Grain 2 : Les utilisations de l'eau et leurs gestions

57% des prélèvements d'eau en France sont dus à la production d'énergie. L'électricité ne se stockant pas et les pertes liées à son transport étant importantes, la production d'électricité doit être répartie sur le territoire. Trois types de filières, d'importance très inégale, sont à distinguer.

78% de la production d'électricité française provient des centrales nucléaires. Le parc français est au second rang mondial, avec 19 centrales (9 centrales ont 2 réacteurs, 9 autres ont 4 réacteurs et Gravelines en a 6). La technologie utilisée depuis le début des années 1970 (centrale de Fessenheim), est celle des réacteurs à eau pressurisée. L'eau est présente dans trois circuits indépendants (réacteur, salle des machines et tour de refroidissement), également utilisée pour le stockage des déchets. Aussi, les centrales sont toutes situées à proximité d'une ressource en eau abondante.

Trois types de localisation selon les ressources utilisées :

• L'eau de mer : 4 centrales sur la Manche et la Mer du Nord (Gravelines, avec 6 réacteurs de 900 MW est la plus importante en France)

• Les eaux saumâtres d'estuaire (centrale du Blayais sur la Gironde)

• Les eaux douces de rivière (Vienne) ou de fleuve (Loire, Rhin, Rhône). Les plus nombreuses, ces 14 centrales ont prélevé 16,5 milliards de m3 d'eau fluviale en 2005. Les consommations sont peu importantes, l'eau prélevée est rejetée quasiment entièrement sous forme liquide et de manière moindre sous forme gazeuse (nuage au-dessus de la centrale).

La production d'hydroélectricité représente 11% de la production d'électricité française et place la France au 11ème rang mondial. La transformation de l'énergie hydraulique en énergie électrique présente plusieurs atouts : la ressource est renouvelable, les coûts d'exploitation sont faibles (contrairement aux investissements). C'est d'ailleurs aujourd'hui la moins chère des énergie renouvelables.

Deux types de régions productrices :

• les grands fleuves : barrages au fil de l'eau sur le Rhin et le Rhône. Le flux continu permet d'assurer une production hydroélectrique régulière, participant à l'approvisionnement de base du système électrique français.

• les régions de montagne : barrages de haute et moyenne chute. Les lacs de retenue constituent des réservoirs permettant des lâchers d'eau au moment où la demande en électricité est la plus forte (heures et jours de pointe). C'est le seul moyen de production permettant de stocker de l'électricité.

De nouveaux projets sont à l'étude pour exploiter de nouveaux sites (par exemple, placer des hydroliennes entre les piles du Pont de pierre à Bordeaux).

Pour cette filière, la France est au 18ème rang mondial et n'exploite qu'une infime partie de ses ressources géothermiques, de la chaleur contenue dans le sol et le sous-sol, inépuisable et constante sur l'année. Au niveau du sol, la température moyenne se situe entre 10°C et 14°C ; dans le sous-sol, elle s'élève selon un gradient thermique de 4°C tous les 100 mètres. Selon la ressource exploitée, trois types de dispositifs sont à distinguer :

• La géothermie très basse énergie : une filière en plein développement, le nombre de pompes à chaleur (PAC) vendues ayant doublé entre 2007 et 2008, selon l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (ADEME). 11 530 PAC géothermiques vendues en 2008 ne représentent cependant que 10% du marché des PAC (90% de PAC aérothermiques). Ces dispositifs individuels superficiels exploitent la capacité calorifère du sol, qui, placés dans les jardins, permettent aux ménages de chauffer leur maison. Les innovations technologiques et les aides fiscales (pompes à chaleur) soutiennent la croissance de ce secteur des énergies renouvelables.

Cette géothermie peu profonde à basse température (entre 10°C et 30°C) permet surtout le chauffage de maisons individuelles, en exploitant la chaleur provenant du sol et des eaux de ruissellement. La géothermie d'eau se décline selon deux principes : soit un forage unique de pompage et rejet en surface, soit un forage en doublet (pour le pompage et pour la réinjection) qui permet une exploitation plus rentable et plus longue de la nappe. Les pompes à chaleur (PAC) sur eaux souterraines ne doivent pas être confondues avec les PAC sur le sous-sol qui nécessitent un fluide caloporteur. L'inversion des transferts thermiques permet la climatisation du bâtiment.

• La géothermie basse énergie (entre 30°C et 100°C) est surtout située dans les bassins sédimentaires. Après le premier choc pétrolier, le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) a réalisé l'inventaire des ressources géothermiques en France. En 40 ans (1961-2001), 112 forages profonds ont été forés dans des aquifères situés entre 600 et 2000 mètres de profondeur (un tiers de ces forages n'est plus exploité). Ils permettent de chauffer des installations collectives : en 2005, 34 réseaux de chaleur urbains sont dénombrés en France, la plupart dans le Bassin parisien. Les bâtiments chauffés sont estimés à 166 000 équivalent-logements, ce qui représente une économie de 130 000 tonnes équivalent pétrole (source ADEME).

• La géothermie haute énergie est encore un secteur de recherche en métropole : depuis 1987, dans le fossé rhénan où le gradient géothermal est le plus fort de France métropolitaine (10°C par 100 mètres), sur le site de Soultz-sous-Forêts, un programme de recherche européen cherche à exploiter la chaleur en injectant de l'eau dans les granites fracturés : plus de 200°C à 5 000 mètres de profondeur. Outre-mer, le site de Bouillante en Guadeloupe (à proximité du volcan de la Soufrière) est exploité depuis 1984 pour produire de l'électricité. Dans les années 2000, le site a été équipé de nouveaux puits de production plus profonds (plus de 1 000 mètres). Des sites sont également à l'étude en Martinique et à La Réunion.