ARCHIVÉE - La R-D nouvelle au Canada sur les techniques d'hydro-électricité : une stratégie pour 2007 à 2011

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Ressources naturelles Canada
Groupe d’énergie hydraulique

Numéro CTEC 2009_Hydro_01 / 2009-10-01

Résumé

En plus d’être non polluante et renouvelable, l’hydro-électricité est la plus prévisible des sources d’énergies renouvelables. Les centrales hydro-électriques construites au fil des cours d’eau permettent de capter l’énergie de l’eau qui coule tout étant accompagné de peu ou prou de stockage de cet élément. Ces centrales hydro-électriques englobent les petites centrales hydrauliques et les centrales à faibles chutes. Ces divers types de développement sont susceptibles d’entraîner des avantages environnementaux et socio-économiques en ayant recours à des plans de conception intégrée, à une planification à objectifs multiples et à l’engagement des collectivités touchées. Les petites centrales hydrauliques s’avèrent particulièrement attrayantes comme options de rechange aux dispositifs alimentés au diesel, hautement polluants et coûteux, servant actuellement à la production d’électricité dans la plupart des collectivités éloignées du Canada. On s’intéresse également de plus en plus au potentiel offert à l’échelle nationale et internationale par les centrales actionnées par courant d’eau ou par écoulement continu de l’eau permettant la production d’électricité au moyen de turbines « sans chutes d’eau » qui ne nécessitent aucun barrage.

Le secteur des petites centrales hydrauliques injecte chaque année 150 millions de dollars dans l’économie canadienne grâce à la réalisation de projets aux niveaux local et étranger. L’ajout annuel aux capacités de production par petites centrales hydrauliques impliquerait, selon les estimations, des investissements atteignant les 200 millions de dollars. En général, les coûts d’investissement (en dollars canadiens) s’échelonnent de 2 000 à 5 000 dollars par kW installé, ce qui signifie un montant global de 0,04 à 0,10 dollar par kWh.

Les coûts en capital pour les réalisations en régions éloignées sont, cependant, habituellement plus élevés, pouvant excéder le 6 000 dollars par kW. La technologie liée aux centrales actionnées par courant d’eau devrait faire son apparition sur les marchés d’ici 2010 avec l’introduction approximativement de cinq des principaux intervenants internationaux dans ce domaine. Les coûts en capital devraient alors marquer une baisse se situant entre 1 000 et 4 000 dollars d’ici l’année 2015.

Au Canada, les capacités actuelles en matière de petites centrales hydrauliques atteignent les 3 400 MW. Ces capacités augmentent au rythme de 50 à 150 MW par année . On estime que près de 15 p. 100 du potentiel déterminé en petites centrales hydrauliques, qui est de 15 000 MW , offrirait de bonnes possibilités de mise en valeur dans les conditions socio-économiques actuelles en ayant recours aux techniques de pointe existantes. Le Canada présente également un fort potentiel pour les centrales à faibles chutes, une partie de ces dernières pouvant devenir rentable sur le plan économique avec la baisse des coûts pour l’équipement. Une étude menée récemment en Ontario a établi un potentiel de 4 000 MW lié aux centrales à faibles chutes. Le potentiel offert par les centrales actionnées par courant d’eau au Canada demeure largement méconnu.

À l’échelle mondiale, le potentiel offert par les petites centrales hydrauliques est encore plus vaste et pourrait, de la même façon, être l’objet d’exploitation et entraîner des retombées positives sur le plan environnemental et économique. Selon le Conseil mondial de l’énergie (CME), il est estimé que, en vertu des politiques actuelles, les capacités installées de petites centrales hydrauliques augmenteront pour atteindre 55 GW d’ici 2010. La Chine devrait présenter le bilan de croissance le plus important. Les auspices favorables du CME pourraient se traduire, d’ici 2020, par des capacités installées d’environ 75 GW. Toutes les régions du monde sont témoins de substantielles augmentations de leurs capacités en matière de petites centrales hydrauliques, avec la Chine qui, encore une fois, montre les résultats les plus impressionnants.

Au Canada, le récent processus d’appels de propositions dans le domaine des énergies renouvelables, les programmes d’offres en général et le phénomène de la facturation nette dans l’ensemble des provinces ont contribué à raffermir l’intérêt à l’égard de la mise en valeur liée aux petites centrales hydrauliques. On a également assisté à un retournement positif dans les politiques visant à améliorer les relations entretenues avec les Premières Nations pour en faire des partenaires actifs dans la réalisation de projets hydrauliques. Les promoteurs de petites centrales hydrauliques, toutefois, se butent à de longs délais de mise en production découlant de l’obtention des approbations et de la réalisation des plans. Les projets peuvent dérailler d’une façon arbitraire à la suite de l’opposition manifestée dans les consultations publiques. Les gouvernements provinciaux ont, dans les récentes années, entrepris de résoudre certains de ces problèmes et obstacles en ayant recours à une formule de gestion des bassins hydrologiques plus rationnelle et plus durable. Dernièrement, le gouvernement du Canada s’est également mêlé de ces questions.

