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Accueil du site > Tribune Libre > Les STEP : un maillon irremplaçable du stockage d’énergie

Les STEP : un maillon irremplaçable du stockage d’énergie

Dans le cadre de la PPE, le gouvernement prévoit d'intensifier le recours aux STEP, ces centrales hydrauliques permettant de pallier à l'intermittence des énergies renouvelables. Un concept aussi simple que mature, qui répond efficacement aux besoins de stockage d'électricité.

Les stations de transfert d'énergie par pompage, ou STEP, ont de l'avenir. Ce concept simple – deux barrages situés à différentes altitudes et reliés par des turbines réversibles – est en effet appelé à monter en puissance dans l'Hexagone, la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) actuellement en vigueur prévoyant d'accroître le parc actuel « de 1 à 2 GW » à l'horizon 2030 – soit une hausse de 24% à 48% par rapport aux 4,2 GW de puissance actuellement en opération. Dans le cadre de la transition énergétique, les réseaux électriques devront en effet se montrer plus flexibles, et les capacités de stockage d'électricité devront être singulièrement développées.

EDF investit 8 milliards d'euros dans le stockage

Pour atteindre ces objectifs, EDF a annoncé, en mars dernier, un nouveau plan d'investissement de 8 milliards d'euros dans les solutions de stockage, sur la période 2018-2035. 10 GW de nouvelles capacités seront installées, dont 6 GW via des solutions à grande échelle, telles que les STEP. Ces dernières sont, en effet, les outils disponibles les plus matures, permettant une gestion prévisible et à une échelle régionale de l'énergie stockée lors des périodes de surplus de production.

Rien d'étonnant, dans ces conditions, à ce que les STEP représentent aujourd'hui 98% des capacités de stockage d'électricité connectées dans le monde. D'ailleurs, la majorité des 10 GW de nouvelles capacités de stockage installées par EDF, qui opère d'ores et déjà 5 GW de STEP, devrait l'être à l'international. Pour le PDG de l'opérateur français, Jean-Bernard Lévy, « les progrès significatifs qui ont été réalisés en matière de stockage permettent de lisser l'intermittence des énergies renouvelables et de les rendre plus pilotables ».

Un atout en matière de stockage d'énergie

Le stockage d'énergie est en effet « un enjeu clef de la transition énergétique pour réguler l'intermittence créée par les énergies solaires et éoliennes », confirme dans une tribune Denis Payre, président de Nature & People First. « Notre pays doit avoir une stratégie pour le stockage d'énergie, avec l'annonce de la dernière PPE qui prévoit une forte augmentation du solaire et de l'éolien », poursuit-il. Le ministre de l'Environnement, François de Rugy, ayant « indiqué qu'il était nécessaire de ''s'appuyer sur ce qui est fiable technologiquement et compétitif économiquement'', en ce sens, les STEP, solution parfaitement fiable utilisée depuis plus de cent ans, peuvent connaître une renaissance », juge encore Denis Payre.

Une STEP est, en effet, composée de deux bassins séparés par un important dénivelé, et d'une centrale hydro-électrique associant une turbine et une pompe, cette dernière permettant, en cas de surplus d'énergie disponible, de transférer l'eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur. Si la demande augmente, il suffit de restituer l'énergie grâce à la force gravitationnelle : simple et efficace, en somme. Ce que confirme Jean-Claude Meynard, de l'entreprise suisse Alpiq, selon qui « en termes de physique, c'est un dispositif parfait, parce que c'est de l'énergie renouvelable et qu'il y a un très bon rendement ».

Même son de cloche chez Yves Giraud, directeur de l'activité Hydraulique chez EDF, pour qui « c'est un très grand enjeu aujourd'hui de pouvoir stocker l'énergie. Cela permet l'intégration d'autres énergies renouvelables parce que c'est pilotable ». Les STEP rendent possible en effet la gestion de la demande d'énergie en temps réel, tout en représentant une solution efficace à l'intermittence de certaines énergies renouvelables, comme l'éolien ou le solaire. Ce qui fait dire au gouvernement, dans sa feuille de route de la PPE, « l'hydroélectricité pourrait contribuer de manière décisive à répondre au besoin de flexibilité du système électrique, notamment grâce aux STEP ».

