Les réseaux électriques nationaux et européens étant de plus en plus sous tension, la diversification des sources d’énergie et l’augmentation de la flexibilité de ces sources représentent un enjeux clé pour l’équilibre production/demande. Le stockage via les batteries semble ainsi être une solution qui permet d’apporter plus de flexibilité au réseau et représente de ce fait une priorité énergétique européenne. Les STEP ou les batteries hydrauliques sont une technique qui offre des avantages très intéressants sur le plan énergétique et environnemental.
Comment ça fonctionne ?
Cette technologie est plus connue sous le nom STEP pour « Station de transfert d’énergie par pompage-turbinage ».
Son principe de fonctionnement est très simple théoriquement. Tout d’abord, il vous faut remonter assez d’eau d’un réservoir situé à une hauteur donnée à un autre réservoir situé à une hauteur supérieure lorsque le besoin en énergie n’est pas critique. Quand le besoin du réseau se fait ressentir, il suffit de libérer l’eau emmagasinée pour qu’elle s’écoule sous l’effet de la gravité à un débit donné vers une turbine hydraulique qui permet de générer de l’électricité jusqu’à épuisement du réservoir supérieur.
Quelle est la particularité des STEP ?
Cette technique peut être 100% décarbonée tout en permettant un stockage efficace et durable. En effet, une STEP, se combine parfaitement à l’énergie solaire ou éolienne ce qui permet quand les conditions météorologiques sont favorables (soleil, vent) et quand la production d’énergie est excédentaire de faire tourner les pompes et d’acheminer l’eau vers le réservoir supérieur. Le soir, ou quand les conditions météo sont défavorables, l’eau libérée permet de compenser les besoins du réseau local en faisant tourner les turbines.
A noter que les réservoirs peuvent être naturels (lacs) ou artificiels ce qui rend cette technique très flexible et souvent sans aucun impact naturel.
L’eau utilisée peut être par ailleurs en circuit fermé ce qui permet d’éviter tout gaspillage et toute pollution des ressources utilisée.
Quels sont les avantages et inconvénients ?
Comme expliqué, les STEP offrent de grandes possibilités en termes de flexibilité énergétique et peuvent être sans impact environnemental.
Un des avantages principaux de cette technique est qu’elle peut être efficace à n’importe quelle échelle et qu’elle offre des capacités de production très importantes dans certains cas. L’une des plus grandes installations se situe en Suisse (STEP du Nant de Drance). Elle permet une production de 900 MW et utilise les lacs de retenue d’Emosson et du Vieux Emosson. La STEP a une capacité de Stockage de 20 millions de kWh soit la capacité de stockage de 400 000 batteries de voitures électriques. Le rendement de 80% est exceptionnel pour une solution de stockage électrique. Sur une échelle plus petite, des micro-STEP peuvent être mises en place avec des capacités pouvant aller entre 15kW et 150kW pour alimenter ou compenser les besoins énergétiques plus réduits et plus localisés au niveau d’un village en zone montagneuse ou une installation industrielle isolée. La première micro-STEP opérationnelle a été mise en place en Corse et est intégrée à la plateforme Pagia Orba, un micro-réseau électrique hybride et intelligent.
L’inconvénient majeur de ces structures est le coût d’investissement et les coûts d’entretien et de maintenance qui peuvent être rédhibitoires. En effet, le fonctionnement cyclique et les sollicitations répétées des différents composants peuvent accélérer l’usure des différents composants.
Quel futur pour les STEP ?
L’amélioration de l’efficacité des installations représente un des axes majeurs de développement des STEP. En particulier, le recours à des machines hydroélectriques plus modernes à vitesse variable permettra de mieux maîtriser les volumes d’eau et améliorer les rendements.
Les STEP dites marines, qui utilisent l’énergie éolienne offshore sont aussi une piste de développement active. Ce type de STEP utilise l’eau de mer ce qui n’aura aucun impact sur les besoins d’eau douce dans la zone concernée. Cependant ces installations nécessitent des conditions de relief précises avec des dénivelés minimaux pour permettre une exploitation de ce type de structure. L’utilisation de l’eau de mer nécessitera des mesures spécifiques pour éviter la détérioration du matériel utilisé.