Tant au Canada qu’à l’étranger, la perception est que l’hydro-électricité est une technologie arrivée à maturité et qui nécessite que peu de recherche et de développement (R-D). En conséquence, plusieurs gouvernements, organismes et entreprises ne se sont pas tenus à jour avec des innovations, en plus de ne pas attirer ou de ne pas allouer des fonds à la R-D. Un autre problème important confronte le secteur national et international de l’hydro-électricité, soit celui de la main-d’œuvre vieillissante. En effet, on estime qu’il ne reste que 10 années de compétences expertes de disponibles au Canada.

Pendant que certains pays se retirent des activités de R-D qui se déroulent actuellement en matière de technologie sur l’hydro-électricité, les membres de l’Union européenne poursuivent leurs activités de recherche et de développement sur les petites centrales hydrauliques. En outre, on espère bien faire redémarrer aux États-Unis le programme de R-D en matière d’hydro-électricité. . Les membres de l’Union européenne manifestent un vif intérêt à solutionner le problème des centrales hydro-électriques vieillissantes, plus particulièrement en exploitant le vaste potentiel offert par les installations abandonnées mais à faibles chutes d’eau, ainsi que par les infrastructures de ressources en eau.

Le développement du potentiel canadien dans le domaine exige la progression de la R-D en vue de rentabiliser le tout. Pendant que les petites centrales hydrauliques sont à la veille d’être concurrentielles par rapport aux autres sources d’énergie, un grand nombre des nouvelles techniques nécessite toujours l’apport de la recherche-développement. Parmi les activités visées, il y a la mise au point de turbines à faibles chutes économiques et efficaces, le développement de techniques d’atténuation, l’établissement d’une éco-ingénierie et la protection des ressources halieutiques. D’autre part, les techniques aquatiques actuelles en sont au même stade sur le plan de la R-D que l’énergie éolienne il y a 10 ans.

Dans les 25 dernières années, le gouvernement du Canada a appuyé toutes les nouvelles techniques liées aux petites centrales hydro-électriques qui ont fait leur apparition. Les membres du Groupe de l’énergie hydraulique ont activement collaboré avec les provinces, les entreprises de service public, le secteur privé, les institutions universitaires et d’autres organismes pour la réalisation de projets d’importance visant à diminuer les coûts liés à la construction et à l’équipement, ainsi qu’à accroître l’efficacité énergétique des turbines et des emplacements choisis. Ils ont, de plus, appuyé la tenue de démonstrations technologiques, tant à l’échelle nationale qu’internationale. Dans cette perspective, le Programme de recherche et de développement énergétiques, un élément de Ressources naturelles Canada, a permis de soutenir pendant plus de dix ans les activités du Laboratoire de machines hydrauliques (LAMH) de l'Université Laval qui est devenu la seule installation indépendante de mise à l’essai des turbines hydrauliques au Canada. Cette institution vient combler un vide important dans les capacités de R-D du Canada en rendant possible la mise à l’essai, selon une formule crédible et autonome, de modèles révolutionnaires de turbines sur le territoire nord-américain.
À Ressources naturelles Canada, le Groupe de l’énergie hydraulique (qui fait partie de CanmetÉNERGIE à Ottawa) se propose, dans les quatre prochaines années, de concentrer ses activités de recherche et de développement sur les principaux thèmes suivants:

  • Les systèmes concurrentiels de petites centrales hydrauliques et de centrales actionnées par courant d’eau
  • L’éco-ingénierie
  • L’évaluation des emplacements

Ce travail de recherche-développement profitera également du soutien des principales infrastructures, de l’engagement des parties intéressées, de l’analyse des marchés et de produits de communication.

Ces trois thèmes de recherche-développement ont été établis par l’Agence internationale de l’énergie comme étant des exigences technologiques de haute priorité pour les petites centrales hydrauliques. Cette constatation a également été mise en lumière lors d’une récente réunion du Comité consultatif technique 2007 sur les petites centrales hydrauliques qui s’est tenue en avril dernier. Finalement, un groupe de spécialistes en technologie et innovation à Ressources naturelles Canada a également établi les centrales à faibles chutes comme étant des éléments de la plus haute priorité.

À l’échelle internationale, les marchés liés aux centrales à faibles chutes et à l’hydro-électricité à faibles répercussions sont toujours accessibles. Le Canada y dispose là d’une belle occasion de mener de la recherche-développement de pointe dans tous ces domaines et de pénétrer les marchés mondiaux s’y rapportant.