Le stockage de l’énergie par STEP

 

grandmaison

Élever de l’eau en hauteur, c’est  le moyen le plus utilisé dans le monde pour stocker l’énergie : 99% de l’énergie stockée dans le monde l’est par ce moyen. L’eau restitue l’énergie en redescendant. Pour avoir un ordre de grandeur, le stockage de 1 kWh demande un volume d’eau V (en m3) et une chute H (en mètres) tels que le produit H x V soit voisin de 400. On voit qu’il faut de grand volumes d’eau, ce qui implique des coûts de construction assez élevés. C’est sans doute la raison pour laquelle le système n’est pas plus développé. Mais il peut être rentable puis que la Suisse gagne chaque année entre 1 et 2 milliards d’Euros avec ses STEP.

Concrètement, une Station de Transfert d’énergie par pompage (STEP) comprend une retenue d’eau alimentée par des turbines. Le point important est que celles-ci peuvent fonctionner dans les deux sens : elles sont capables de pomper l’eau pour la mener en haut dans la retenue, et elles produisent de l’électricité quand l’eau chute. On pompe l’eau dans la réserve quand l’électricité est peu demandée, et on lui fait produire de l’électricité quand la demande est forte. Bien sûr, on n’arrive pas à récupérer pas toute l’énergie utilisée pour le pompage,  il y a quelques pertes, jusqu’à 25 % environ.

La STEP de Grand’Maison dans les Alpes est la plus grande en France. Le  dénivelé entre les deux retenues d’eau, celle de Grand’Maison et celle du Verney,  est d’environ  920 mètres.  Les deux lacs sont distants de 8 km, le lac du Verney est le lac inférieur, c’est le plus petit des deux (il fait le dixième de la capacité du lac supérieur, le lac de Grand’Maison). Il  stocke exactement 15,4 millions de m3,1 qui sont pompables entièrement en  une trentaine d’heures. Cela représente un stockage d’environ 35 GWh. Grâce à cette retenue, la STEP injecte dans le réseau 1,4 TWh par an. Par comparaison, une tranche de centrale nucléaire de 1 GWe peut produire 8 TWh par an. Ci-dessous le schéma de la STEP ( © La médiathèque EDF / Michel Brigaud Barrage et retenue de la STEP de Grand’Maison (Isère)  )

grandmaison-2

 

Ci-dessous, une petite STEP sur une falaise de l’ile d’Okinawa au Japon. Elle permet un stockage de 180 MWh. Il faudrait plus de 300 petites retenues de ce type pour stocker une heure de production électrique française. L’eau pourrait être pompée la nuit pour servir en fin de journée, quand la demande est forte.

step-okinawa

Figure 2 la STEP de bord de mer, sur l’Ile d’Okinawa au Japon permet un stockage de 180 MWh.

D’après l’association hydrocoop2, le coût de l’aménagement d’un site dans le Nord de la France ou en Bretagne coûterait  entre 2 et 6 milliards d’€uros selon l’emplacement de la STEP, pour des capacités de stockage comprises entre 20 et 150 GWh. La construction durerait environ 5 ans, le bassin supérieur occuperait plusieurs km2.

Selon EDF, on pourrait construire des STEP délivrant 5 GW sur les falaises de bord de la mer. Un projet est en cours d’étude à la Guadeloupe3

Références : Le stockage de l’énergie par STEP

 

  1. http://fr.structurae.de/structures/data/index.cfm?id=s0003916 []
  2. le site de l’association hydrocoop : http://www.hydrocoop.org/fr/abouthydrocoop.php []
  3. https://www.lenergieenquestions.fr/tag/guadeloupe/ et http://www.belle-ile-union.org/eole-STEP/STEP-marines_Vigny.pdf []