Valoriser le patrimoine ancien en développant la production d'énergies renouvelables (3/3)

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Trois filières principales permettent d’atteindre l’objectif défini par la Loi sur la Transition énergétique : l’éolien (aérogénérateur), le solaire photovoltaïque (PV) et l’hydroélectricité.

Le CAUE 62 vous propose une chronique en 3 épisodes pour découvrir le potentiel des énergies renouvelables.

Episode 3 : l’hydroélectricité ; le défi de la rénovation des moulins à eau

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L’hydroélectricité est une énergie dont les enjeux actuels sont plus complexes que les autres énergies renouvelables (éolienne et solaire). Ces dernières (si elles sont bien adaptées) représentent surtout une opportunité pouvant justifier la rénovation de constructions peu exploités, par exemple des moulins à vent ou de certaines églises (grâce à la rentabilité envisagée en produisant de l’énergie "verte").

Concernant l’hydroélectricité, les enjeux sont encore plus vitaux. L’opportunité d’utiliser l’énergie hydraulique peut effectivement constituer un atout essentiel pour assurer la pérennité structurelle des anciens moulins du Pas-de-Calais (82 moulins et minoteries sont recensés dans l’inventaire général - non exhaustif - du patrimoine culturel du ministère de la culture et de la communication). Cette spécificité doit donc être considérée conjointement avec les contraintes réglementaires. Heureusement, des solutions innovantes, prenant en compte l’ensemble de ces enjeux, se développent depuis quelques années...

1980-2006 : un débat engagé

energies renouvelables 16L’opinion sur la ressource hydraulique a fortement évolué. Jusqu’en 1980, les barrages sont avant tout présentés comme des leviers du développement. A l’époque, les cours d’eau sont décrits essentiellement comme une ressource potentielle. Les années 1980 marquent un tournant dans l’opinion publique, attesté par l’abandon de certains projets d’aménagement, ce qui aboutira en 2006, à la "loi sur l’eau" obligeant à "assurer la continuité écologique". La réglementation sur l'eau encadre actuellement fortement cette pratique. De fait, si elle représente la première énergie renouvelable en France, elle doit aussi répondre à des problématiques environnementales, notamment sur la continuité des cours d'eau et la préservation de la biodiversité.

energies renouvelables 14Cependant, les acteurs de la filière mettent en avant les obstacles réglementaires et environnementaux qui contraignent le développement de cette énergie et l’optimisation des barrages existants. De fait, pour satisfaire la réglementation sur la biodiversité, un des moyens couramment appliqués consiste à supprimer les seuils installés sur l'eau, ce qui a souvent pour effet d’annuler tout potentiel de production hydroélectrique.

energies renouvelables 15Pour que cela puisse être envisageable, cela devrait nécessiter (au préalable) que l’on s’assure de sa faisabilité technique. En effet, les anciens moulins attenants risquent d’être structurellement déstabilisés par la suppression des barrages si une réflexion préalable n’est pas menée (cette action modifiant le lit de l’eau, le sol peut se contracter et fragiliser finalement les fondations des moulins).

Depuis 2016 : des solutions alternatives émergent…

Pour l’équilibre des cours d'eau, une obligation de résultat (et non pas de moyen) est attendue pour l’ensemble de l’Europe, en matière de circulation des poissons migrateurs et de transport suffisant des sédiments.

"En recherchant les solutions promues par d’autres pays européens ou dans des programmes de recherches appliquées, d’autres réponses existent en dehors des solutions habituelles (arasement, dérasement, passe à poissons...) à l’instar de la création/transformations d’ouvrages hydrauliques de nouvelles générations (inspirées par exemple du biomimétisme ou du principe du vortex) qui n’entravent pas la CECE" (continuité écologique des cours d’eau). (Source : Gouverner les cours d’eau par un concept : Etude critique de la continuité écologique des cours d’eau et de ses traductions)

Focus : les turbines à vortex (une alternative prometteuse…)

energies renouvelables 17aLa formation d’un tourbillon d’eau dans une petite turbine hydraulique est redoutée par les ingénieurs : elle crée des turbulences diminuant l’efficacité de l’engin. Pourtant, des chercheurs ont développé des réflexions depuis 2014 : "Si la nature a voulu un tourbillon, pourquoi l’en empêcher ?", "Peut-on s’inspirer de la nature, pour créer des turbines ?". Ces hypothèses ont alors été explorées. Cela a abouti (dès 2016) à une version moderne des anciens moulins à eau : une turbine actionnée par un cours d’eau de petite taille, produisant de l’électricité renouvelable.

