Norvège - Le Rogaland : un des plus grands pôles hydroélectriques européens, entre décarbonation et exportation

Au Sud-Ouest de la Norvège (Vestlandet), la région de Stavanger - avec les comtés du Rogaland et d’Agder – constitue aujourd’hui l’un des plus grands pôles énergétiques d’Europe. Depuis les années 1970/1980, la région connait en effet une double métamorphose : littorale avec la transformation de Stavanger en capitale du pétrole offshore norvégien ; terrestre avec le lancement de grands aménagement hydroélectriques sur les hauts plateaux déserts de l’hinterland. Alors que l’hydroélectricité lui fournit 90 % de son électricité, la Norvège exporte très largement son gaz et son pétrole dont elle tire des revenus financiers considérables. Mais face aux enjeux du changement climatique, Oslo réalise aujourd’hui de gros investissements afin d’exporter aussi son hydroélectricité, en particulier vers le Danemark, les Pays-Bas, l’Allemagne et le Royaume-Uni dans le cadre d’un marché européen de plus en plus intégré. De par leurs immenses ressources hydrauliques, ces hauts plateaux désertiques et marginaux se retrouvent donc au cœur des grands enjeux énergétiques, non seulement de la Norvège mais de tout le Nord de l’Europe, y compris pour venir par exemple au secours de l’éolien danois, intermittent par sa nature même.

Cette image de la région de Stavanger, au  sud-ouest de la Norvège, a été prise par un satellite Sentinel-2 le 7 juin 2023. Il s’agit d’une image en couleurs naturelles de résolution native à 10m.

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Repères géographiques

Présentation de l’image globale

Face aux défis du changements climatiques, la mobilisation des ressources hydroélectriques des hauts plateaux désertique du Sud-Ouest

Stavanger et les hauts plateaux du Rogaland et de l’Agder : atouts et handicaps

Située au Sud-Ouest de la Norvège, l’image couvre la région de Stavanger - la 4ème ville du pays - et les hauts plateaux de l’arrière-pays qui appartiennent aux comtés du Rogaland et d’Agder, le Télémark se trouvant juste à l’est. L’image fait bien apparaitre la juxtaposition de deux ensembles naturels distincts.

Une étroite bande côtière polarisée par Stavanger. A l’ouest se déploie une étroite plaine littorale assez peuplée, bien mise en valeur malgré la faiblesse des terres arables et dominée par la grande ville portuaire de Stavanger, qui polarise plus du tiers des habitants. Longtemps marginales, Stavanger et sa région ont été dopées par le boom des hydrocarbures off-shore. En 1965, la délimitation des frontières maritimes du plateau continental entre la Norvège, le Danemark et le Royaume-Unis permet d’accorder les premières licences de prospection et de forage (Esso, Shell, Phillips…) en mer du Nord ; avant que le 23 décembre 1969, la découverte de l’immense gisement Ekofisk, à 320 kilomètres au sud-ouest de Stavanger, enrichisse la Norvège et la région de façon phénoménale. Stavanger est donc devenue la « capitale » pétrolière de la Norvège, même si l’exploitation glisse progressivement vers le centre et le nord du pays. Comme le montre bien l’image, la côte, assez massive au sud, devient très découpée et déchiquetée au nord de Stavanger du fait de la présence de puissants fjords, terme qui désigne une vallée glaciaire envahie par la mer. L’image couvre un espace qui est donc au contact de deux types de côtes du fait d’héritages géologiques et glaciaires différenciés.   

Les hauts plateaux orientaux rabotés par les glaciers. A l’est par contre se déploient de vastes plateaux - qui annoncent la grande chaîne des Scandes - dès que l’on s’éloigne de la côte. Ils appartiennent à un vaste bouclier très ancien de roches cristallines qui est resté émergé - et donc soumis à l’érosion - pendant plus de 400 millions d’années, entre le primaire (cambrio-silurien) et le quaternaire. En particulier, la région a été recouverte au Paléolithique récent lors du dernier maximum glaciaire il y a 23 000 ans par un immense inlandsis, comme actuellement le Groenland ou le continent Antarctique. Cette calotte fennoscandienne s’avançait jusque dans le Nord de l’Allemagne et des Iles britanniques alors que le niveau marin était de 120 m. inférieur à l’actuel.

