La petite hydroélectricité regroupe les installations de faible puissance établies sur des cours d'eau de taille modeste, le plus souvent sur des seuils, des canaux de dérivation ou des moulins anciens. Elle représente en France un nombre d'ouvrages très supérieur à celui des grandes centrales pour une part réduite de la production nationale. Son économie, sa réglementation et ses contraintes techniques diffèrent de celles des grands aménagements de vallée, au point qu'il s'agit d'un métier distinct.

Classes de puissance

Les seuils de puissance employés pour désigner ces installations n'ont pas de définition universelle, mais un usage s'est établi. La petite hydroélectricité couvre généralement les centrales inférieures à dix mégawatts, à l'intérieur desquelles on distingue la mini-hydraulique, la micro-hydraulique et la pico-hydraulique, de l'ordre de quelques kilowatts, utilisée pour alimenter un site isolé. Le classement administratif retient d'autres bornes que le classement technique, puisque c'est la puissance maximale brute de l'installation qui détermine le régime d'autorisation applicable. La conséquence pratique est qu'un même projet relève de procédures très différentes selon le côté du seuil où il se situe.

Équipement d'un seuil ancien

Les milliers de seuils construits pour les moulins, les forges et les papeteries constituent le gisement principal de la petite hydroélectricité française. Équiper un tel ouvrage évite de créer un obstacle nouveau sur le cours d'eau, mais suppose des travaux lourds : réfection du seuil et de ses rives, curage et étanchement du canal d'amenée, reconstruction de la chambre d'eau, pose d'une grille fine et d'un dégrilleur automatique. La chute disponible dépasse rarement quelques mètres, ce qui oriente le choix vers une turbine Kaplan, une vis hydrodynamique ou une roue à aubes modernisée selon le débit. Le bâtiment du moulin lui-même impose souvent ses dimensions au groupe, et c'est cette contrainte, plus que le rendement théorique, qui arrête la machine retenue.

Droit d'eau et autorisations

L'exploitation de la force motrice de l'eau suppose un titre administratif, et non la seule propriété de la berge. Les ouvrages antérieurs à l'abolition des droits féodaux peuvent bénéficier d'un droit d'eau fondé en titre, dont la consistance légale se prouve par des pièces anciennes, cadastre napoléonien, actes notariés, registres de l'administration. Les autres installations relèvent d'une autorisation ou d'une concession délivrée après instruction, avec étude d'incidence, enquête publique selon les cas, et prescriptions sur le débit réservé, la cote de la retenue et les dispositifs de franchissement. Un droit fondé en titre se perd par la ruine de l'ouvrage, ce qui explique le soin apporté à la conservation des vestiges de prise d'eau sur les sites arrêtés depuis longtemps.

Raccordement et vente de la production

Une micro-centrale injecte sa production sur le réseau public de distribution, à une tension et selon un schéma de raccordement définis par le gestionnaire de réseau. Le coût de ce raccordement dépend presque entièrement de la distance au poste le plus proche et de la puissance demandée, et il pèse lourd dans le bilan d'un petit projet éloigné. La production peut être vendue dans le cadre d'un contrat d'obligation d'achat, lorsque l'installation remplit les conditions d'éligibilité, ou directement sur le marché par l'intermédiaire d'un agrégateur. L'autoconsommation partielle, avec injection du surplus, concerne les sites industriels ou agricoles qui disposent d'une consommation propre sur place.

Coûts et durée de vie

L'investissement d'une petite installation se répartit entre le génie civil, les équipements électromécaniques, le raccordement et les études, le génie civil représentant la part la plus variable d'un site à l'autre. Les charges d'exploitation restent faibles en valeur absolue mais ne sont pas négligeables rapportées à la production : dégrillage, entretien des vannes, télésurveillance, assurances, redevances et contrôles réglementaires. La durée de vie des parties immergées et du génie civil se compte en décennies, tandis que les automates, les régulateurs et les paliers demandent des remplacements à des échéances beaucoup plus courtes. Un point détermine la rentabilité plus que tous les autres : la régularité du débit sur l'année, car une installation calibrée pour un débit moyen qu'elle n'atteint que quelques mois ne produira jamais ce que son hydrologie laissait espérer.