On parle du cycle de l'eau pour décrire ces mouvements. De l’eau en altitude possède une énergie potentielle de pesanteur. Cette énergie est peut être alors captée et transformée, lors des mouvements de l’eau qui retourne vers les océans. Avant l’avènement de l’électricité, les moulins à eau permettent de capter cette énergie mécanique pour entrainer des machines-outils (machines à tisser, moulins à moudre le blé...).
Avec l’invention de l’électricité cette énergie mécanique est transformée en énergie électrique.
D'autres énergies hydrauliques existent et proviennent généralement de sources marines :
- Énergie des vagues elle est produite par le mouvement des vagues est captée par les pélamis, sorte de vers en métal articulé. Leur puissance correspond à celle d'une éolienne[4].
- Énergie marémotrice elle est produite par le mouvement de l’eau créé par les marées (variations du niveau de la mer, courants de marée),
- Énergie hydrolienne elle est produite par l' utilisation des courants sous marins,
- Énergie thermique des mers elle est produite en exploitant la différence de température entre les eaux superficielles et les eaux profondes des océans,
- Énergie osmotique elle est produite par la diffusion ionique provoquée par l’arrivée d’eau douce dans l’eau salée de la mer est source d’énergie. L’idée remonte déjà aux années 70, c'est une énergie nouvelle, elle consiste à tirer l'énergie du mélange d'eau de mer et d'eau douce. La première centrale osmotique a été ouverte à Hurum en Norvège par la société Statkraft à l'embouchure du Fjord d'Oslo au bord de la Mer du Nord. Il s'agit encore d'un prototype destiné à tester la fiabilité et améliorer le rendement mais l'ouverture de la première centrale industrielle est prévue pour 2015. Une centrale de la taille d’un terrain de football pourrait produire de l’électricité pour 30,000 ménages. D'après l'entreprise, à terme 50% de la production électrique de l’Union Européenne pourrait être osmotique[4.