Ceci explique que les marque des héritages glaciaires (fjords, lacs de surcreusement glaciaire, moraines, moutonnement...) soient particulièrement visibles sur les images. La topographie régionale se révèle donc particulièrement favorable à l’installation d’équipements hydroélectriques : fortes pentes, nombreux lacs stockant d’importants volumes d’eau et où l’on peut facilement élever un plan d’eau par barrage, nombreux verrous glaciaires, multiples vallées suspendues et donc spectaculaires chutes dans des vallées encaissées faciles à aménager...    

Comme le montre bien le dégradé des formations végétales, les forêts sont de plus en plus rares et rapidement dégradées par l’altitude. Nous sommes là aux limites septentrionales des aires spatiales d’extension du charme, du noisetier puis du bouleau. L’espace régional est dominé par les fjells où se trouvent lacs, marécages, tourbières et la toundra d’altitude ; un cadre paradisiaque pour les moustiques. En effet on passe assez vite de 0 à 200 m., puis de 200 m à 1.500 m. d’altitude. Nous sommes là à la latitude du Sud Groenland, du Glacier Bay National Park d’Alaska ou du nord de la péninsule du Kamchatka russe. Si le courant marin chaud du Gulf Stream constitue un véritable privilège en empêchant sur les 2 600 km de côte du pays le développement d’une banquise hivernale, dans l’intérieur des terres l’altitude conjugue ses effets avec la latitude pour faire des hautes terres intérieures un désert aux fortes contraintes.

Un vaste désert montagnard, mais très arrosé. La montagne scandinave est en effet un véritable désert, largement vide d’habitat permanent y compris à basse altitude du fait de ses contraintes bioclimatiques. Sur ces hauteurs, la superficie des communes est donc très étendue, les densités humaines très faibles, le semis de l’habitat bien lâche et le réseau urbain limité. Comme le montrent les zooms, on relève quelques îlots de vie perdus au sein d’immenses espaces inhabités. L’étendue, l’isolement et la fragmentation sont des facteurs majeurs d’organisation de l’espace et constituent un défi majeur à sa mise en valeur. Pour autant, la région du Vestlandet, qui correspond au Sud-Ouest du pays, est l’une des régions les plus arrosées d’Europe, avec des précipitations dans les hautes terres qui peuvent atteindre les 3,5 mètres et parfois jusqu’à 5 m. par an.

En effet, les dépressions océaniques qui arrivent de la mer du Nord se heurtent à une masse terrestre qui oblige les nuages à monter en altitude ; la vapeur d’eau se refroidit alors, donc se condense et se transforme in fine en pluie ou en neige selon la température. Sur l’image, la commune de Sirdal reçoit ainsi 2 m. /an de précipitations, mais connait une température annuelle moyenne de seulement 6°C. Le socle étant largement imperméable et les températures fraiches bloquant l’évapotranspiration, le niveau de prélèvement naturel est faible, contrairement à d’autres régions du monde (cf. barrage d’Assouan en Égypte). Ces fortes contraintes naturelles deviennent un atout en fournissant des masses d’eau considérables transformées en ressources hydroélectriques par le travail des hommes. Ceci explique que la majeure partie de la capacité des réservoirs norvégien est polarisée par les hauts plateaux des comtés du Rogaland et d’Agder, ou hors image, du Telemark, de l’Hordaland et du Sogn-og-Fjordane. En 2020, la production totale d'électricité en Norvège fut exceptionnelle car son potentiel hydrologique a été dope par une année particulièrement humide (fortes neiges hivernales, grosses pluies d’automne.



Typologie rurale urbain Nordrégio


L'étagement des grands milieux naturels

La révolution hydroélectrique : une région profondément transformée et aménagée

L’importance des aménagements hydrauliques. Comme le montre bien l’image, les hauts plateaux intérieurs se caractérisent par la présence d’une multitude de lacs liés directement aux héritages glaciaires (cf. lacs de surcreusement du vieux socle). Certains cependant présentent des caractéristiques spécifiques : ils sont de taille importante, ils présentent parfois un tracé blanc ou crème autour de la tâche noire des eaux liée à la variation de leur niveau d’eau. Ce sont en fait des lacs artificiels créés par l’homme à l’aide de grands barrages afin de retenir le maximum d’eau pour produire de l’électricité dans des centrales spécialisées, d’où le nom d’hydroélectricité. C’est pourquoi leur niveau varie fortement durant l’année.

