Produire son électricité à partir de
sa rivière : c'est possible ! Et à l'heure où notre pays
est engagé dans une vaste transition énergétique, c'est même
nécessaire. Mais on ne devient pas du jour au lendemain producteur
d'hydro-électricité. Voici quelques réponses aux questions les
plus fréquemment posées, pour aider à prendre des décisions en ce
domaine. Notre association est à disposition de ses adhérents pour
les assister et les conseiller dans ces démarches. En attendant
l'édition de fiches pratiques détaillées, ces premiers conseils
simples aideront à réfléchir à l'équipement des anciens moulins
et anciennes usines... qui se comptent par centaines en Côte d'Or.
Sur quels sites puis-je produire ?
A l'exception des grands fleuves à
débit fort et constant, plutôt rares en Côte d'Or et en Bourgogne,
la production d'hydro-électricité demande la présence d'ouvrages
hydrauliques en rivière. Les deux principaux ouvrages sont :
l'existence d'un seuil, glacis ou barrage sur le lit mineur, qui crée
une hauteur de chute, ainsi qu'une retenue et une dérivation d'eau
(appelée « bief ») ; un canal d'amenée et un canal
de fuite, où passe tout ou partie du débit de la rivière, canal
dont l'eau sera turbinable. Et c'est à peu près tout ce qui est
nécessaire, avec ces deux éléments on peut produire de l'énergie.
Le seuil, glacis ou barrage permet
d'exploiter l'énergie potentielle de l'eau (énergie de pression et
de position de l'eau à une certaine altitude), qui est ensuite
transformée en énergie cinétique (quand elle s'écoule dans le
canal, puis dans la turbine ou la roue). Bien sûr, beaucoup de sites
historiques de moulins ou d'usines sont mieux équipés : outre
le seuil et le canal, ils disposent de chambres d'eau en très bon
état permettant d'y installer les roues ou turbines, voire ayant
conservé leurs équipements du XXe siècle. Mais ce n'est pas
indispensable en soi.
Les sites permettant la production
hydroélectrique sont généralement d'anciens moulins. Ce peuvent
être aussi d'anciennes forges ou autres usines construites au bord
de l'eau. En Côte d'Or, on relève 770 barrages et seuils en lit
mineur des rivières (
ROE
2012). Les sites de production potentielle dans le département
sont donc très nombreux !
Ai-je le droit de produire ?
(1) Cas du droit d'eau (fondé en titre)
Si votre moulin est antérieur à 1789
(rivière non domaniale, comme l'Armançon) ou à 1566 (rivière
domaniale, comme la Seine), il est dit « fondé en titre »
et dispose de ce que l'on appelle un « droit d'eau ». Il
suffit pour cela que le moulin ne soit pas complètement en ruine –
la présence du seuil et du canal (même engravé, envasé ou
enherbé) suffit.
Dans ce cas, vous pouvez user de la
puissance de l'eau et votre débit d'équipement (le volume d'eau
turbinable chaque année) est présumé identique à l'état présent
de votre moulin (c'est-à-dire ce que votre canal ou bief permet de
dériver une fois qu'il a été nettoyé). C'est à l'administration
de prouver le contraire, dans l'hypothèse où elle conteste votre
droit d'user du moulin tel qu'il est : pour votre part, vous
avez seulement à démontrer l'existence historique de votre moulin.
A noter : ce « droit d'eau
fondé en titre » n'est pas une pièce administrative
particulière, mais une capacité attachée à l'existence physique
et historique du moulin.
Pour retrouver des preuves de
l'existence du moulin avant 1789, tous les moyens sont admis :
présence sur des cartes (Cassini) ou cadastres anciens, mentions
dans des textes, etc. Vous pouvez librement vous renseigner aux
archives départementales, par courrier électronique ou en vous
déplaçant. Les services des archives de Côte d'Or sont très
efficaces. Vous pouvez aussi contacter des érudits et chercheurs
locaux (par exemple, la
Société
des Sciences de Semur).