2 000 MW supplémentaires d'ici 2023

Aujourd'hui, la France dispose de six STEP exploitées par EDF et représentant près de 5 GW, disponibles presque immédiatement. Les centrales sont situées à Revin, dans les Ardennes (800 MW), à Grand'Maison (1 790 MW) et à Le Cheylas (460 MW) en Isère, à Super-Bissorte (730 MW) et à La Coche (330 MW) en Savoie, et à Montézic dans l'Aveyron (910 MW). Et, d'ici à 2023, quelque 2 000 MW de STEP devraient être installés, notamment sur le site de la Truyère, dans l'Aveyron, où l'opérateur prévoit, s'il obtient le feu vert de la Commission européenne, un chantier d'environ 1 GW.


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117 réactions à cet article    


  • Julien S 8 janvier 14:17

    « pallier à », « mature », « opérer 5 GW de STEP » : c’est du français trop moderne pour moi. 

    .

    Sinon il suffit de « substituer » l’eau par du mercure pour multiplier par 13,6 la capacité des retenues existantes. Pour être à la mode j’ai délibérément employé « substituer » de travers selon l’usage anglais qu’il est courant d’en faire de nos jours.

    .

    Par ailleurs il faut éviter de faire des STEP en trop haute montagne, puisque la pesanteur diminue avec l’altitude. 


    • popov 8 janvier 14:47

      @Julien S

      Par ailleurs il faut éviter de faire des STEP en trop haute montagne, puisque la pesanteur diminue avec l’altitude.

      Oui, mais il faut aussi moins d’énergie pour re-pomper l’eau.
      C’est vrai qu’à même volume d’eau on peut accumuler un peu moins d’énergie en altitude. Mais la différence entre l’énergie potentielle gravifique au niveau de la mer et à 3000 m d’altitude est ridiculement faible : de moins de 0,05%, soit une différence de moins de un 0,5 litre par mètre cube.


    • popov 8 janvier 14:59

      @Julien S

      S’il faut éviter la trop haute altitude, c’est à cause du coût de construction et à cause du risque de gel.


    • Julien S 8 janvier 15:43

      @popov
      .
      Mais pour le mercure vous obtenez vous aussi le résultat de multiplication par 13,6 de la capacité de stockage d’énergie ? (et sauf froid vraiment exceptionnel vous n’avez plus de risque de gel). 


    • JC_Lavau JC_Lavau 8 janvier 16:44

      @Julien S. Tu ne peux t’empêcher de pitreries.


    • popov 8 janvier 16:48

      @Julien S

      Mais pour le mercure vous obtenez vous aussi le résultat de multiplication par 13,6 de la capacité de stockage d’énergie ?

      Le mercure coûte beaucoup plus cher que l’eau de rivière et pollue mortellement.


    • Julien S 8 janvier 16:51

      @JC_Lavau
      .
      Et en plus bonobo le simplet feint de les prendre au premier degré pour dénoncer mon ignardise. Ou ne feint pas, c’est souvent difficile à dire. 


    • Alren Alren 8 janvier 17:45

      @Julien S

      J’ai lu qu’une start up suisse voulait stocker l’énergie excédentaire à un moment, en hissant des blocs de béton les uns sur les autres :

      https://www.linfodurable.fr/entreprises/suisse-des-blocs-de-beton-pour-stocker-lelectricite-5747


      Le défaut du système est que les blocs du bas sont peu riches en énergie potentielle. D’autre part les tours de maintien de cet empilement sont évaluées à 200 mètres de hauteur et l’empilement risque de s’écrouler en cas de défaillance d’un bloc.


      Une idée meilleure serait à mon avis de creuser un puits profond de quelques centaines de mètre et d’utiliser pour stocker l’énergie une masse très lourde, éventuellement en plomb de plusieurs tonnes (dizaines de tonnes ?).

      On stocke l’énergie potentielle en hissant la masse et on la récupère en laissant descendre ladite masse au fond, un peu comme les masses qui servait de moteur aux coucous suisses.

      La station serait très discrète à la différence de la tour suisse et le risque d’accident en surface n’existerait pas.

      Par rapport aux stations de pompage, aucun relief n’est nécessaire ; le puits peut être creusé n’importe où.



    • Julien S 8 janvier 18:47

      @Alren
      .
      Cent tonnes dans un puits d’un kilomètre = 277 kWh emmagasinés si rendement 100%. 


    • popov 9 janvier 02:12

      @Alren

      Encore mieux que le plomb, on pourrait utiliser l’or qui stagne dans les banques suisses, ou les tonnes d’uranium appauvri dont on ne sait quoi faire.