Au total, toute la région a été bouleversée par l’importance des grands aménagements hydrauliques construits par l’homme : création de routes et de pistes d’accès, constructions de multiples barrages sur les rivières et certaines vallées, creusement de tunnels pour transférer les eaux de l’amont vers l’aval et d’un bassin hydrographique local à un autre, création de centrales pour partie souterraines, construction de transformateurs et de lignes à haute tension pour transporter l’électricité produite... Au total, l’écoulement des eaux a été profondément modifié et les eaux sont devenues une ressource énergétique essentielle largement valorisée.

Deux grands complexes régionaux : Ulla-Førre au nord, Sira-Kvida au sud. Sur l’image, deux grands système techniques régionaux sont bien visibles. Au Nord-Est, un vaste ensemble se déploie dans un quadrilatère de 20 km sur 20 km : c’est le grand aménagement d’Ulla-Førre, lancé en 1974 et centré sur le Lac Blåsjø, le plus grand lac artificiel du pays (cf. zoom 1). Au sud, autour de la petite ville de Tonstad, pour partie sur la commune de Syrdal, se déploie le grand complexe hydroélectrique de Sira-Kivia, du nom des deux rivières mobilisées (cf. zoom 2). Cependant, à côte du pétrole offshore de Stavanger et de l’hydroélectricité des hauts plateaux, on voit apparaitre récemment de nouveaux complexes d’éoliennes à l’est et au sud-est de Tonstad ; ils témoignent des stratégies de diversification d’une Norvège cherchant à valoriser au mieux ses multiples atouts.


Sud -Ouest double logique énergétique


Carte exportation NO2 vers europe

La Norvège : N°1 européen de l’hydroélectricité

La Norvège : N°1 européen de l’hydroélectricité. Le pays occupe dans l’Europe de l’énergie une place singulière alors que le ministère du Pétrole et de l'Énergie a la responsabilité globale de la gestion du secteur de l'électricité. Il est le 7em producteur mondial d’hydroélectricité (3,2 %) et au 1er rang en Europe (21 %). Fournissant 92 % de sa production électrique totale en 2020, l’hydroélectricité commence à être valorisée en Norvège en 1892. Elle connait une première phase d’essor entre 1910 et 1925 dans un cadre très décentralisé qui laisse l’initiative aux acteurs locaux, entrepreneurs et collectivités ; puis lors d’un nouveau cycle entre 1960 et 1985.

Créé en 1895 par l’État norvégien dans le but de fournir de l’électricité au réseau ferroviaire en plein essor grâce à l’équipement de la chute d’eau de Paulenfoss, la société publique Statkraft possède aujourd’hui 36 % de la puissance installée derrières les comtés et municipalités (52 %). A 150 km au nord-est (hors image) se trouve la centrale hydroélectrique de Vemork, construite près du village de Rjukan dans la vallée du Tinn par la firme Norsk Hydro et ouverte en 1911 afin de fabriquer des engrais azotés. Elle est surtout connue pour la fabrication à partir de 1934 de l' «eau lourde », ou oxyde de deutérium utilisé dans certaines filières de réacteurs nucléaires, et son sabotage en 1943 par des commandos britanniques afin de bloquer le programme atomique nazi.   

Richesse, décarbonation et mondialisation. Ces ressources énergétiques expliquent largement que ce petit pays de seulement de 5,4 millions d’habitants, dont 45 % de la population vit dans la région du Fjord d’Oslo, dispose d’un PIB/habitant de 50 % supérieur à la moyenne de l’UE à 27, que sa balance commerciale soit excédentaire depuis 1978 grâce au boom des exportations d’hydrocarbures, que les énergies renouvelables lui fournissent 99 % de son électricité et que ses taux de rejet de Co2 soient parmi les plus bas des pays développés. Au total, l’électricité couvre près de la moitié de la consommation énergétique finale totale du pays, soit une des parts les plus élevées au monde.