Ai-je le droit de produire (2) Cas
du règlement d'eau (fondé sur titre)
Si votre bien est postérieur à 1789,
il a probablement reçu une autorisation préfectorale d'exploiter
l'eau, qui s'appelle le « règlement d'eau ». Il est très
rare qu'un moulin ou une usine « moderne » n'en ai jamais
reçu. Il est en revanche fréquent qu'un moulin ancien (antérieur à
1789, cas précédemment évoqué) ait reçu après la Révolution un
règlement d'eau, en plus de son droit d'eau .
A noter : droit d'eau et règlement
d'eau sont deux notions bien différentes, à ne pas confondre. On
dit parfois moulin fondé en titre s'il a un droit d'eau dû à son
existence antérieure à 1789/1566, et moulin fondé sur titre s'il a
seulement un règlement d'eau produit par l'administration après
1789.
Ce règlement d'eau est une pièce
administrative écrite, de plusieurs pages, qui définit assez
précisément la consistance légale de votre site, c'est-à-dire les
différents ouvrages hydrauliques, la cote légale de retenue dans le
bief et la puissance exploitable. Donc, il suffit de suivre ses
prescriptions pour savoir ce que vous avez le droit de produire.
La date de ce règlement d'eau est
importante, pour les petites puissances inférieures à 150 kW
(quasiment tous les sites de Côte d'Or) :
si votre règlement d'eau est
antérieur à 1919, votre autorisation d'exploiter est réputée
« perpétuelle », vous n'avez pas à faire de démarche
particulière (simple déclaration de remise en activité) à
condition bien sûr de rester dans la consistance légale du
règlement (ne pas changer la hauteur de chute ou le débit) ;
si votre règlement d'eau est
postérieur à 1919, et ne comporte aucune limitation dans le temps,
il est toujours valable aujourd'hui ;
si votre règlement d'eau est
postérieur à 1919 et comporte une limitation dans le temps, elle
est impérative. Au cas où le délai d'exploitation autorisée est
passé, vous devez faire une nouvelle demande d'autorisation en
préfecture (question suivante).
Pour savoir si votre bien dispose d'un
règlement d'eau, il faut écrire (en courrier recommandé) au bureau
de Police de l'eau de la DDT (
coordonnées
du bureau 21, pdf). Vous pouvez aussi commencer à chercher en
archives, car la DDT n'a pas conservé tous les règlements d'eau.
A noter : si vous avez un
règlement d'eau ancien, il sera actualisé par la préfecture en
fonction des nouvelles règlementations. C'est tout à fait normal,
mais il faudra montrer la plus grande vigilance à ce moment-là, car
ce nouveau règlement définira précisément votre puissance
hydraulique exploitable.
Ai-je le droit de produire ?
(3) Cas de la demande d'autorisation
Si vous avez un règlement d'eau ayant
dépassé la date d'autorisation, ou si vous restaurez un ouvrage
totalement en ruine, ou si vous n'avez aucune pièce justificative de
droit d'eau ni de règlement d'eau, ou si vous construisez ex nihilo
une nouvelle installation, vous êtes obligé de faire un dossier de
demande d'autorisation de production hydro-électrique au bureau de
Police de l'eau de votre préfecture. Ce n'est pas le cas le plus
simple.
Un nouveau classement des rivières va
être publié. Il y a trois possibilités :
votre cours d'eau n'est pas classé
et, s'il n'y a pas d'autres contraintes (Natura 2000, ZNIEFF,
corridor biologique), la préfecture devrait vous autoriser sans
trop de difficulté ;
votre cours d'eau est classé en
liste 2, vous aurez 5 ans (comme tous les moulins, qu'ils produisent
ou non) pour faire des aménagements écologiques mais a priori, il
n'y a pas de raison que la préfecture refuse l'autorisation si vous
respectez scrupuleusement les étapes et les besoins du dossier ;
votre cours d'eau est en liste 1,
ce qui veut dire en très bon état écologique, et il est a priori
interdit de construire un nouvel obstacle à l'écoulement. Mais si
votre seuil ou barrage est en place, il n'a pas à être effacé.
