L'hydroélectricité est une forme d'énergie produite par l'écoulement de l'eau. La quantité d'énergie produite varie selon le volume d'eau et sa vitesse : plus il y a d'eau et plus elle s'écoule vite, plus la quantité d'énergie produite sera importante. C'est pourquoi bon nombre de centrales hydroélectriques sont construites à proximité de chutes d'eau. Pour produire de l'énergie, l'eau est acheminée vers des turbines, parfois par l'intermédiaire d'un barrage. Elle fait tourner les turbines, qui à leur tour font tourner les génératrices, produisant ainsi de l'électricité. Renouvelable et relativement non polluante, l'hydroélectricité est la plus importante source de production d'électricité au Canada.

Aperçu

Les ressources d'énergie hydraulique varient selon la topographie et le climat du pays, mais leur exploitation dépend de l'importance et de la proximité des marchés à qui est destinée l'énergie, ainsi que de la disponibilité et des prix des sources d'énergie concurrentielles comme le charbon. L'exploitation de l'énergie hydroélectrique et sa contribution à la production canadienne totale d'électricité varient d'une province à l'autre. Le Québec, la Colombie-Britannique et l'Ontario génèrent la majorité de l'hydroélectricité au Canada. En 2004, le Québec a produit près de 50 % de l'hydroélectricité canadienne, la Colombie-Britannique, 16 %, et l'Ontario, environ 12 %. À l'exception du Manitoba, qui en a produit 8 %, la production de chacune des autres provinces et de chacun des territoires représente moins de 1 %.

Les sites les plus propices à l'exploitation hydroélectrique sont situés à une distance raisonnable des centres de distribution. Au Canada, des centrales électriques sont déjà construites sur la majorité d'entre eux. Cependant, un important potentiel hydroélectrique demeure encore inexploité dans le Nord du Québec, du Manitoba et de la Colombie-Britannique, au Labrador et au Yukon. Les facteurs qui influent la viabilité de sites hydroélectriques techniquement réalisables sont presque exclusivement économiques. L'exploitation de ces sites nécessiterait donc une diminution importante des coûts de construction et de financement, une augmentation substantielle des coûts de l'énergie provenant d'autres sources, la création de marchés énergivores situés à une distance raisonnable ou des tarifs établis en fonction des frais de transport de l'énergie vers le Sud.

Les grands projets hydroélectriques traditionnels ont comme principaux inconvénients l'investissement initial élevé requis, de longs travaux de construction et l'impact environnemental de l'inondation du territoire. Par contre, on estime en général qu'ils sont compensés par la longue durée de vie des centrales et leurs coûts d'exploitation peu élevés.

Historique : De 1850 à 1900

Au cours des années 1850, les Nord-Américains ont exploité le mouvement de l'eau au moyen de roues hydrauliques et de turbines de faible puissance. L'énergie ainsi produite servait à actionner des machines comme celles utilisées dans les moulins et les scieries. Vers les années 1860, les États-Unis fabriquaient plusieurs centaines de turbines dont la puissance atteignait 1 000 chevaux-puissance (hp) et, au début des années 1870, au moins une usine canadienne produisait en moyenne 20 turbines par année. L'hydroélectricité fait son apparition au cours des années 1880, à la même époque où Thomas Edison commence à fabriquer des génératrices à courant continu, ce qui permet d'éclairer plusieurs immeubles d'un même quartier.

L'avènement des génératrices d'électricité fait croître la demande en électricité. S'ensuit un besoin grandissant en sources d'électricité, comme l'hydroélectricité. Là où l'énergie hydraulique est facile d'accès, on installe des turbines spéciales pour actionner des génératrices d'électricité qui permettent d'éclairer, d'abord uniquement en soirée. Vers la fin des années 1880, la production d'électricité hydraulique est déjà bien établie. Au début, l'utilisation de la production hydroélectrique est limitée par la puissance de la centrale électrique, qui varie selon la vitesse et le volume de sa source en eau, ou par la demande en électricité près de la centrale. Il est difficile de transmettre le courant électrique continu, car plus on s'éloigne de la source, plus la quantité d'électricité diminue. Le cuivre permet de transmettre l'énergie sur de longues distances mieux que d'autres types de métaux conducteurs, mais il est inabordable.