On assiste ces dernières années à la forte mobilisation des autorités politiques (cf. « Livre blanc » de 2016 sur le développement durable) et aux lancements de grands projets éoliens terrestres ou offshore et à la poursuite de l’électrification de l’économie. La décarbonation de l’économie et de la société (cf. automobile électrique) va de pair avec l’essor de nouvelles activités à forte intensité énergétique dans lesquelles la Norvège cherche à se spécialiser dans la nouvelle division internationale du travail en train d’émerger (cf. centres de données ou data centers).

La production hydroélectrique norvégienne : un cas exceptionnel en Europe. Entre 1965 et 2000, la production nationale d’hydroélectricité est multipliée par 2,8, en passant de 49 à 142 Terawatt-heures/an.  Elle est globalement stable depuis malgré de sensibles différences interannuelles, mais doit à nouveau progresser dans les années qui viennent. Depuis 2000 en effet, Statkraft lance 22 chantiers nouveaux - constructions de centrales ou modernisations - dans la région du Vestlandet et d’Oslo (Hakavik, Solbergfoss, Nore, Tokke, Ulla-Førre, Paulenfoss, Vinje, Tyssedal, Folgefonn, Eidfjord...). Le pays compte en effet 1.691 centrales hydroélectriques de toute taille, d’une capacité installée combinée de 33 807 MW, contre par exemple 32 130 MW pour la Turquie.

Le système technique est cependant très hiérarchisé entre les petites centrales à vocations locales et les grands systèmes à vocation nationale et européenne. Les centrales hydroélectriques sont en effet alimentées par les eaux retenues dans plus de 1 000 réservoirs de stockage, d’une capacité totale de plus de 87 TWh. Mais les trente plus grands barrages polarisent à eux seuls 50 % du potentiel. Ces grandes capacités de stockage permettent un système de production flexible adaptant la production aux évolutions de la demande du marché (cf. chauffage) selon les années, les saisons, les semaines et les jours (heures de pointe). C’est cette énorme capacité de stockage d'énergie potentielle, sous forme d’eau facilement mobilisable, qui explique le rôle considérable que peut jouer la Norvège à l’échelle du Nord de l’Europe.

Les grands enjeux des réseaux de transport électriques. Si la Norvège produit une masse considérable d’électricité, sa structure spatiale Nord/Sud très étirée et la très inégale répartition spatiale des hommes et des activités posent de redoutables défis logistiques. Propriété du ministère du Pétrole et de l'Énergie (MPE), Statnett est le gestionnaire du réseau de transport dont il possède 98 % des équipements, dont plus de 11 000 km de lignes à haute tension. D’ici 2026, de nombreuses capacités de transport doivent être construites. Le pays est divisé en plusieurs sous-systèmes régionaux, dont le bloc NO2 couvre le Sud du pays et la région de l’image.

La région couverte par la carte appartient en effet dans le cadre de l’organisation des marchés norvégien et européen de l’énergie au Bloc NO2 (Norvège 2). Il présente trois intérêts majeurs : c’est un des plus grands pôles de production hydroélectrique du pays, il est proche de la grande région du Fjord d’Oslo qui constitue le premier pôle de consommation national, enfin, de par sa position très méridionale il est le plus proche des grands pays voisins du Nord de l’Europe. De par sa position méridionale avancée dans la Mer du Nord, il est en meilleure position pour alimenter le Royaume-Uni, les Pays-Bas, le Danemark et l’Allemagne. Les deux grands systèmes hydroélectriques d’image sont donc connectés à ces pays.  
 
Le Sud Norvège : un grand pôle exportateur d’énergie hydraulique vers l’Europe du Nord

La Norvège : un grand exportateur européen d’électricité. Du fait de la faiblesse de sa population et de la taille limitée de son économie, la Norvège dégage des surplus électriques considérables et est donc devenue un des grands exportateurs européens d’électricité. En 2022, la capacité totale d’échange d’électricité de la Norvège s’élève à environ 9 000 MW, soit plus de 20 % de sa capacité de production installée. Dans ce contexte, elle est historiquement liée par des interconnexions transfrontalières à la Suède, à la Finlande et au Danemark oriental dans le cadre des vieux liens inter-scandinaves débouchant sur la création d'une zone synchrone commune partageant la même fréquence électrique. La liaison Norvège/ Danemark à travers les détroits danois est ainsi réalisée par quatre câbles d’une capacité totale de 1 700 MW ; mais la liaison Skagerrak 1 et 2, ouverte en 1977, doit être rénovée d’ici 2026.