Vous êtes tenu (là encore, avec ou sans production énergétique)
de respecter immédiatement et scrupuleusement les consignes données
par la Police de l'eau pour préserver la qualité des milieux
aquatiques.
Dans l'hypothèse où votre seuil (ou
barrage) est en ruine sur une rivière classée en liste 1, vous
n'aurez pas l'autorisation de construire un nouveau seuil (ou
barrage).
Il faut savoir qu'une demande
d'autorisation exige toujours de passer par un bureau d'études
spécialisé, produisant une étude de faisabilité qui répond à
toutes les demandes de l'administration (avant-projet technique,
contraintes environnementales, etc.). La procédure est donc plus
compliquée (et plus coûteuse) que si vous êtes fondé en titre ou
réglementé avant 1919.
Combien d'électricité puis-je
produire ?
Pour avoir une estimation grossière de
votre puissance hydraulique, vous devez connaître la hauteur de
chute entre le niveau amont (niveau d'eau au seuil ou barrage) et le
niveau aval (niveau de la fuite d'eau dans la rivière, à
l'extrémité de votre canal de dérivation ou « sous-bief »),
ainsi que le débit moyen passant dans votre canal. Soit la hauteur H
en mètres et le débit moyen Q en m3/s : vous multipliez ces
deux chiffres entre eux, puis vous multipliez encore par 10 (la force
de gravité, g) et vous obtenez la puissance de votre site (P=g.Q.H).
Par exemple une chute de 2 m et un débit de 1 m3/s donne une
puissance hydraulique brute de 20 kW environ (la puissance électrique
nette sera plutôt de 12-14 kW ou kVA). Ce sont là des valeurs
typiques pour les moulins de Côte d'Or.
Pour connaître ces valeurs, deux
hypothèses. Soit vous retrouvez d'anciens papiers (actes notariaux,
règlement d'eau) où les chiffres sont précisés. Soit vous n'en
disposez pas, et il faut les calculer. Plusieurs moyens permettent un
calcul approximatif : nous les exposerons à une autre occasion
(d'ici là, voir par exemple
cette
page pour quelques méthodes artisanales de mesure du débit). La
mesure détaillée sera faite soit par un géomètre et un
hydraulicien, soit par un bureau d'études spécialisé.
Une fois connue la puissance, vous
pourrez estimer la production en fonction de la courbe annuelle des
débits et de votre choix d'équipement. Par exemple, prenons une
installation de 20 kW de puissance fonctionnant 6000 heures dans
l'année avec un rendement global de 70%. Sa production sera de
0,7*6000*20=84.000kWh (la puissance s'exprime en kilowatt, l'énergie
en kilowattheure, l'énergie électrique étant simplement la
puissance produite par unité de temps).
Dois-je autoconsommer ou vendre au
réseau ?
Vous pouvez consommer vous-même votre
électricité ou revendre toute l'énergie au réseau d'EDF. Tout
dépend de la puissance de votre site... et de vos besoins. Si vous
venez d'installer un chauffage tout neuf à bois ou gaz, vous aurez
probablement du mal à consommer toute votre électricité. Si vous
avez un vieux chauffage fioul à médiocre rendement et risque de
pollution de la rivière, cela peut devenir très intéressant de
concevoir un projet d'autoconsommation (en électricité directe ou
électricité + pompe à chaleur eau-eau par exemple).
Si vous êtes à moins de 10 kW, il est
généralement plus intéressant de consommer soi-même (vous devriez
couvrir votre consommation sans problème, y compris du chauffage en
hiver). Entre 10 et 30 kW, la décision n'est pas toujours facile,
votre puissance dépasse vos besoins mais elle est modeste, et un
dossier complet pour vendre au réseau impose des contraintes plus
importantes que l'autoconsommation. Mais rien n'est insurmontable, on
trouve couramment des moulins qui vendent leur production à ces
niveaux de puissance. Au-delà de 30 kW, il devient généralement
préférable de vendre sa production au réseau national.
