étant comparable à celui du nucléaire. De plus, on estime que l'installation d'une centrale hydroélectrique de 1 MW évite chaque année l'émission d'environ 2 500 tonnes de CO2 par rapport à une centrale à combustion classique.
Le fonctionnement d'une centrale hydroélectrique
Techniquement, l'énergie hydroélectrique fonctionne sur le même principe que l'éolien. L'eau emprunte une conduite, puis son mouvement entraîne la rotation d'une roue ou d'une turbine, laquelle combinée à un générateur produit un courant continu. Un onduleur permet ensuite de le convertir en courant alternatif, qui peut être stocké dans des batteries ou renvoyé vers le réseau. Le mode de production d'une centrale hydroélectrique est l'un des plus efficaces. Il s'appuie sur une ressource puissante, virtuellement illimitée, et qui n'a pas besoin d'être transformée : l'eau passe à travers la centrale, et en ressort intacte !
Cette centrale hydroélectrique pour particuliers
L'énergie hydraulique n'est pas uniquement l'apanage des grandes centrales. En effet, on parle à l'échelle des particuliers de « pico centrale hydroélectrique» pour des installations de moins de 20 kW . Même si celles-ci restent peu courantes car soumises à de multiples contraintes techniques et administratives, il demeure possible de recourir à l'énergie hydroélectrique chez soi. Lorsque le site le permet, une pico centrale peut suffire à couvrir l'intégralité des besoins en électricité d'une habitation !
La centrale hydroélectrique : un projet difficile à réaliser pour les particuliers
Des contraintes techniques et administratives
Avant tout, pour pouvoir envisager l'installation d'un système hydroélectrique, il vous faut disposer d'un cours d'eau sur votre terrain ! Celui-ci doit avoir un débit suffisamment fort pour faire tourner la turbine de votre centrale. Vous devez également bénéficier d'une hauteur de chute significative, de façon à pouvoir générer assez de puissance. Ces deux facteurs qui détermineront si la pose d'une pico centrale chez vous est envisageable ou non.
Une étude du terrain
Même si la DDAF (Direction Départementale de l'Agriculture et de la Forêt) ou la DIREN (Direction Régionale de l'Environnement) fournissent des données hydrologiques, votre seule appréciation ne peut pas suffire à garantir les fondations de votre chantier. Des approximations d'installation pourraient impacter votre confort électrique de tous les jours ! C'est pourquoi il est impératif d'établir une étude de faisabilité. L' ADEME a d'ailleurs élaboré une liste de professionnels habilités à réaliser ce type de projet. N'hésitez pas à prendre contact avec ces spécialistes !
Une fois cette étude menée, il vous faudra déposer une demande d'autorisation administrative. Elle vous assurera de pouvoir utiliser votre cours d'eau d'un point de vue légal. On parle de « droit d'eau » : il s'agit d'une formalité qui peut s'avérer délicate. On peut vous adresser plusieurs types de refus : autres usages de l'eau, impacts environnementaux, etc. Par conséquent, armez-vous de courage et de ténacité ! La MISE (Mission Inter-Services de l'Eau) peut vous aider à estimer les chances d'aboutissement de votre dossier. À noter que le droit d'eau est accordé pour une durée limitée de 30 ans environ.
Autre autorisation complexe
Parallèlement, il vous faudra demander un permis de construire, ainsi qu'une autorisation de travaux sur votre cours d'eau. Celle-ci se fait auprès de la Direction Départementale du Territoire. Là encore, soyez patient et persévérant, et n'hésitez pas à vous entourer d'experts rompus à ce genre d'exercice ! Le dossier que vous aurez à remettre doit être complet et détaillé. Il doit comprendre en outre une évaluation de l'impact environnemental de votre centrale sur la vie aquatique du site.
