La petite hydroélectricité (PHE) correspond à des installations dont la puissance est inférieure à 10 mégawatts (MW). Les équipements de plus de 4,5 MW dépendent du régime des concessions ; en deçà, elles nécessitent une autorisation environnementale, délivrée par le préfet pour une durée limitée (deux à dix ans), et dont les règles d'exploitation dépendent des enjeux environnementaux du site concerné. Il s'agit de ne pas perturber le milieu naturel et les écosystèmes, notamment en maintenant un débit minimal du cours d'eau (au moins un dixième du débit moyen). Elles doivent aussi préserver des passages pour les poissons migrateurs et les sédiments.
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Plusieurs grandes catégories de turbines modernes
Hormis les roues à aubes, utilisées en rénovation de patrimoine, on distingue plusieurs grandes catégories de turbines modernes. Les turbines à action : injectée à puissance maximale, l'eau entraîne la rotation de la roue et ressort en pluie. Les turbines à réaction : l'eau est guidée pour rentrer sans choc dans la roue et se met en vitesse maximale à sa sortie. Les vis hydrodynamiques : l'écoulement fait tourner une vis d'Archimède raccordée à un bloc multiplicateur et générateur. Les poissons peuvent les traverser mais elles perdent en puissance dans les rivières très calcaires et sensibles aux phénomènes d'eutrophisation. Enfin, le système "Very Low Head" ("très faible hauteur de chute"), immergé, intègre une turbine de grand diamètre et un générateur de courant.
Les données hydrologiques fournies par la direction départementale de l'eau et des forêts (DDAF) et la direction régionale de l'environnement (Diren) sont hélas insuffisantes pour bien choisir l'équipement adapté à son cours d'eau. "Les particuliers ne sont pas aidés en France, voire découragés par les pouvoirs publics, constate-t-on au Syndicat national de la petite hydroélectricité, dont les adhérents exploitent aujourd'hui environ 600 centrales. Mais il existe un petit îlot de résistance en Bourgogne-Franche-Comté. " Sur ce territoire au fort potentiel, pas moins de dix moulins et centrales ont été raccordés au réseau en 2020. Dans cette région, et c'est un cas unique, l'Ademe structure et finance l'accompagnement des porteurs de projets avec l'association Adera. L'offre s'étend du démarrage du projet (évaluation du potentiel, rédaction du cahier des charges pour les études de faisabilité, bilan réglementaire) à la mise en service des installations, puis à son suivi. "Il faut aussi travailler sur les tarifs, les obligations d'achat, l'optimisation du site… Plusieurs longues années sont nécessaires pour mener à bien un projet ", souligne Fabrice Bouveret, de l'Adera, qui organise des formations.
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Il est préférable de sous-dimensionner les installations
Le coût d'une centrale varie selon la configuration des lieux, le type de matériel, le raccordement au réseau électrique et les aménagements écologiques à réaliser. Hors la mise en place d'une passe à poissons, le budget est de 5000 à 8000 euros par kilowattheure (kW) installé. Il peut atteindre 10.000 euros par kW pour une installation inférieure à 30 kW. Mais selon les performances environnementales du projet, il est possible de bénéficier d'aides financières de la région, pour les études de faisabilité, allant jusqu'à 70 %. "Le changement climatique est un enjeu, précise Lilian Geney de l'Ademe, mais nous savons gérer les faibles débits, et recommandons de sous-dimensionner les installations pour anticiper d'ici à 2030. " Quant aux crues, qui peuvent devenir plus marquées, les centrales ne les aggravent pas.
EN BREF
Coût par kW installé : 5000 à 8000 euros
Durée du projet : 2,5 à 10 ans
Retour sur investissement : entre 12 et 20 ans