Dans les années 1890, le transport de l'électricité à des distances considérables sans perte excessive et l'exploitation de sites hydroélectriques plus éloignés deviennent possibles grâce à la transmission du courant alternatif sous haute tension, une méthode plus rapide que le courant en continu, et à la création de transformateurs commercialement viables. Par exemple, en 1896, on réussit à transporter de l'électricité sur une ligne de 11 000 V (considérée à l'époque comme une tension prodigieusement élevée) à une distance d'environ 32 km, soit des chutes Niagara jusqu'à Buffalo (New York). Ainsi, le transport sur une longue distance donne lieu à d'importantes augmentations de la puissance de l'équipement utilisé pour la production d'hydroélectricité : dès le début du XXe siècle, on fabrique des génératrices à turbines de 5 000 hp. À titre de comparaison, on utilise maintenant des génératrices hydroélectriques à turbines dont la puissance dépasse 600 000 hp.

De 1900 à 1945

Au début du siècle, on assiste à une croissance rapide de l'exploitation des sites hydroélectriques et à des augmentations progressives de la tension de transmission. On exploite un plus grand nombre de sites éloignés et on prolonge les lignes de transport afin de répondre à l'augmentation graduelle, mais importante, de la demande en électricité. En 1903, une centrale hydroélectrique située à Shawinigan, au Québec, alimente Montréal par une ligne de transport de 50 000 V d'une longueur de 135 km. En 1910, Hydro Ontario transporte l'énergie hydroélectrique produite aux chutes Niagara sous une tension de 110 000 V.

En 1900, la capacité totale de production hydroélectrique du Canada atteint 133 000 kilowatts (kW). Cette électricité est produite principalement au Québec et en Ontario, où se trouvent des sites hydroélectriques intéressants près des centres urbains. Les Maritimes, l'Alberta et la Colombie-Britannique comptent aussi quelques centrales moins importantes. Au cours des 10 années suivantes, on construit d'importantes installations hydroélectriques dans toutes les provinces, sauf à l'Île-du-Prince-Édouard et en Saskatchewan. En 1906, la Yukon Gold Company bâtit une installation hydroélectrique sur la rivière Little Twelve Mile, au Yukon. Au début des années 1950, des centrales hydroélectriques alimentent les deux territoires du Nord. En Saskatchewan, on ne produit pas d'énergie hydroélectrique avant le début des années 1960, alors que le projet d'aménagement de la rivière Saskatchewan Sud commence à assurer le contrôle et la régulation du principal bassin hydrographique de la province.

La production canadienne d'énergie hydroélectrique connaît une croissance modérée jusqu'au milieu des années 1920, après quoi la croissance s'accélère pendant les 10 années suivantes, pour ralentir pendant la Seconde Guerre mondiale.

De 1945 à aujourd'hui

Après 1945, le nombre d'installations hydroélectriques et thermiques s'accroît soudainement afin de répondre à la croissance progressive de la demande. Cette croissance, qui dépasse annuellement 10 % dans certaines provinces, ne ralentit pas avant le milieu des années 1970, au moment où l'activité économique subit les effets de la crise internationale de l'énergie de 1973 et entraîne une diminution du taux annuel de croissance de la consommation d'électricité.

De 1920 à 1950, les centrales hydroélectriques produisent plus de 90 % de la capacité totale de production du Canada. Toutefois, ce pourcentage diminue après les années 1950 et passe sous la barre des 60 % en 1976. Cette diminution est attribuable aux centrales thermiques à combustible fossile, qui constituent un remplacement à prix compétitif, et au nombre restreint de bons sites hydroélectriques restants près des grandes agglomérations, ce qui augmente les coûts de transport. Cependant, les coûts d'exploitation des sources concurrentielles d'électricité, principalement l'énergie nucléaire et les centrales thermiques au charbon, au pétrole et au gaz naturel, ont augmenté depuis le début des années 1970.

En 2010, 59 % de l'électricité produite au Canada est de source hydroélectrique. Le reste de l'électricité est produit à partir du charbon, du nucléaire, du gaz naturel, du pétrole et de sources d'énergie renouvelables autres que l'hydroélectricité.