L'hydroélectricité constitue une source d'énergie renouvelable majeure en France, avec une production de 54,8 TWh en 2023. Cette énergie est produite via 425 centrales et 600 barrages exploités par EDF, répartis en 4 types d'installations. Le secteur contribue activement aux objectifs de transition énergétique.
Les principaux types d'installations hydroélectriques
La France dispose d'un parc hydroélectrique diversifié composé de quatre types d'installations principales, totalisant une puissance installée de 25,7 GW. Ces aménagements transforment l'énergie cinétique de l'eau en électricité grâce à des turbines couplées à des alternateurs.
Les centrales au fil de l'eau
Ces installations, d'une puissance cumulée de 6,7 GW, fonctionnent en continu sur les fleuves et grandes rivières. Elles turbinent l'eau au rythme du débit naturel du cours d'eau, sans capacité de stockage. Équipées de turbines Kaplan adaptées aux faibles chutes (2 à 20 mètres), elles produisent une électricité de base tout au long de l'année. Le Rhin et le Rhône concentrent la majorité de ces aménagements.
Les centrales d'éclusées
Dotées d'une retenue d'eau de capacité moyenne (quelques heures à quelques jours de stockage), ces centrales de 4,1 GW de puissance modulent leur production selon la demande. Leurs réservoirs permettent d'accumuler l'eau pendant les périodes creuses pour la turbiner aux heures de forte consommation. Elles utilisent des turbines Francis pour des chutes moyennes de 20 à 100 mètres.
Les centrales de lac
Ces grands barrages de 10,3 GW de puissance totale stockent d'importants volumes d'eau dans des réservoirs saisonniers. Équipés de turbines Pelton pour les hautes chutes (plus de 100 mètres), ils constituent des réserves d'énergie mobilisables rapidement. Ces aménagements, principalement situés en zone montagneuse, contribuent à la sécurité d'approvisionnement électrique lors des pics de consommation hivernaux.
Les stations de transfert d'énergie par pompage (STEP)
Ces installations de 4,6 GW fonctionnent entre deux réservoirs à des altitudes différentes. En période de faible consommation, elles pompent l'eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur. Lors des pics de demande, l'eau est turbinée dans le sens inverse pour produire de l'électricité. Ces "batteries hydrauliques" atteignent des rendements de 75-80% et participent à l'équilibrage du réseau électrique.
Répartition territoriale
EDF exploite 425 centrales et 600 barrages hydroélectriques en France, dont 80% de la puissance installée. Les installations se concentrent dans les massifs montagneux (Alpes, Pyrénées, Massif Central) et le long des grands fleuves. Cette répartition géographique optimise l'exploitation des ressources hydrauliques naturelles du territoire.
Production et chiffres clés du secteur
L'hydroélectricité constitue la deuxième source de production électrique en France, avec une puissance installée totale de 25 684 MW en 2023. Cette filière a connu une année remarquable avec une production de 54,8 TWh, en progression de 23,4% par rapport à 2022.
Répartition territoriale des installations hydroélectriques
Le parc hydroélectrique français se distribue sur plusieurs réseaux électriques. Le réseau RTE concentre la majorité de la puissance avec 23 755 MW. Le réseau Enedis compte 1 588 MW de capacité installée, tandis que les Entreprises Locales de Distribution (ELD) gèrent 118 MW. La Corse, via EDF-SEI, dispose de 222 MW de puissance hydroélectrique.
Production et part dans le mix électrique
En 2023, l'hydroélectricité a assuré 12,5% de la couverture de la consommation électrique nationale. Cette production provient des 425 centrales hydrauliques et plus de 600 barrages exploités par EDF sur le territoire. La production hydroélectrique se positionne derrière le nucléaire (64,8%) mais devant l'éolien (10,2%) dans le mix électrique français.
| Réseau | Puissance installée (MW) |
| RTE | 23 755 |
| Enedis | 1 588 |
| ELD | 118 |
| EDF-SEI Corse | 222 |
Perspectives de développement
La Programmation Pluriannuelle de l'Énergie (PPE) fixe des objectifs ambitieux pour 2028, avec une augmentation de la puissance installée de 25,7 GW à 26,8 GW. Ce développement génère des emplois directs, avec 13 000 personnes employées dans le secteur en 2021. France Hydro Électricité évalue le potentiel de production supplémentaire à 12 TWh, soit une hausse possible de 20% de la production actuelle.
