Depuis plus de 2000 ans, les humains utilisent l’énergie mécanique découlant du mouvement de l’eau pour, entre autres, moudre le grain et irriguer les champs. Les usages sont nombreux. Les civilisations médiévales ont conçu la roue à aubes pour concasser le minerai en métallurgie, moudre le bois en pâte pour la fabrication de papier et transformer le bois d’œuvre dans les scieries. Bernard Forest de Bélidor, un ingénieur français, a décrit au milieu des années 1700 dans son livre Architecture hydraulique la machinerie hydraulique qui sera par la suite adaptée pour la production hydroélectrique.
Cette machine a été améliorée pour donner la première centrale hydroélectrique mondiale, achevée en Angleterre en 1878 et utilisée pour alimenter une seule lampe. L’hydroélectricité est arrivée au Nouveau-Brunswick en 1881, avec la construction du barrage de Milltown – le plus vieux barrage hydroélectrique au Canada. La production hydroélectrique a depuis pris son essor pour devenir le procédé à énergie renouvelable offrant la plus grosse capacité du monde, avec plus de 1000 GW. Le Canada possède 76 GW de puissance installée et le Nouveau-Brunswick, à peine moins de 1 GW.
Barrages hydroélectriques
Les barrages hydroélectriques sont les ouvrages les plus courants et les plus utilisés pour produire de l’électricité à partir de l’eau. Quand celle-ci les traverse, ils font tourner une turbine qui produit de l’électricité. Il existe deux principaux types de barrages hydroélectriques : les barrages conventionnels et les barrages au fil de l’eau.
Les barrages conventionnels comportent un vaste réservoir d’eau en amont et sont traversés par une partie de cette eau. Le niveau d’eau relevé, appelé charge, fournit l’énergie potentielle nécessaire pour que l’eau circule dans le barrage. En circulant, l’eau actionne une turbine qui produit de l’électricité. Une variante des barrages conventionnels est le barrage à réserve pompée, où une partie de l’eau provenant du réservoir est pompée par une turbine pour produire de l’électricité, au lieu de recourir à l’énergie fournie par la charge.
Les barrages au fil de l’eau sont conçus pour le débit normal d’un cours d’eau et ne comportent pas de réservoir. Des variantes de ce concept sont utilisées dans les microcentrales hydroélectriques, qui détournent une portion du cours d’eau pour alimenter une turbine, avant de la ramener dans le cours d’eau principal.
Énergie marémotrice
La montée et la descente des marées recèlent une grande quantité d’énergie qui peut être convertie en électricité. Il existe de nombreux concepts différents de centrale pouvant tirer de l’énergie des marées. Les génératrices de courant de marée exploitent la circulation d’eau dans une turbine pour produire de l’électricité au flux et au reflux. Les barrages marémoteurs canalisent la marée montante dans un bassin, qui est ensuite fermé pour empêcher l’eau de s’échapper quand la marée descend. L’eau du bassin est ensuite libérée comme dans un barrage hydroélectrique et vient actionner une turbine en s’écoulant, ce qui produit de l’électricité.
Il existe actuellement très peu de centrales marémotrices, mais les marées de la baie de Fundy, les plus grosses du monde, sont réputées avoir un potentiel énorme. La centrale d’Annapolis Royal, en Nouvelle-Écosse, est la troisième centrale marémotrice en importance du monde. Capable de produire 20MW (contre 240MW pour l’usine de la Rance, en France, et 254MW pour la centrale du lac Sihwa, en Corée du Sud), elle est située dans le bassin de l’Annapolis, un sous-bassin de la baie de Fundy. On estime que la baie Fundy possède un potentiel permettant de produire environ 7000MW – suffisamment pour alimenter tout le Canada atlantique.
Impact environnemental
Une des principales préoccupations concernant l’aménagement de centrales hydroélectriques est l’impact sur l’environnement maritime à proximité.
Inonder des bassins pour créer des barrages à réservoir peut avoir des effets considérables sur l’écosystème local. Les déplacements d’animaux, la modification de la température de l’eau, le fait de noyer la flore et l’affectation des sols soulèvent fréquemment des inquiétudes au moment d’aménager de tels ouvrages. En ce qui concerne les barrages au fil de l’eau, la nouvelle structure peut faire obstacle aux poissons migrateurs, comme le saumon.
Endiguer une baie pour aménager une centrale marémotrice peut avoir un impact sur les écosystèmes aquatiques et peut piéger les animaux qui passent accidentellement dans des zones isolées. Certaines génératrices marémotrices peuvent aussi créer des courants qui dérangent le fond marin environnant. À cause de la grande variété de concepts de centrales marémotrices, une évaluation environnementale locale approfondie devrait être effectuée pour s’assurer que la centrale n’a pas d’impact négatif sur l’écosystème.
Comme pour tout procédé, la fabrication et la fin de vie des ouvrages hydroélectriques peuvent produire des émissions de gaz à effet de serre dangereux. Les centrales hydroélectriques ont une durée de vie de 50 à 100 ans, ce qui signifie que l’énergie propre qu’elles produisent pendant cette période compense ces émissions. Quand des procédures d’exploitation appropriées sont suivies, les barrages ne devraient pas produire de polluants en suspension dans l’eau pendant l’aménagement ou l’enlèvement.