Une station de transfert d’énergie par pompage (Step) exploite la différence d'altitude entre deux réservoirs d’eau pour stocker l’électricité. © Peter Williams, Flickr

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STEP

DéfinitionClassé sous :énergie renouvelable , stockage d'électricité , hydroélectricité

Une Step (station de transfert d'énergie par pompage) est un moyen de stocker l’électricité qui exploite la différence d'énergie potentielle entre deux bassins. Elle se compose de deux réservoirs d'eau séparés par un dénivelé. Lorsqu'il y a un surplus d'énergie, une pompe puise l'eau dans le bassin inférieur pour l'acheminer vers le bassin supérieur. Lors des pics de consommation, l'eau du bassin supérieur est relâchée vers le bassin inférieur et alimente une turbine qui produit de l'électricité.

Avantages et types de Step

Une Step est capable de délivrer de l'énergie en quelques minutes et avec un très bon rendement (entre 70 % et 85 %). Autre avantage : sa durée de vie élevée (supérieure à 70 ans), une technologie simple, éprouvée et un coût de stockage 20 fois inférieur par MWh que celui d'une batterie lithium-ion. Il existe deux catégories de Step :

  • Step pures en circuit fermé sans apport d'eau extérieur ;
  • Step mixtes alimentées par un cours d'eau. Les deux réservoirs sont alors situés sur le cours d'eau et délimités par un barrage. L'intérêt est de profiter du débit de l'eau pour alimenter la turbine. Le barrage de Grand'Maison, en France, exploite ainsi l'Eau d'Olle dont le débit augmente fortement à la fonte des neiges.

Les nouvelles Step à vitesse variable sont par ailleurs capables de s'adapter au débit et à la hauteur des chutes, et d'optimiser le rendement. Il est alors possible de pomper l'eau même si la quantité d'énergie disponible est inférieure à celle qu'exigerait le fonctionnement à vitesse fixe.

Comment fonctionne le stockage hydroélectrique par pompage ? © Connaissance des Énergies

Conditions nécessaires à l’installation

Les Step nécessitent un dénivelé important et un gros volume d'eau, du fait de leur faible densité énergétique : un mètre cube d'eau chutant de 100 mètres produit seulement 0,272 KWh. Elles sont donc installées principalement en zone montagneuse, bien que des projets en bord de mer soient à l'étude (Step marines). Elles requièrent aussi des investissements importants, notamment pour la construction des barrages.

Capacités en France et dans le monde

En 2018, les Step représentent 97 % des capacités de stockage dans le monde, soit 153 GW dont 51,7 MW en Europe, selon l'Association internationale de l'énergie hydraulique (IHA).

En France, six Step principales sont en opération et exploitées par EDF pour une capacité de 4,8 MW :

  • Grand'Maison en Isère (1.790 MW)
  • 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)

La Programmation Pluriannuelle de l'Energie (PPE) de 2016 a fixé un objectif d'une hausse des capacités de production des Step de 1 à 2 GW d'ici 2025 ou 2030.

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