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Les centrales dites au fil de l'eau sont construites directement sur un cours d'eau dont elles utilisent le débit tel qu'il se présente, de sorte qu'elles n'ont pas besoin d'un tronçon de dérivation. Etant donné l'absence de tronçon de débit résiduel, la problématique correspondante ne se pose pas. Malgré la formation éventuelle d'une petite retenue, il ne s'agit pas de centrales à accumulation, l'eau étant turbinée en permanence.
Les centrales avec dérivation prélèvent l'eau au moyen d'un barrage, pour la faire transiter jusqu'à la turbine par le canal d'amenée, puis le bassin de compensation et la conduite forcée, avant restitution au cours d'eau. On appelle "tronçon de débit résiduel" la portion de cours d'eau comprise entre le prélèvement et la restitution de l'eau au cours d'eau.
Il existe également des centrales dont la fonction principale n'est pas la production d'électricité, mais, par exemple, l'approvisionnement en eau potable, le traitement des eaux usées, l'enneigement ou d'autres applications industrielles.
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