Le stockage d'énergie par pompage-turbinage
Le pompage-turbinage constitue une technologie de stockage d'énergie hydraulique permettant de réguler la production électrique en fonction des besoins du réseau. La France dispose actuellement d'une capacité de 4,6 GW répartie sur plusieurs stations de transfert d'énergie par pompage (STEP).
Principe de fonctionnement des STEP
Le stockage d'énergie par pompage-turbinage repose sur un système à deux réservoirs situés à des altitudes différentes. Durant les périodes de faible consommation électrique, l'eau est pompée du bassin inférieur vers le bassin supérieur, transformant l'énergie électrique excédentaire en énergie potentielle gravitaire. Lors des pics de demande, l'eau est turbinée en sens inverse, reconvertissant cette énergie potentielle en électricité grâce à des turbines réversibles.
Rendement et performances
Les STEP françaises produisent annuellement environ 4 TWh d'électricité avec un rendement énergétique global de 75-80%. Le cycle complet pompage-turbinage permet de restituer environ 7,5 kWh pour 10 kWh consommés initialement. Les groupes réversibles modernes atteignent des puissances unitaires dépassant 200 MW.
Développement des capacités de stockage
Un potentiel de développement de 1,5 GW supplémentaires a été identifié à l'horizon 2030-2035. Les projets concernent principalement :
- La surélévation de barrages existants
- La création de nouveaux sites en moyenne montagne
- La réhabilitation d'anciennes STEP
Bénéfices pour le réseau électrique
Les STEP apportent une réponse aux enjeux d'équilibrage du réseau électrique. Elles compensent la variabilité des énergies renouvelables en absorbant les surplus de production éolienne et solaire. La rapidité de démarrage des groupes (moins de 10 minutes) permet également de répondre aux variations brutales de consommation.
La petite hydroélectricité en développement
La petite hydroélectricité constitue un levier majeur de la transition énergétique en France. En 2024, près de 2 300 installations de moins de 10 MW sont réparties sur le territoire, principalement dans les massifs montagneux comme le Jura, représentant une puissance cumulée de 2,2 GW pour une production annuelle de 6 TWh, soit environ 10% de la production hydraulique nationale.
Un développement encadré par les pouvoirs publics
Les objectifs fixés par le gouvernement prévoient l'installation de 35 MW supplémentaires chaque année via des appels d'offres dédiés. Cette dynamique s'inscrit dans la volonté d'augmenter la part des énergies renouvelables dans le mix électrique français. Le programme de rénovation des centrales existantes de 1 à 4,5 MW permet également d'optimiser les installations actuelles en améliorant leurs performances énergétiques.
La valorisation du patrimoine hydraulique
De nombreux anciens moulins font l'objet de projets de transformation en petites centrales hydroélectriques. Ces reconversions permettent de préserver le patrimoine industriel tout en produisant une énergie renouvelable locale. France Hydro Electricité, le syndicat national de la petite hydroélectricité, accompagne techniquement et administrativement ces projets de réhabilitation.
Un potentiel de développement substantiel
Selon les études menées par France Hydro Electricité, le potentiel additionnel de production s'élève à 12 TWh, soit une augmentation possible de 20% de la production hydroélectrique totale. Cette progression pourrait être atteinte par :
- La modernisation des équipements existants
- L'équipement de seuils non exploités
- La création de nouvelles installations sur des sites propices
- L'optimisation des débits réservés
Répartition géographique des installations
Les installations de petite hydroélectricité se concentrent principalement dans les zones montagneuses, avec une forte densité dans les Alpes, les Pyrénées et le Massif Central. L'eau des torrents et rivières de ces régions présente des caractéristiques particulièrement favorables en termes de débit et de dénivelé.
L'essentiel à retenir sur l'hydroélectricité en France
L'hydroélectricité poursuit son développement en France avec des objectifs ambitieux fixés par la PPE pour 2028, visant une augmentation de la puissance installée de 25,7 à 26,8 GW. La petite hydroélectricité montre aussi un fort potentiel avec une augmentation prévue de 35 MW par an. Le pompage-turbinage offre des perspectives prometteuses avec 1,5 GW de nouvelles installations prévues d'ici 2035.