Après 14 ans de travaux, la station de transfert d’énergie par pompage-turbinage (STEP) du Nant-de-Drance en Suisse vient d’être branchée au réseau. Un système de stockage d’électricité redoutablement efficace pour optimiser la production des énergies renouvelables.
Connaissez-vous l’étonnant secret caché par quelques rares barrages hydroélectriques ? Au-delà de leur muraille et lac de retenue d’apparence habituelle, certains abritent un discret mais ingénieux système de stockage d’électricité. Appelé « STEP » pour « Station de transfert d’énergie par pompage-turbinage », ce système est une sorte de batterie fonctionnant exclusivement avec de l’eau.
Le principe est simple : lorsque l’électricité est excédentaire sur le réseau, des pompes remplissent un lac supérieur. C’est la phase de recharge, comme sur une batterie. Puis, selon les besoins, l’eau est envoyée vers un lac inférieur. Dans sa chute, elle entraîne des alternateurs qui produisent de l’électricité. C’est la phase de décharge.
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Schéma de principe d’une STEP / Document EDF publié par xaintrie-passions.com
Stocker de grandes quantités d’électricité renouvelable
Selon ses dimensions, une STEP peut ainsi accumuler des quantités faramineuses d’électricité. Une caractéristique particulièrement utile dans le cadre du développement des énergies renouvelables non-pilotables. Alors que l’éolien et le solaire n’obéissent qu’à la météo, une STEP peut stocker et redistribuer leur production en fonction des besoins des consommateurs.
Le vent souffle, le ciel est clair, éoliennes et panneaux solaires produisent plus que nécessaire ? La STEP active ses pompes pour « recharger » le lac supérieur. La nuit tombe et le vent se calme ? La STEP se décharge dans le lac inférieur en produisant de l’électricité.
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Malgré cet avantage considérable, rarissimes sont les pays européens qui investissent dans de nouvelles STEP. La mise en service de la STEP du Nant-de-Drance en Suisse est donc un petit évènement. Située à la frontière franco-helvétique, cette unité ajoute 20 GWh de capacité de stockage et 900 MW de puissance installée au réseau suisse mais aussi européen. Pour se faire une idée, 20 GWh équivalent à environ 250 000 batteries de Tesla Model 3 Long Range et 900 MW est la puissance d’un réacteur nucléaire français de première génération.
Démarrée le 1er juillet, elle a nécessité 14 années de travaux pour réaménager un complexe hydroélectrique existant. À 2 225 m d’altitude, le barrage du Vieux-Emosson qui fait office de lac supérieur, a du être surélevé. Un puits de chute de 425 mètres de profondeur et 17 km de galeries ont été percés dans la montagne. Véritable cathédrale souterraine, la centrale électrique abrite six turbines-pompes de 150 MW chacune.
Une STEP moins coûteuse qu’une giga-batterie
Elle débouche sur le lac inférieur constitué par le barrage d’Emosson, dans lequel l’eau peut être turbinée jusqu’à un débit de 360 m3/s (l’équivalent du flux estival du Rhône à hauteur de Genève). L’installation peut passer « en moins de cinq minutes du pompages à pleine puissance au turbinage à pleine puissance, soit de -900 à +900 MW » assure l’exploitant, la société Nant-de-Drance. Une réactivité très appréciée par les gestionnaires de réseaux électriques, dont la mission est de synchroniser avec une extrême précision production et consommation. D’autant que la centrale dispose d’un rendement de 80%, « l’un des plus élevés à l’heure actuelle pour stocker de l’électricité » explique la société.
Cette dernière rassemble les fournisseurs et producteurs d’électricité Alpiq, IWB et FMV ainsi que les chemins de fer suisses CFF. La STEP a nécessité un investissement de près de 2 milliards de francs suisses (soit autant d’euros). Une somme finalement pas si élevée au regard de la quantité d’électricité accumulée. À 111 €/kWh, dans le cas de la STEP de Nant-de-Drance, le prix du stockage par STEP reste inférieur à celui d’une giga-batterie.
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Un calcul rapide : l’énergie stockée correspond à un peu plus d’une heure de la consommation énergétique de la Suisse. Ce n’est pas si mal, mais ne répond qu’en faible partie au un vrai besoin de stockage d’énergies intermittentes pouvant être sur plusieurs jours votre plusieurs semaines.
Pour information, une STEP en Suisse c’est une station d’épuration, Nant de Drance est une Centrale Pompage-Turbinage CPT selon les termes utilisés ici.
C’est une technologie qui existe dans les Pyrénées depuis des dizaines d’années
Tout à fait, de même dans les Vosges, entre le lac Blanc et le lac Noir, depuis les années 30…. Alors nouveauté !!!
La step est Suisse.
Nous avant on avait des liens avec la Suisse, objectif prix stratégie long terme compétences. Avant.
En gros, ça représente la production journalière d’une tranche nucléaire donc pas grand chose au regard du besoin de stockage induit par les énergies intermittentes.
Dit autrement, la STEP se vide en une journée à pleine puissance. Et il faut surement plusieurs jours pour la recharger entièrement car il faut de l’énergie renouvelable fatale excédentaire pour que cela soit intéressant. Or en 2020, 66% de l’électricité suisse est produite par des barrages, ce qui est excellent, mais ne sert pas à grand chose pour remplir une STEP. Comme expliqué, cela reste un très bon moyen, (le meilleur peut-être) pour gérer les pointes ponctuelles de demandes. Comparer cela à du nucléaire n’est pas pertinent, voir fallacieux, car ce sont deux utilisations bien distinctes. Et si les… Lire plus »
Pourtant, c’est bien présenté comme complément aux Enr pour fabriquer de l’électricité quand on en a besoin alors que les STEP sont utilisées actuellement pour des besoins ponctuels comme les pointes journalières ou des incidents de réseau. Ce qui est fallacieux, c’est de compter dessus lorsque le vent va tomber ou que le temps va se couvrir.
Oui, cette façon efficace et intelligente de ‘stocker’ de l’énergie électrique est connue et pratiquée (pas suffisamment !) depuis de nombreuses années. Une stratégie pertinente qui était enseignée sur les bancs de l’École Centrale de Lyon dès la fin des années 1970 !
le prix du stockage est probablement de 111 €/MWh, et non kWh
Non, il s’agit bien de kWh. Il y a juste un petite coquille, car la STEP fait 20 GWh et non pas 18 GWh. La bonne valeur est donc 100 €/kWh.
20 millions de kWh x 100 € = 2 milliards d’€
Compliqué en effet de savoir la production annuelle, les coûts de maintenance pour trouver un prix au MWh, sachant qu’à part l’eau de pluie pour remplir le bassin supérieur, quand on pompe c’est qu’on a de l’électricité en trop quelque part et qu’on ne l’a pas vendue ailleurs (mais qu’elle avait un coût)… et on « gagne » de l’argent que quand on la revend… si on considère grossièrement quelques valeurs, je pense que l’on arrive à peu près au montant de 50 Euros par MWh ce qui doit être assez compétitif et stable surtout…
C’est le prix de la capacité de stockage pas du kWh vendu. Une batterie de 50kWh coûte 7000€ mais fourni pendant 15 ans des milliers de kWh électrique à 0.15€/kWh
On se mélange vite les pinceaux ahaha
comme la Norvege. Bravo les suisses !!! on va bien arriver a faire une Europe 100% ENR, avec toutes ces bonnes initciatives
Voilà au moins une décision intelligente ! Avec des rendements bien meilleurs qu’un électrolyseur ! C’est la meilleure solution qui existe pour backuper les enr !