On délivre de moins en moins d'autorisations à l'heure actuelle. Les autorités considèrent que le caractère renouvelable de l'hydroélectricité ne suffit pas à compenser les conséquences que les installations peuvent avoir sur la « continuité écologique » des cours d'eau, c'est-à-dire la libre circulation des poissons et des sédiments.
On estime aujourd'hui que ces procédures, longues et complexes, peuvent prendre jusqu'à 2 ans pour aboutir.
Un investissement important
Pour pouvoir estimer le coût d'un dispositif hydraulique, plusieurs points sont à prendre en considération :
Le potentiel hydroélectrique de votre site
Le volume d'eau passant dans la turbine conditionnera sa vitesse de rotation, et donc l'efficacité de votre installation. Pour mesurer ce critère, il faut estimer le débit de votre cours d'eau et sa hauteur de chute. Si ce potentiel est faible, vous devrez recourir à des travaux plus conséquents et à du matériel plus coûteux. Sachez que le génie civil peut représenter jusqu'à 50 % de votre investissement !
Votre installation sera-t-elle autonome ou reliée au réseau électrique ?
Un système autonome suppose que votre centrale répondra seule aux besoins énergétiques de votre logement. Vous devrez alors stocker votre production via des batteries. Leur coût dépendra notamment de leur capacité et de leur taux de restitution, c'est-à-dire la quantité d'énergie exploitable après stockage. A contrario, si vous faites le choix d'être relié au réseau, vous n'aurez pas nécessairement besoin de stocker votre électricité. Le coût du raccordement sera néanmoins un poste à prévoir dans votre budget !
De quelle quantité d'électricité avez-vous besoin ?
Si vous consommez beaucoup d'énergie, vous devrez acquérir des équipements plus performants, et donc plus chers. Les modèles affichant un fort rendement énergétique – rapport entre l'électricité produite et l'énergie hydraulique reçue – sont aussi les plus coûteux ! Pensez à faire le bilan énergétique de votre habitation pour bien évaluer vos besoins.
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Cet investissement est-il rentable ?
Ainsi, selon les équipements et les travaux, une installation hydroélectrique peut aller de 2 000 à 10 000 € /kW. C'est pourquoi un tel projet se révèle rarement rentable pour les particuliers. En revanche, si votre site dispose déjà d'infrastructures et que seul le générateur reste à poser, le recours à l'hydroélectricité devient alors plus facile à amortir.
Pour vous aider à réduire votre investissement, n'hésitez pas à solliciter des aides financières auprès de votre département ou de votre région ! Sachez également que vous pouvez bénéficier sous certaines conditions du Crédit d'Impôt pour la Transition Énergétique (CITE).
On estime que la durée moyenne d'amortissement de l'installation d'une pico-centrale va de 20 à 30 ans environ.
Autoconsommation ou revente de l'électricité produite ?
Vous aurez le choix entre deux options quant à l'usage de votre production d'électricité :
Revente de la production à une entreprise de distribution
Si vous choisissez de revendre votre production, EDF ou votre Entreprise locale de distribution s'engagent pour une durée de 20 ans à vous la racheter au tarif réglementé en vigueur. Depuis le 1er mars 2007, ce prix est de 6,07 c€ / kWh , auquel peuvent s'ajouter des primes comprises entre 0,5 et 2,5 c€/kWh en fonction de la taille de votre installation. En hiver, si votre production est régulière, une prime qui peut atteindre jusqu'à 1,68 c€ /kWh pourra vous être accordée. Dans le meilleur des cas, vous revendrez donc votre électricité à 10,25 c€ /kWh.
À noter cependant que la législation encadrant l'obligation de rachat de l'hydroélectricité pourrait évoluer courant 2017, et par conséquent impacter les tarifs auxquels vous pourrez revendre votre production. N'hésitez pas à vous renseigner sur ces éventuels changements avant de vous lancer !
L'auto consommation
À l'heure actuelle, il reste plus avantageux de consommer vous-même l'électricité créée par votre pico-centrale. Vous revendriez votre énergie moins chère que celle que vous achèterez chez votre fournisseur.