    • popov 9 janvier 07:26

      @Julien S

      Pour donner une idée de ce que représentent 277 kWh, on peut rappeler que la combustion d’un litre d’essence produit environ 35 MJ, soit environ 10 kWh.
      Un petit moteur thermique a un rendement d’environ 20 %. On peut donc produire environ 2 kWh d’électricité avec un litre d’essence.
      L’énergie stockée dans votre puits d’un km par une masse de 100 tonnes de béton correspond donc environ à ce que vous pourriez produire avec 140 litres d’essence. 


    • Julien S 9 janvier 09:21

      @popov
      .
      Je sais bien ! 
      J’avais naguère proposé de supprimer l’usage des ascenseurs dans les HLM pour économiser l’énergie. A titre de mesure sociale d’accompagnement on relogerait les personnes usâgées au rez-de-chaussée. 
      Supprimer l’usage mais non l’ascenseur que des modifications limitées transformeraient précisément, et avec le lestage de sa cabine, en stockage gravitationnel d’énergie électrique. 


    • popov 9 janvier 10:36

      @Julien S
       
      Plutôt que de lester l’ascenseur avec des cailloux, on pourrait aussi bien le lester avec les locataires de l’immeuble.


    • machin 9 janvier 13:19

      @popov

      « Plutôt que de lester l’ascenseur avec des cailloux, on pourrait aussi bien le lester avec les locataires de l’immeuble.  »

      D’autant, on pourrait faire remonter ces locataires à pieds...


    • popov 9 janvier 14:42

      @machin

      Excellent !


    • popov 10 janvier 07:00

      @popov

      Quand je dis excellent, c’est pour l’humour bien sûr, pas pour le bilan énergétique.
      Les locataires qui devront remonter à pieds, devront trouver l’énergie nécessaire dans les aliments, et un litre d’huile d’arachide (pour prendre un exemple simple), ça coûte 10 fois plus cher qu’un litre d’essence pour à peu près le même contenu énergétique.


    • nono le simplet nono le simplet 10 janvier 07:39

      @Julien S
      Et en plus bonobo le simplet feint de les prendre au premier degré

      je viens juste de le lire smiley


    • popov 8 janvier 14:25

      Y a-t-il un recensement de tous les endroits exploitables sur le territoire et quel serait le coût total pour quelle capacité ?

      Et surtout, en combien d’années l’investissement serait-il amorti ?


      • Jeekes Jeekes 8 janvier 15:36

        @popov
         
        Questions inutiles.
        Parce que, par principe, les bobos-écolos seront vent debout contre.
         
        Rendez-vous compte, dégradation de l’environnement, destruction des z’éco-systèmes, pollution visuelle. Et, surtout, dégradation de la Nature.
         
        Ben ouais, le bob-écolos, il est pas à une contradiction près !
         


      • Jeekes Jeekes 8 janvier 15:39

        @Jeekes
         
        ’’le bob-écolos’’

         
        Outch !
        D’un j’suis pas sûr que le bob y soit écolo.
        Deux, même si d’abord il est tout seul (bien qu’il se note ’’14’’).
         
        Donc, lisez le bobo-écolo, bien entendu...
         
         smiley
         


      • popov 8 janvier 16:31

        @Jeekes

        Je ne m’intéresse qu’à l’aspect technique, en faisant abstraction de ces imbéciles de bobo-écolos.


      • biquet biquet 8 janvier 17:35

        @popov
        Une STEP n’est pas amortie, elle consomme plus d’électricité qu’elle n’en produit. Les STEP existeront tant qu’il y aura du nucléaire en France, l’énergie nécessaire pour remonter l’eau est tellement importante que seules les centrales nucléaires peuvent fournir. Autrement dit les STEP n’ont pas plus d’avenir que le nucléaire.


      • JC_Lavau JC_Lavau 8 janvier 18:03

        @biquet : «  les STEP n’ont pas plus d’avenir que le nucléaire  ». Tiens ? Il est impossible d’être assez malveillant pour anticiper les délires que cestui là va encore inventer.


      • popov 9 janvier 02:18

        @biquet

        Une STEP ne produit pas d’énergie, elle permet de stocker de l’énergie et de la restituer avec un rendement de l’ordre de 80%. Donc, 20% de l’énergie stockée sont perdus. Sans la STEP, ce seraient 100% qui seraient perdus.
        Quand je parle d’amortissement, je veux dire en combien de temps l’énergie économisée par ce système permet de payer sa construction et ses frais de fonctionnement.


