STEP : la révolution du stockage d’énergie est en marche

Les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP), ou « pumped-storage hydro power plants » (PSP) en anglais, constituent la technique de stockage de l’énergie la mieux maîtrisée et la plus répandue. Avec près de 140 000 MW, elles représentent près de 99% des capacités de stockage au niveau mondial.

Mais comment fonctionnent-elles au juste ? Où les trouve-t-on en France ? Et quid des projets de STEP marines et sous-marines ?

Lumière sur ces dispositifs qui participent au maintien de l’équilibre entre production et consommation d’électricité, et qui constituent, entre autres, une réponse au défi de l’intermittence des énergies renouvelables.

Le principe de fonctionnement des STEP

Une STEP est composée de deux retenues d’eau, situées à des altitudes différentes. Lorsque la production d’électricité est supérieure à la consommation, le surplus d’énergie disponible est utilisé pour actionner une pompe et transférer l’eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur. Lorsque la consommation est supérieure à la production, l’eau pompée est turbinée, restituant ainsi l’énergie “potentielle” préalablement stockée. En somme, elle constitue un report de la mise à disposition sur le réseau de la production d’énergie, des périodes creuses vers les périodes de pic. Pierre angulaire de ce dispositif : un groupe hydroélectrique réversible, fonctionnant tour à tour comme un ensemble pompe-moteur puis turbine-alternateur.

Les STEP dans le monde

Les STEP ont été mises en service, pour la plupart, entre les années 1970 et 1990. A l’échelle mondiale, on en dénombre aujourd’hui une soixantaine – en activité ou en construction – d’une capacité supérieure à 1000 MW. A noter que le record mondial de puissance en turbinage est actuellement détenu par la centrale américaine de Bath County, en Virginie, avec un peu plus de 3000 MW.

La France, elle, dispose de 6 installations de ce type, d’une puissance en turbine significative :

– Grand’Maison (Isère, 1 790 MW ) ;

– Montézic (Aveyron,  910 MW) ;

– Super-Bissorte (Savoie, 730 MW) ;

– Revin (Ardennes, 720 MW) ;

– Le Cheylas (Isère, 460 MW) ;

– La Coche (Savoie, 330 MW).

Ces STEP françaises, toutes exploitées par EDF, ont été mises en place au cours des décennies 1970 et 1980, dans un contexte de développement du parc nucléaire français. L’objectif poursuivi était alors d’optimiser le fonctionnement de ce parc en assurant le stockage de sa production nocturne.

Des STEP marines au STEP sous-marines, il n’y a qu’un pas

Actuellement, l’implantation des STEP est limitée aux régions montagneuses ou semi-montagneuses. Mais l’objectif est, à terme, de s’affranchir de cette contrainte géographique pour permettre aux territoires ne présentant pas de reliefs marqués de pouvoir tirer profit de cette technique. Dans cette optique, EDF travaille actuellement à la conception de STEP situées en milieu marin et étudie la réalisation de projets situés en Guadeloupe et à la Réunion. Dans ces régions énergétiquement isolées, la chute d’eau nécessaire au fonctionnement du dispositif serait artificiellement créée, entre une retenue creusée au sommet d’une falaise, et l’océan qu’elle surplombe.

Poursuivant cette logique d’affranchissement des contraintes géographiques, la start-up norvégienne SubHydro AS, en collaboration avec le SINTEF, souhaite quant à elle étendre l’application des STEP au milieu… sous-marin. Son principe ? Exploiter la pression des fonds océaniques pour stocker l’énergie. Cette “centrale électrique à accumulation” d’inspiration quasi vernienne, serait constituée de réservoirs sous-marins associés à une turbine, et reliés à la surface par un conduit de ventilation.

A l’ouverture de ces réservoirs, l’eau, mue par la force hydrostatique, s’y engouffrerait, actionnant ainsi une turbine productrice d’électricité. C’est le mode dit de “turbinage”. A contrario, en mode “pompage”, l’énergie – produite par des éoliennes offshores par exemple – alimenterait une pompe afin de déloger l’eau et la remplacer par de l’air. Révolution’air.

Dans un contexte de transition énergétique, et afin d’accompagner au mieux le développement des énergies solaire et éolienne, par nature intermittentes, la mise en oeuvre de la technique de stockage d’énergie par pompage est plus que jamais d’actualité. Technologie d’actualité, mais aussi du futur, comme en témoignent les projets révolutionnaires de STEP sous-marines. STEP, la bien nommée donc, car la révolution, c’est chose sûre, est en marche.