La géographie des grands câbles sous-marins. Mais depuis 2015, la Norvège a largement élargi son marché à l’exportation en créant de nouvelles lignes électriques à très haute tension passant par des câbles sous-marins installés au fond de la mer Baltique ou de la mer du Nord. L’Allemagne/ NordLink est un câble de 500 km de long et d’une capacité de 1 400 MW opérationnel depuis décembre 2020 qui part d’Ertsmyra, le grand poste électrique voisin de Tonstad (zoom 2). Le R. Uni/ North Sea Link (NLS) est un câble de 720 km d’une capacité de 1 400 MW dont la construction est lancée en en 2018 et qui est opérationnel depuis octobre 2021 ; il relie de Kvilldal (zoom 1) à Blyth (Angleterre). Le Scotland/ Norway Interconnector est un second câble de 650 km entre Samnanger (Bergen) et Peterhead (Aberdeenshire, pointe orientale de l’Ecosse). Le Pays-Bas/ Câble NordNed, long de 580 km et de 700 MW de puissance, relie pour sa part Feda au port hollandais d’Eemshaven. On doit en particulier souligner que ces exportations d’électricité norvégienne viennent pour partie compenser la forte irrégularité – du fait de l’intermittence du régime de vents – des productions éoliennes du Danemark et de l’Allemagne du Nord.   


Zooms d'études

Zoom 1. Les grands aménagements d’Ulla-Førre et le barrage de Blåsjø : un des plus puissants complexes hydroélectriques d’Europe

Les fjells : les hauts plateaux désertiques, froids et humides

Nous sommes ici sur les hauts plateaux du Rogaland, à cheval sur les trois communes de Suldal et Hjelmeland dans le Comté du Rogaland et de Bykle dans le Comté d’Agder. Couvrant au total 4 270 km², soit la taille du département des Alpes maritimes français, elles ne comptent que 7 250 habitants, soit une densité de seulement 1,7 hab./km². A l’est du lac de Blåsjø, la commune de Bykle tombe même à 920 habitants pour 1 467 km², soit une densité de 0,6 hab./km². L’absence de végétation sur une large partie de l’image témoigne des effets de l’altitude sur l’étagement de celle-ci.

Sur ces fjells, terme qui désigne les hauts plateaux montagnards norvégiens, les températures annuelles moyennes sont faibles (Bykle : 3,8°C), avec des été frais (juin/juillet : 13 à 14°) et des hivers assez froids (-6°C en janvier/février). Dans ce vieux socle aux roches très dures, la tectonique faillée structure de grandes lignes d’orientation nord-est/sud-ouest sur lesquelles se superposent des axes nord/sud.
 
La mise en place d’un vaste complexe hydroélectrique d’échelle européenne

Situé entre 930 et 1055 m d’altitude, le lac-réservoir de Blåsjø couvre 84,48 km² de surface, dispose d’une capacité de stockage de 3,1 km (soit 3 105 millions de m³), ce qui en fait le plus grand réservoir de Norvège. Il est complété par une série d’autres grands lacs de barrages sur ce vaste plateau sommital (Storevatnet...).  Située sur le lac de retenue de Blåsjø, la centrale hydroélectrique de Kvilldal - Propriété de Statkraft - est mise en service en 1986. Avec quatre turbines, elle développe une puissance de 1.240 MW, ce qui en fait la centrale hydroélectrique la plus puissante de Norvège. Elle produit en moyenne 3,517 GWh grâce à ses équipements tous-terrains bénéficiant d’une hauteur de chute de 538 m. On y trouve aussi sur ce vaste complexe les centrales de Saurdal (pompage-turbinage, 640 MW), d’Hylen (160 MW) et de Stølsdal (17 MW, générant 51 GWh).

