Les STEP (Stations de transfert d’énergie par pompage) sont de grandes infrastructures pouvant stocker l’électricité grâce à deux réservoirs d’eau, dont un situé en hauteur.
- Pour produire de l’électricité, on laisse couler l’eau du bassin supérieur vers le bassin inférieur, faisant tourner une turbine qui transforme cette énergie cinétique en électricité.
- Pour stocker de l’électricité, on pompe de l’eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur.
Le principe et rendement des STEP
Le principe des stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) est assez simple: quand vous voulez stocker de l’électricité, vousen utilisez pour pomper de l’eau d’un bassin vers un autre plus en hauteur. Puis, quand vous en avez besoin, vous faites redescendre l’eau, qui va cette fois faire tourner une turbine produisant de l’électricité, comme dans un barrage hydroélectrique classique. On parle aussi de « pompage-turbinage ».
Les STEP peuvent être soit « pures », c’est-à-dire fonctionner en circuit fermé; soit être « mixtes », c’est-à-dire en recevant en plus des flux d’eau naturels. Dans ce dernier cas, il ne s’agit plus seulement d’une installation de stockage d’électricité, mais aussi de production à proprement parlé.
Le rendement est assez élevé pour un dispositif de stockage: de l’ordre de 70 à 85%.
Le prix et les capacités de stockage des STEP
[a compléter]
1 m3 d’eau à une altitude de 100 m a une énergie potentielle de 0,272 kWh
Histoire et actualité des STEP
En 2019, il y avait dans le monde 157 994 MW d’installés (je n’ai pas le chiffre de l’énergie stockée). Les 7 premiers sont la Chine (30 290MW), le Japon (27 637 MW), les Etats-Unis (22 855 MW), l’Italie (7 685 MW), l’Allemagne (6 364 MW), l’Espagne (6 117 MW) et la France (5 837 MW). Les centrales les plus puissantes sont celles de Bath County aux Etats-Unis (3 003MW), de Huizhou (2448 MW) et de Guangzhou (2 400 MW) en Chine.
En France, il existe 6 principales STEP en activité offrant une capacité d’appoint significative au réseau électrique national (par ordre de puissance de turbine) :
- Grand’Maison en Isère, d’une puissance en turbine de 1 790 MW, est la 7e centrale au monde en termes de puissance ;
- Montézic dans l’Aveyron (910 MW) ;
- Super-Bissorte en Savoie (730 MW) ;
- Revin dans les Ardennes (720 MW) ;
- Le Cheylas en Isère (460 MW)
- La Coche en Savoie (330 MW).
Une infrastructure intéressante est la central d’El Hierro, une petite île des Canaries, en Espagne. La centrale hydro-éolienne d’El Hierro, inaugurée en 2014, combine un parc éolien ayant une puissance de crète de 11.5MW, pouvant alimenter une STEP pouvant transporter l’eau sur 700m de dénivelé et produire 11.3MW. Elle a permis de décarboner en moyenne la moitié de l’électricité utilisée par les 8000 habitants de l’île, le reste étant produit par une centrale au fioul.
Parmi les projets innovants dans le domaine, vous avez:
- StepSol, qui propose de combiner STEP et production photovoltaïque.
- Rhenergise propose de remplacer l’eau par un liquide riche en minéraux, baptisé R-19, dont la densité est 2.5 fois plus élevée, ce qui permettrait de diviser d’autant la hauteur de chute nécessaire (=200m) et permettrait par exemple le Royaume-Unis, d’en avoir. (source)
- On pourrait envisager de noyer la vallée d’Abondance en Haute-Savoie pour aménager une STEP gigantesque, pouvant stocker 3TWh. Il faudrait déplacer jusque 4000 personnes et créerait un lack de 21km². C’est le projet Grande Abondance imaginé par Benjamin Laredo, un étudiant ingénieur. Il s’élèverait entre 30 et 50 milliards d’euros. (source)
Le futur : STEP marines et souterraines ?
Une piste intéressante, notamment pour se combiner à l’éolien marin, est d’installer une centrale au pied d’une falaise et un réservoir en haut. Le bassin inférieur sera simplement la mer. Un test au Japon, à Okinawa, de 30MW n’a pas été concluant.
Parmi les projets innovants dans le domaine, vous avez:
- Une startup californienne, « Oceanus Power & Water« , creuse la piste des STEP marines. Avec EDF, elle développe une installation au nord du Chili.