Une innovation à échelle domestique

Les grands producteurs d’électricité pratiquent déjà le turbinage au fil de l’eau, mais pour de très grandes puissances : sur des fleuves, avec des barrages, et des impacts significatifs sur l’environnement. La "micro-turbine" ou "centrale à tourbillon" est très différente. D’abord parce qu’elle utilise le principe du vortex, qui permet de concentrer l’énergie en son centre et de tirer ainsi partie de hauteurs de chutes très faibles (à partir de 1,5 m). Ensuite, parce qu’elle ne nécessite pas de travaux de génie civil (pas de barrage), tout en s’insérant harmonieusement (d’un point de vue architectural), sans entraver le passage des poissons ou des sédiments. Et enfin "parce qu’elle offre de petites puissances (de 5 à 100 kw) à des coûts raisonnables, à l’achat, pour l’installation, et pendant l’exploitation (avec une maintenance aisée)". (Source : CLEANTECH REPUBLIC Des turbines électriques pour tous)

Entreprises, particuliers, municipalités, etc… sont autant de propriétaires d’anciens moulins à eau, pouvant donc évaluer l’intérêt de cette solution exploitant le principe du "vortex". Les turbines peuvent également se combiner, additionnant ainsi leur puissance. A titre d’exemple, une installation de 2 200 W devrait pouvoir produire 12 000 à 15 000 kWh par an (équivalent à l’électricité consommée pour 3 à 4 familles). "Avec un retour sur investissement de l’ordre de 5 ans, et la perspective d’auto-consommer 100% de sa production, la turbine présente donc un intérêt" [économique, ndr]. (Source : CLEANTECH REPUBLIC Des turbines électriques pour tous)

Et maintenant ?

Avec les moyens innovants qui existent maintenant, le recours à l'énergie hydraulique (en accord avec les trois lois structurantes et relatives à la biodiversité, au patrimoine et à la transition énergétique) est devenu un défi réalisable.

"Il paraît en effet aujourd'hui (...) possible d'obtenir un meilleur équilibre entre les trois objectifs de continuité écologique, de valorisation du patrimoine lié à l'eau et de développement des énergies renouvelables."

"Une fois que les services, propriétaires et associations s'en seront approprié les objectifs ils pourront définir, dans les spécificités de chaque situation, des solutions conciliant les différents enjeux, sous le signe du développement durable et dans une logique "gagnant-gagnant". (Source : Concilier la continuité écologique des cours d'eau avec la préservation des moulins patrimoniaux, la très petite hydroélectricité et les autres usages. Ministère de l’environnement, de l’énergie et de la mer)

Pour davantage de précisions, le CAUE 62 se tient à votre disposition.

Pour compléter la réflexion :

Concilier la continuité écologique des cours d'eau avec la préservation des moulins patrimoniaux, la très petite hydroélectricité et les autres usages. Pour un développement durable et partagé. Rapport de synthèse et propositions

Gouverner les cours d’eau par un concept. Etude critique de la continuité écologique des cours d’eau et de ses traductions

Colloque Ecophyto et collectivités : "Vers et au-delà du Zéro phyto"

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visuel colloque ecophyto

La DRAAF et la DREAL Hauts-de-France organisent, le 26 avril 2019, à Douai, un colloque sur la thématique de l’Ecophyto et des collectivités : "Vers et au-delà du Zéro phyto".

Cette journée, accessible à tous, gratuite et sur inscription, sera l’occasion de recueillir des témoignages et retours d’expériences sur la pratique écologique de la gestion des espaces communaux, ainsi que de faire la visite d’un projet géré de façon écologique.

Retrouvez le programme et les modalités d’inscription sur le site de la DREAL Hauts-de-France.