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title: "Centrale hydroélectrique : 10 m³/s sur 50 m de chute donnent 4,2 MW, le calcul"
url: https://www.infos-energie.com/comprendre-le-fonctionnement-dune-centrale-hydroelectrique.html
author: "Frédéric Jézégou"
date_published: 2023-11-06T07:30:51+00:00
date_modified: 2026-10-20T08:00:00+00:00
categories: ["Énergies renouvelables"]
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description: "Dans une centrale hydroélectrique, la puissance se calcule avec le débit et la hauteur de chute : 10 m³ par seconde sur 50 mètres donnent environ 4,2 MW."
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# Centrale hydroélectrique : 10 m³/s sur 50 m de chute donnent 4,2 MW, le calcul

> Dans une centrale hydroélectrique, la puissance se calcule avec le débit et la hauteur de chute : 10 m³ par seconde sur 50 mètres donnent environ 4,2 MW. La France compte près de 2 500 installations.

Dans une centrale hydroélectrique, l’eau traverse une turbine qui fait tourner un alternateur. La puissance produite dépend de deux grandeurs : le débit de l’eau et la hauteur de chute. La France compte près de 2 500 installations, pour environ 25,5 GW de puissance, selon Connaissance des Énergies.

## La formule qui commande tout

La puissance d’une centrale s’écrit P = Q × ρ × H × g × r, où Q est le débit moyen en m³ par seconde, ρ la masse volumique de l’eau (1 000 kg par m³), H la hauteur de chute en mètres, g la pesanteur (9,81) et r le rendement de l’installation, de 0,6 à 0,9.

Exemple de calcul : un débit de 10 m³ par seconde sur une chute de 50 mètres, avec un rendement de 0,85, donne environ 4,2 MW. Doubler la hauteur de chute double la puissance, à débit égal. C’est pourquoi les barrages créent de la hauteur, et pourquoi une rivière à fort débit sans dénivelé produit peu.

 **Chiffre à retenir**

Le rendement global d’une installation se situe entre 60 % et 90 %, selon Connaissance des Énergies. Le chiffre de « plus de 90 % » souvent cité désigne au mieux l’ordre de grandeur de la turbine seule.

## De la prise d’eau au transformateur

1. L’eau est prélevée dans un réservoir ou un cours d’eau, à la prise d’eau.
2. Elle descend par une conduite forcée vers la salle des machines, en prenant de la vitesse et de la pression.
3. Elle fait tourner une turbine, couplée à un alternateur qui produit le courant.
4. Un transformateur élève la tension avant l’injection sur le réseau électrique.

L’eau ressort ensuite vers la rivière, en aval de la centrale.

## Au fil de l’eau, éclusée, lac, STEP : le rôle de chacun

| Type | Stockage | Rôle sur le réseau |
| --- | --- | --- |
| Au fil de l’eau | très faible, la production suit le débit | production de base |
| Éclusée | moyen, modulation sur la journée | production de semi-base |
| Lac (réservoir) | important, eau disponible à la demande | production de pointe |
| STEP (pompage-turbinage) | deux bassins, eau remontée puis turbinée | stockage d’énergie |

Selon Connaissance des Énergies, le parc français se répartit à peu près en 26 % de centrales au fil de l’eau, 16 % d’éclusées, 40 % de lacs et 18 % de STEP (en nombre d’installations).

 **La STEP en une phrase**

Une station de transfert d’énergie par pompage turbine l’eau d’un bassin haut vers un bassin bas quand la consommation est forte, puis la remonte quand elle est faible. Elle restitue environ 70 à 80 % de l’énergie dépensée : elle fonctionne comme une batterie qui ne crée pas d’électricité.

## Choisir la turbine selon la hauteur de chute

| Turbine | Hauteur de chute | Principe |
| --- | --- | --- |
| Pelton | plus de 300 m | des jets d’eau frappent des godets en forme de cuillère |
| Francis | 10 à 300 m | l’eau entre par la périphérie et ressort par l’axe |
| Kaplan | jusqu’à 30 m | hélice à pales orientables, adaptée aux débits variables |
| Groupe bulbe | 2 à 15 m | turbine axiale couplée à l’alternateur dans un carter immergé |

Ces plages proviennent d’un support de cours de l’IN2P3 ; d’autres sources les décalent de quelques mètres (Connaissance des Énergies place la Kaplan entre 5 et 50 m environ). Les turbines Pelton exigent des chutes de plusieurs centaines de mètres, typiques de la montagne, et les Kaplan servent en plaine, sur les fleuves.

 **Hauteur et réservoir**

Le type de turbine se choisit selon la hauteur de chute. À débit égal, un grand lac de plaine produit moins qu’une retenue de montagne qui offre une forte chute.

## La part de l’hydraulique en France

Selon RTE, l’hydraulique a produit 62,4 TWh en 2025, soit 11,4 % de la production électrique française, en baisse par rapport à une année 2024 très humide. L’hydraulique est la première source renouvelable d’électricité, devant l’éolien et le solaire : le détail figure dans l’article sur le [mix énergétique français](https://www.infos-energie.com/mix-energetique-francais.html). La production varie donc avec la pluie et la fonte des neiges.

La France compte environ 450 grands barrages de plus de 15 m, dont environ 220 produisent de l’électricité. Les autres servent à l’irrigation, à l’eau potable ou à l’écrêtement des crues.

## Impact sur les cours d’eau

Un barrage perturbe les écosystèmes en amont et en aval et peut bloquer la migration des espèces aquatiques. Des passes à poissons sont installées pour limiter cet effet. La gestion des débits et des sédiments du réservoir compte aussi pour le milieu en aval.

 **À l’échelle d’une maison**

Les petites installations de particuliers relèvent d’autres techniques. L’article sur l’[hydrolienne domestique](https://www.infos-energie.com/ce-que-vous-devez-savoir-sur-lhydrolienne-domestique.html) traite le cas d’un cours d’eau, et celui sur [l’énergie hydraulique](https://www.infos-energie.com/quest-ce-que-lenergie-hydraulique.html) replace le principe dans les renouvelables. Les chiffres techniques viennent de fiches de Connaissance des Énergies.

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## À propos de l'auteur

**Frédéric Jézégou** — Frédéric Jézégou écrit pour les particuliers qui veulent payer moins cher leur énergie : chauffage au bois, aux granulés ou au fioul, pompe à chaleur, électricité et option Tempo, panneaux solaires, isolation et aides. Il tient aussi l’annuaire des ramoneurs, chauffagistes, cheministes et installateurs solaires, construit à partir de la liste RGE de l’ADEME et du répertoire Sirene. Les prix sont datés et les règles vérifiées sur les sources officielles (service-public.gouv.fr, Anah, France Rénov’, ADEME, CRE), sans recommandation commerciale.