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Depuis des millénaires, l’homme utilise la force de l’eau courante pour la transformer en énergie mécanique, autrement dit pour exploiter l’énergie cinétique de l’eau. Tout a commencé avec la roue hydraulique qui a soulagé l’homme de tâches pénibles en puisant l’eau pour les champs, en faisant tourner les meules des moulins à grains et en actionnant les scies des scieries, les marteaux des forges, les pompes et autres machines de travail. À la fin du 18e siècle, l’Europe comptait plus d’un demi-million de moulins à eau. Mais en 1842, l’invention de la turbine hydraulique rapide a mis un terme à la plupart de ces roues à l’allure paisible. Et très vite, la turbine a trouvé son partenaire idéal: le générateur électrodynamique de Werner von Siemens. Comme une dynamo de vélo, cette machine transforme l’énergie cinétique en électricité, ce qui permet de transporter l’eau sur de longues distances. Des centrales hydroélectriques ont ainsi vu le jour un peu partout: la toute première, datant de 1880, alimentait en électricité une propriété en Angleterre – un événement phare.
La Suisse produit plus de la moitié de son électricité grâce à l’énergie hydraulique. Les machines se sont modernisées, mais le principe reste le même: l’énergie cinétique de l’eau devient l’énergie mécanique de la turbine, qui à son tour est transformée en énergie électrique à l’aide d’un générateur. En Suisse, il existe trois types de centrales hydroélectriques: les centrales au fil de l’eau sont situées sur les rivières à côté d’un barrage et utilisent l’énergie produite lorsque de grandes masses d’eau tombent depuis le barrage en amont vers les turbines en aval. Les centrales à accumulation se trouvent dans la vallée, sous un grand mur de barrage. La pente entre le lac de retenue et la centrale est donc beaucoup plus importante. La force avec laquelle l’eau s’engouffre dans les grands tuyaux ou les galeries et actionne les turbines est donc plus élevée. Contrairement aux centrales au fil de l’eau qui ne s’arrêtent jamais, les centrales à accumulation ne produisent de l’énergie qu'en cas de besoin. Les centrales de pompage-turbinage vont encore plus loin: elles peuvent utiliser l’excédent d’électricité du réseau pour pomper l’eau d’un bassin de retenue situé plus bas vers un autre situé plus haut. L’électricité est ainsi reconvertie en énergie potentielle et le lac de retenue se transforme en réservoir d'énergie : l'eau pompée vers le haut est stockée dans le bassin de retenue jusqu'à ce que l'on ait besoin d'électricité.
Pour deux types de centrales, la mer est requise: les centrales marémotrices utilisent la force des marées, et les centrales houlomotrices la puissance des vagues. Elles sont encore rares car leur construction et leur entretien sont coûteux. Mais de nombreuses personnes envisagent la mer comme une future source d’énergie durable.
Texte: Technoscope 4/22: L'eau - un liquide précieux. Technoscope est le magazine technique de la SATW pour les jeunes.