      • biquet biquet 9 janvier 09:01

        @popov
        Sans la STEP, ce seraient 100% qui seraient perdus.
        Quand je parle d’amortissement, je veux dire en combien de temps l’énergie économisée par ce système permet de payer sa construction et ses frais de fonctionnement.
        C’est vrai qu’on utilise le surplus de l’énergie nucléaire pendant les heures creuses de la nuit pour remonter l’eau dans le barrage supérieur. Mais il ne s’agit pas d’une économie mais d’une affectation différente des dépenses et cela montre bien que plus de nucléaire plus de STEP.


      • popov 9 janvier 10:49

        @biquet

        Il s’agit d’une économie puisque l’énergie utilisée pour faire remonter l’eau est de toute façon produite par la centrale nucléaire (qui doit fonctionner à régime constant) et serait perdue sans ce système de stockage. Le problème est d’ailleurs le même avec les centrales thermiques.
        Il y a deux problèmes d’intermittence à résoudre : celui de la consommation et celui de la production par des sources comme l’éolien ou le solaire.
        C’est quand la production excède la demande qu’on a besoin de stocker l’excédent d’énergie ; et c’est quand la demande excède la production que l’énergie stockée peut être utilisée.


      • Pascal L 10 janvier 11:05

        @popov
        Les centrales nucléaires et les centrales thermiques n’ont plus besoin des STEP depuis longtemps. Le contrôle de la fréquence électrique en Europe est maintenant assuré par des centrales nucléaires que l’on sait piloter de manière très fine. Il faut des ordinateurs assez costauds pour calculer en temps réel la position des barres, sachant que les pourcentages des divers isotopes fluctuent en permanence (chaque isotope a une valeur d’absorption du rayonnement différente). Lors de la construction des centrales à la fin des années 70, on ne savait pas encore faire et c’est à cette occasion que les STEP ont été créées. Certains projets ont été abandonnés en cours de route car ils devenaient inutiles avec les progrès des centrales nucléaires. Ils retrouvent de l’intérêt aujourd’hui avec les énergies dites renouvelables, mais je ne suis pas sûr que le nombre de sites aménageables soit suffisant dans un système où toute l’énergie serait renouvelable. Il faudra encore des centrales nucléaires pendant de nombreuses années.


      • Christian 8 janvier 15:37

        En Suisse on importe 17 TWh de nucléaire français (sur une consommation totale d’environ 60TWh). J’avais effectivement bien pensé qu’en France on allait réfléchir comment utiliser les surplus de nucléaire et c’est donc évidemment la solution.

        En Suisse, alors que l’on aurait pu être à 100% hydraulique comme la Norvège (on était à 89,6% en 1970) on a introduit le nucléaire et donc délaissé l’hydraulique. Aujourd’hui les écologistes sont contre l’hydraulique, le nucléaire et le fossile, ils s’imaginent donc pouvoir tout alimenter avec...des panneaux solaires. Et la Suisse n’est pas un pays éolien. 


        • Matlemat Matlemat 8 janvier 15:47

           Il y a du potentiel et cela permet de stocker les surplus d’électricité d’origine renouvelables de nos voisins européens.


          • Matlemat Matlemat 8 janvier 15:54

             En théorie il suffit d’installer des pompes pour remplir des retenues d’eau existantes, dont aucun problème environnemental, on peut aussi augmenter la puissance des dispositifs.


            • popov 8 janvier 16:26

              @Matlemat

              En théorie il suffit d’installer des pompes pour remplir des retenues d’eau existantes

              Le problème, c’est que quand il faut remplir le réservoir, ses vannes sont déjà fermées et il n’y a plus d’eau en aval. 


            • Matlemat Matlemat 8 janvier 19:27

              @popov
              Oui, on ne peut pomper de l’eau que dans les endroit ou c’est possible, il faut tout de même laisser de l’eau mais en France on est pas trop mal lotis niveau précipitations.

              Le niveau des rivières françaises en été est souvent critique et des vannes sont ouvertes pour maintenir le débit.