De par sa puissance, la centrale de Kvilldal joue un rôle majeur dans l’exportation d’hydroélectricité vers le Nord de l’Europe. Elle est en particulier reliée par un câble terrestre puis sous-marin de 720 km – le North Sea Link, opérationnel depuis 2021 - à Blyth (Angleterre, nord de Newcastle upon Tyne).




Les complexes hydroélectriques 


Lac de Rosskreppfjorden

Lac de barrage


Lac de Storevatnet

Lac de barrage


Lac Blåsjø

Le Lac Blåsjø, le plus grand lac de retenue de Norvège


Vvatnedalsvatn

 Le lac de barrage de Vatnedalsvatn


Repères géographiques

Zoom 2. Le grand système hydroélectrique de Sira-Kvina autour de Tonstad et de la vallée de Sirdal

Dans le Comté de l’Agder, les vallées de la Sira et de la Kvina creusent un large et profond sillon nord/sud qui draine une partie des fjells. C’est en position d’abri au nord du lac de Sirdalsvanet que se trouve la petite ville de Tonstad qui, avec 900 habitants, polarise 50 % des 1810 habitants de cette immense commune de 1 554 km² et 1,3 hab./km². Au nord, Sinnes est une petite station régionale de ski et de tourisme.

La valorisation hydroélectrique des fjells repose sur la construction de 15 barrages de retenue permettant la création d’un escalier de 12 vastes réservoirs tombant en cascade les uns dans les autres. Ils sont interconnectés par un puissant réseau de grandes conduites forcées percées dans une roche dure et homogène (tunnel de l'Ousdalsvann : 16 km de long, tunnel du réservoir Homstølvann : 7,5 km...). Un ensemble de huit centrales électriques d’une capacité installée globale de 1 770 MW est installée sur les rivières Sira (deux centrales) et Kvina (trois centrales). Construite en 1968 avec deux turbines, la centrale hydroélectrique de Tonstad est l’une des plus importantes de Norvège (960 MW), grâce à deux opérations d’agrandissement en 1971 (deux turbines) et 1988 (une turbine). Du grand poste électrique d’Ertsmyra, situé près de la centrale de Tonstad, part le NordLink, câble terrestre puis sous-marin d’une capacité de 1 400 MW qui alimente l’Allemagne du Nord.


Repères géographiques


Carte du systeme Sira Kvina 2022

Images complémentaires


Stavanger

Image d'un satellite Sentinel-2, de la ville de Stavanger située dans une région de fjords au sud-ouest de la Norvège


Jelsa

Carrière Mibau et Stema de Jelsa, la plus grande carrière de Scandinavie


Tau

Carrière de granulat au nord de la ville de Tau, troisième plus grande carrière de Norvège. Cette carrière Mibau et Stema, produit annuellement 2 - 5 millions de tonnes de granulats, dont 40% sont exportés vers l’Europe et les pays baltiques.


Lac de Kviteseidvatnet


Haugesund / Rossabø

Sources et bibliographie

Sur le site CNES Géoimage, un dossier sur Stavanger et le pétrole


Johan Walger : Norvège - Stavanger. De la « ville du pétrole » à la « ville de l’énergie »
https://geoimage.cnes.fr/fr/geoimage/norvege-stavanger-de-la-ville-du-pe...

Sites

Cartes
https://nedlasting.nve.no/gis/

Carte hydrologie
https://temakart.nve.no/tema/hydrologiskedata

Cartes topographiques
https://temakart.nve.no/tema/satellite_maplayer_s2_rgb4_3_2_10

Atlas en ligne
https://nevina.nve.no

Carte communale numérique de la Norvège
https://kommunekart.com/klient/listerkart/?funksjon=vispunkt&x=58.830804...

Statnett (organisme norvégien de gestion de l’électricité)
https://www.statnett.no/en/for-stakeholders-in-the-power-industry/data-f...

NordPool : organisme norvégien d’organisation du marché de l’électricité
https://www.nordpoolgroup.com/

The Norwegian Water resource NVE
https://www.nve.no/english/

Autorité norvégienne de régulation
https://2021.nve.no/norwegian-energy-regulatory-authority/regulatory-coo...

Contributeurs

Laurent Carroué, Inspecteur général de l’Éducation, du sport et de la Recherche ; Directeur de Recherche à l’Institut Français de Géopolitique de l’Université Paris VIII.

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