De plus, l'autoconsommation peut vous permettre de répondre à tout ou partie de vos besoins énergétiques. Face à la hausse constante des prix de l'électricité en France, il s'agit là d'un avantage non négligeable ! Et d'un point de vue éco citoyen, vous participez à la transition énergétique en consommant de l'électricité 100 % verte.
Par ailleurs, si votre habitation s'y prête et qu'elle se situe sur un site isolé non relié au réseau local, le recours à l'autoconsommation peut même constituer une alternative judicieuse face au coût potentiellement très élevé du raccordement de votre logement.
Investir dans l'hydroélectrique : ce qu'il faut retenir
Avant toute chose, mesurez bien le potentiel hydroélectrique de votre site ! Si le débit de votre cours d'eau ou la hauteur de chute sont trop faibles, les travaux à engager seront importants. Vous devrez créer artificiellement des conditions favorables via la construction d'un barrage ou d'une retenue d'eau. Il s'agit là d'investissements considérables, qui rendront votre projet bien plus difficile à amortir. Assurez-vous aussi de la capacité de résistance de votre terrain ! La force du courant peut devenir usante à long terme, et celui-ci pourrait s'endommager.
Par ailleurs, prêtez également attention au choix de votre équipement ! La turbine et le générateur constituent les composants essentiels au bon fonctionnement de votre installation. Plusieurs modèles sont disponibles sur le marché et leur prix est très variable. Leur efficacité aussi ! Leur rendement énergétique peut aller de 60 à 90 % environ. Ne négligez pas non plus la conduite forcée, qui sert à acheminer l'eau sous pression jusqu'à la turbine. Il s'agit de l'un des éléments les plus chers de l'installation ! Portez donc un soin particulier à sa conception.
Les pico-centrales sont relativement faciles à construire. C'est pourquoi il est envisageable de fabriquer soi-même son équipement de façon à réduire le coût de son investissement. Mais de sérieuses notions de mécanique et d'électricité sont indispensables ! Toutefois, il reste recommandé de faire appel à des professionnels spécialisés et à un électricien qualifié pour le raccordement au réseau.
Sachez aussi que le coût d'exploitation d'une pico-centrale hydroélectrique est quasi nul. Une fois votre installation effectuée, son entretien ne représentera qu'un coût très faible. Selon l'ADEME, parmi les énergies renouvelables, l'hydroélectricité est celle qui produit le kWh le moins cher ! Et les équipements ont une durée de vie qui va de 20 à 50 ans en moyenne.
Soyez persévérant ! L'obtention des autorisations relatives à l'acquisition d'un dispositif hydroélectrique peut s'avérer un processus très long et délicat. Mais passé ce cap, l'installation et le raccordement de votre centrale peuvent être rapides. Comptez ensuite 2 à 3 semaines pour que le captage de l'eau soit effectif.
Si elle est intéressante, l'énergie hydraulique n'est réellement acceptable sur le plan écologique que si elle ne perturbe pas les cours d'eau et la vie qui les habite. C'est pourquoi il est impératif de ne pas négliger cet aspect de votre projet ! Prévoyez notamment une passe à poissons pour leur permettre de franchir la centrale sans danger, ainsi qu'une grille filtrant l'eau avant son passage dans la turbine, de façon à débarrasser le cours d'eau de ses déchets flottants. Attention toutefois : ces éléments sont parfois très chers !
Face aux nombreuses contraintes techniques et administratives liées à sa mise en œuvre, l'acquisition d'un système hydroélectrique s'avère souvent compliquée à l'échelle des particuliers. Généralement, l'installation d'une pico-centrale chez soi répond avant tout à une volonté écologiste plus qu'à la poursuite d'une rentabilité économique. Si vous souhaitez recourir à de l'électricité verte, sachez que les panneaux photovoltaïques sont soumis à moins de contraintes, et leur investissement est plus vite amorti.