Dans la dernière hypothèse, chaque
kWh produit vous est racheté environ 8 centimes en été et environ
14 centimes en hiver. Pour donner un ordre de grandeur, un moulin ou
une usine de 30 kW en puissance nominale peuvent produire un revenu
brut d'exploitation compris entre 11.000 et 13.000 euros par an
environ. Ce n'est pas la fortune, mais pas négligeable non plus.
Avant d'entamer la moindre réflexion
sur le matériel nécessaire, vous devez choisir la solution que vous
préférez : autoconsommation sur place ou vente au réseau.
Quand votre choix est fait, vous pourrez chercher les équipements
adaptés.
Produire de l'hydro-électricité,
est-ce compliqué ?
Oui et non. Oui, parce qu'il est
évidemment plus compliqué de développer une petite centrale
micro-hydraulique que de mettre sur son toit quelques mètres carrés
de panneaux solaires, ou de faire installer une pompe à chaleur par
un chauffagiste. Si vous voulez tout faire tout seul à partir de
matériels d'occasion (solution la moins coûteuse, évidemment), il
vous faudra quelques notions d'hydraulique, quelques connaissances en
électricité, une bonne dose de courage pour le génie civil et
beaucoup de rigueur pour que tout fonctionne correctement. Mais il
existe des réparateurs et installateurs spécialisés dans la remise
en fonctionnement des moulins ou petites usines.
Non, car vous pouvez aussi choisir de
faire installer un matériel d'occasion garanti ou un matériel neuf
par une société spécialisée et de faire automatiser au maximum
votre installation, de sorte que vous n'aurez pas beaucoup de
maintenance (hormis celle de votre bien en général, puisque tout
moulin a des obligations d'entretien hydraulique). Mais évidemment,
plus vous sous-traitez à des tiers, plus le coût de revient de
votre installation sera élevée.
Compliquée dans ses détails
techniques, l'hydro-électricité est simple dans ses principes :
l'énergie cinétique-potentielle de l'eau en écoulement est d'abord
transformée en énergie mécanique (rôle de la turbine, roue ou vis
d'Archimède), puis cette énergie mécanique est convertie en
énergie électrique (rôle du système rotor-stator dans le
générateur). L'éolien fonctionne de la même manière, sauf que
l'énergie cinétique du vent (et non de l'eau) forme sa source
primaire.
Dernière chose :
l'hydro-électricité peut surtout paraître compliquée à cause des
nombreuses contraintes réglementaires, c'est-à-dire de la
« paperasse » à accomplir afin de mener son dossier de A
à Z. C'est la raison pour laquelle il est préférable de se
rapprocher d'une association et/ou d'un bureau d'études, dont le
rôle est de vous assister dans ces procédures.
Combien cela coûte ?
Il est particulièrement difficile de
répondre à cette question, car la fourchette est large : une
installation peut coûter de 1000 à 7000 euros le kW de puissance
installée ! L'état initial de votre bien est évidemment
déterminant, ainsi que le choix entre un matériel d'occasion ou un
matériel neuf pour l'équipement hydraulique et électrotechnique.
Il faut savoir qu'une turbine (ou une roue, ou une vis) neuve sera un
modèle unique, spécialement conçu en usine pour être adapté à
votre hauteur de chute et votre débit d'eau. D'où le coût :
ce ne sont pas des équipements standardisés et produits en série
comme les groupes électrogènes du commerce, par exemple.
Par ordre décroissant de coût, les
principaux postes à étudier sont les suivants dans l'hypothèse
d'un matériel neuf et d'un moulin dont l'état général est correct
:
l'achat de la turbine
le génie civil et l'équipement
annexe (incluant vannes, grille, aspirateur, optimisation du bief si
nécessaire)
le générateur et l'électronique de puissance
les systèmes d'automatisation et
de contrôle-commande
le raccordement au réseau
Mais attention, ce sont là des
évaluations moyennes et chaque site est particulier.