            • baldis30 8 janvier 21:16

              @popov
              bonsoir,
              «  il n’y a plus d’eau en aval.  »
               mais cela ne gène pas leurs raisonnements à la c... de plus quel que soit le réservoir il doit être étanche ... c’est la première qualité NECESSAIRE d’une retenue ... et il n’y a pas que cela en contraintes techniques
              d’autre part les valeurs annoncées sont des valeurs de puissance et non ^pas d’énergie .. ; donc les moyens de STEP sont des moyens d’intervention à la pointe pointe ou en cas de grosses difficultés de production mais pour des temps très limités. C’est une précaution de puissance appelée , pas d’énergie appelée ... c’est pas du tout pareil ... mais faire comprendre cela à des politicards énarchiques bruxellois c’est impensable...


            • ninportequoi 9 janvier 14:35

              @popov
              Il ne manque pas grand chose pour que de puissantes Step soient réalisées.
              Le lac de Serre-Ponçon (par exemple) est souvent presque vide en été. Les centrales hydroélectriques existent déjà. Les plans d’eau inférieurs, c’est les biefs du Rhone qui sont pleins à ras-bord au printemps. L’énergie de remontée de l’eau, c’est le vent et le solaire abondants dans la vallée du Rhone.
              Ne manquent que des pompes électriques (pouvant fonctionner de façon intermittente, donc au solaire et à l’éolien) et les conduites de remontées de l’eau. L’investissement ne semble pas énorme et les conséquences environnementales seraient limitées. 
              Reste à calculer les problèmes de perte de charge liés à la distance, la limite des quantités d’eau pouvant être prélevées sur le Rhone en fonction des saisons, le coût et la rentabilisation des investissements (mais le prix de l’énergie monte), etc. Pour l’énergie, il va falloir faire des choix et celui-là ne serait pas forcément le pire.


            • popov 9 janvier 14:48

              @ninportequoi

              Ce que vous dites est vrai et je ne le conteste pas.
              J’aurais aimé que l’auteur nous donne un recensement de tous les sites où cela peut se faire, à quel prix total et pour quelle capacité totale. C’est à mon avis la première chose à évaluer lorsque l’on défend un projet à réaliser à l’échelle nationale.


            • Aita Pea Pea Aita Pea Pea 9 janvier 14:55

              @ninportequoi

              Le problème est que l’on nous vend du mixte depuis vingt ans sans réelle évaluation de ce qui est ,et donc de projection. Fumisterie politique .Coller aux temps est plus important pour beaucoup de décisionnaires que de coller a une certaine réalité de terrain .Et de partir d’elle .


            • AncreDeChine 8 janvier 15:58

              Ces STEP rentreront-elles dans le plan de privatisation des barrages ?


              • popov 8 janvier 16:30

                @AncreDeChine

                Bonne question. Privatiser les barrages, c’est brader le patrimoine acquis par les contribuables pour le plus grand bonheur des financiers et de leurs actionnaires.


              • baldis30 8 janvier 21:33

                @popov

                bien sûr...
                 jusqu’au jour où ... pour des raisons de finances on retardera, on retardera ... 
                et gare aux conséquences .... 
                Le problème vient de plus loin, et représente la nostalgie du IIIème Reich n’en déplaise à tous les pauvres c....qui délivreront un point Godwin .. !
                Pendant l’occupation les allemands avaient un besoin énorme d’énergie alors ils organisaient, avec des complicités, les réseaux pour évacuer l’énergie produite par exemple dans le Massif central jusque chez eux et au besoin en faisant tourner des petites centrales en compensateur synchrone ( je sais c’est de l’électrotechnique et cela emmerde les zécolos, j’en ai rien à foutre ) . Les allemands en gardent-ils la nostalgie ? La Résistance avait beau jeu de mettre ponctuellement cela à bas. Et le fit ... à plusieurs reprises.

                 Je pense que l’énergie volée à la France à cette époque servit notamment à un enrichissement de l’uranium naturel en U 235 ... par quel procédé ? certainement pas l’UF6 rien d’apparent dans ce qui aurait été le labo , mais soit déjà de la centrifugation, soit de la spectrométrie de masse ... et en avril 1945 le général SS Kammler remit environ 60 kg d’uranium enrichi à un envoyé ( Richardson) des Etats-Unis ... j’ai bien écrit en avril !


              • Julien S 9 janvier 00:13

                @baldis30
                .
                Il faut se méfier des enrichissements allemands...
                On nous enseigne que les résistants norvégiens envoyèrent par le fond le bateau ramenant vers l’Allemagne des fûts d’eau lourde. Or on trouve sur Youtube une vidéo bien argumentée expliquant comment l’eau des fûts était enrichie à quelque chose comme 1% de deutérium. Il faut certes un commencement à tout...

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