Dans quelle mesure peut-on raisonnablement exploiter les sources d'énergie renouvelable ? C'est l'une des questions que se pose l'Institut de la Montagne depuis 2012, date de lancement du projet européen Recharge.green.

Créé en 1999 par le Comité interministériel d'aménagement et de développement du territoire (CIAT), l'Institut de la Montagne se positionne à l'interface entre la recherche et les politiques publiques. Son but est de mobiliser l'expertise scientifique et technique pour accompagner l'action publique ou privé, et encourager les échanges entre les chercheurs, les décideurs et les autres acteurs de la montagne. Dans le cadre du projet Recharge.green dont il est le seul partenaire français, l'Institut de la Montagne a souhaité participé à une réflexion collective sur le futur des énergies renouvelables dans les Alpes, en tenant compte de leurs impacts sur l'environnement.

Evaluer le potentiel économique et environnemental de la micro-hydroélectricité en montagne et son évolution dans le temps

Ayant décidé d'analyser plus particulièrement la problématique de l'utilisation de la micro-hydroélectricité, l'Institut de la Montagne a mené une étude hydrologique pour identifier le potentiel hydroélectrique de trois sites pilotes dans les Alpes du Nord françaises. L'Institut de la Montagne a confié cette mission à TENEVIA, dont l'approche proposée à l'avantage d'utiliser un modèle hydrologique spatialement distribué (semi-physique) qui permet notamment :

• D'analyser de manière fréquentielle des événements hydrologiques extrêmes
• De fournir des informations de débit, y compris sur des bassins versants non jaugés
• De prendre en compte les usages anthropiques de la ressource en eau.

Cette approche permet aussi de déterminer et de prendre en compte des scenarii d'évolution climatique régionalisés.

Il est vrai aujourd'hui que le milieu des zones de montagne est particulièrement bien adapté au développement des potentiels énergétiques de l'eau, puisqu'on y trouve une géographie favorable (forts dénivelés), des besoins énergétiques très variables au cours de l'année du fait de l'activité touristique (besoins irréguliers avec de forts pics en hiver), et une météorologie spécifique conditionnant la production de manière saisonnière (neige en hiver). Quel impact aura alors le changement climatique sur la ressource en eau et sur le potentiel économique de la montagne ?

L'évolution des régimes hydrologiques des trois sites pilotes a donc été analysée, avec une projection à l'horizon 2050 et à l'horizon 2100. Globalement, l'étude montre que les effets d'un réchauffement climatique entraineraient une régulation importante des débits d'eau, tout en diminuant fortement la saisonnalité (une période d'enneigement moins marquée), impliquant un potentiel de production hydroélectrique plus régulier tout au long de l'année.

Rentabiliser les réseaux existants

Les sites pilotes ont été sélectionnés par l'Institut de la Montagne afin d'évaluer le potentiel économique de la micro-hydroélectricité gravitaire, tout en envisageant l'impact possible sur la ressource en eau. Chacun des sites choisis présentent un potentiel hydroélectrique qui s'appuie sur des systèmes différents :

• La commune de Megève a mis en place une turbine disposée en sortie du réseau d'eau potable, qui produit de l'énergie à partir du trop-plein. Son potentiel est plutôt limité en période de forte fréquentation touristique, mais, elle permet malgré tout actuellement d'alimenter le palais des sports (piscine, patinoire,...) quasiment tout au long de l'année.
• La station de Valloire a choisi quant à elle d'utiliser le dénivelé lors du transport des eaux usées de la commune vers la station d'épuration de Saint-Michel-de-Maurienne, 700 mètres plus bas, pour produire de l'énergie supplémentaire et s'adapter ainsi aux variations des besoins énergétiques, dépendant de l'affluence touristique.
• Dans le Massif de Belledonne, une micro-centrale hydroélectrique a été mise en place sur le torrent du Vorz pour constituer une alimentation d'appoint à la commune de Saint-Agnès (38).

L'utilisation des infrastructures existantes liées à l'eau est un bon moyen d'optimiser une installation de manière rentable tout en restant dans l'optique d'un développement durable.

En théorie, les réseaux d'eau potable sont difficilement exploitables pour produire de l'électricité car ils fonctionnent en système fermé, pour des raisons sanitaires principalement. De plus, de nombreuses contraintes réglementaires visant à s'assurer la qualité de l'eau potable s'appliquent sur ces réseaux et en limite les exploitations. Mais de nouvelles technologies palliant ces contraintes sont en cours de développement, comme le concept Hydro-Force ou la solution développée par SAVE Ingénierie.

Les réseaux d'eaux usées sont aussi exploitables pour la production d'énergie à partir d'une turbine. Seuls quelques traitements sur l'eau y circulant sont à prévoir. La Suisse exploite depuis longtemps ce concept démontré rentable : à la centrale du Leysin par exemple depuis 1989 ou à la centrale de Verbier depuis 1993.

Les résultats complets de l'ensemble des études menées dans les Alpes dans le cadre du projet Recharge.green seront présentés lors de la conférence finale, prévue pour l'été 2015. L'objectif final du projet est d'aboutir à la mise en place de stratégies et d'outils d'aide à la décision pour le développement des énergies renouvelables (hydraulique mais aussi biomasse, éolienne, et solaire), au niveau régional ou local. Ce projet réunit 16 partenaires répartis dans 6 pays (Allemagne, Autriche, France, Italie, Slovénie, Suisse) qui comparent actuellement les coûts et les bénéfices des services rendus par les énergies renouvelables et les écosystèmes, tout en analysant les conflits d'intérêts potentiels.

Avis d'expert proposé par Arnaud Brun, président et co-fondateur de la société Tenevia