On mesure habituellement l'intérêt
économique d'une installation hydro-électrique en temps de retour
sur investissement : combien d'années d'exploitation sont
nécessaires pour rentabiliser le coût d'installation ? Un
temps de retour de moins de 10 ans est considéré comme une
excellente affaire, un temps de retour de 10-15 ans reste
intéressant. Au-delà, l'installation concerne plutôt des
passionnés ou des militants des énergies nouvelles, acceptant de
bloquer un capital sur une longue période.
A noter : il existe des coûts
d'aménagements écologiques (passes à poisson pour le
franchissement piscicole et vannes fonctionnelles de chasse pour le
transit des sédiments), mais ceux-ci n'ont rien à voir avec la
production d'hydro-électricité. Ils seront exigibles par le préfet
une fois publié le classement des rivières (début 2013) et
dépendront de chaque site. Avec ou sans production d'énergie, tout
le monde sera tenu d'aménager. Une exploitation énergétique permet
de financer une partie des ces coûts d'aménagement écologique et
de mutualiser les frais de chantier qui seront de toute façon
nécessaire (passe à poissons, vannage à sédiments).
Aurai-je des subventions pour
produire de l'énergie hydro-électrique ?
L'hydro-électricité fait partie des
énergies renouvelables subventionnées par l'Ademe et elle est
inscrite dans le Schéma Climat Air Energie de Bourgogne. Elle peut
donc faire l'objet de subventions pour l'étude de faisabilité ou
pour l'équipement (en association avec des fonds régionaux et
européens de développement rural). Par ailleurs, si votre dossier
est complet et si vous le souhaitez, vous pouvez demander un CODOA
(
Certificat
ouvrant droit à une obligation d'achat) dont la principale
conséquence est : ERDF rachète votre énergie à un tarif
garanti pendant 20 ans. C'est une forme de subvention, car cette
garantie d'achat vous donne une visibilité à long terme sur vos
revenus et le tarif de rachat pour les petites puissances est plus
avantageux.
Si votre site est très isolé, avec un
coût de raccordement élevé au réseau, vous pouvez aussi être
assisté par le syndicat d'énergie et d'électrification du
département pour installer un site autonome. (En Côte d'or, c'est
le
Siceco, qui a déjà équipé
ainsi un moulin en puissance solaire et hydraulique pour
l'autoconsommation).
Et donc, par où dois-je commencer ?
D'abord, il faut bien réfléchir :
on ne devient pas producteur d'électricité à la légère, vous
aurez besoin de patience et de détermination. Comme pour tout projet
ambitieux.
Ensuite, prenez des conseils autour de
vous – bien sûr, le réseau des associations (il y a plusieurs en
Côte d'Or) est là pour vous accompagner dans votre démarche et
vous faire rencontrer d'autres producteurs.
Enfin, vos actions prioritaires
dépendront de votre situation juridique (fondé en titre,
réglementé, non autorisé), de votre choix initial
(autoconsommation ou vente réseau), de vos compétences personnelles
(participation active aux travaux ou délégation à des tiers).
La toute première chose à faire, si
elle n'est pas acquise : clarifier le statut juridique de votre
bien afin de savoir à quelle condition exactement vous pouvez
exploiter l'énergie hydraulique. La deuxième chose est d'estimer la
hauteur et le débit moyen de l'eau au droit de votre site, afin
d'avoir une idée à peu près réaliste de la puissance
potentielle.
Pour aller plus loin
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Les
guides
de l'OFEN-PACER (Suisse), datant des années 1990 mais offrant
des informations complètes et claires sur les différentes
dimensions techniques des projets en micro-hydroélectricité.
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Rappel des sites utiles (département
Côte d'Or)
