En reproduisant le principe de fonctionnement de certaines centrales hydroélectriques, un complexe HLM du Pas-de-Calais a rendu ses parties communes autonomes en énergie. Une curieuse installation qui permet d’explorer une alternative aux batteries pour le stockage résidentiel d’électricité.
Si le toit de la résidence Goudemand à Arras (Pas-de-Calais) est complètement inondé, ce n’est pas parce que les gouttières sont obstruées. Les 30 centimètres d’eau qui recouvrent l’un des trois bâtiments du complexe HLM servent à stocker de l’électricité renouvelable.
Rien de magique ici : le concept est identique à celui des STEP (stations de transfert d’énergie par pompage-turbinage), ces centrales hydroélectriques qui déplacent l’eau de réservoirs situés à différentes altitudes pour accumuler ou produire du courant.
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Sur la résidence Goudemand, le principe est appliqué à toute petite échelle. L’immeuble de 10 étages pour une trentaine de mètres de haut remplace la montagne. Son toit fait office de réservoir supérieur : il accumule jusqu’à 60 m³ d’eau sur 200 m² et 30 cm de profondeur. Le réservoir inférieur est constitué de 5 cuves en plastique placées en sous-sol et dont la capacité totalise 10 m³. Les deux réservoirs sont reliés par une pompe et une turbine.
Lorsqu’il faut « recharger » le dispositif, la première est mise en route. D’une puissance de 1,5 kW, cette pompe multicellulaire puise l’eau des cuves en sous-sols vers le bassin en toiture pour stocker de l’électricité sous forme d’énergie potentielle de pesanteur. À l’inverse, pour « décharger », l’eau du toit chute vers les cuves en traversant une petite turbine Pelton de 0,45 kW, ce qui génère de l’électricité.
À gauche : le toit de la résidence Goudemand / Image : Pas-de-Calais Habitat. À droite : ses réservoirs et sa turbine Pelton / Image : Guilherme de Oliveira e Silva.
Un rendement médiocre comparé aux batteries
La pompe est alimentée par 2 mini éoliennes à axe vertical d’une puissance unitaire de 0,5 kW et un parc photovoltaïque de 2,2 kWc, eux aussi déployés sur la toiture. Leur production variable est d’abord stockée dans un petit parc de batteries plomb-acide de 24 kWh de capacité. La mini STEP ne prend le relais en pompant que lorsque les batteries sont pleinement chargées. Plus tard, une fois ces dernières déchargées, le dispositif hydroélectrique passe en mode turbinage pour les recharger.
Selon les recherches de l’ingénieur Guilherme de Oliveira e Silva, publiées dans Water Power Magazine, la capacité de stockage utile de la mini-STEP s’élève à seulement 3,5 kWh. Son rendement se situerait entre 25 et 35 %, ce qui est très mauvais au regard des 70 à 80 % revendiqués par les grandes STEP de montagne et les 90 % des batteries.
À lire aussi Il fabrique sa propre centrale hydroélectrique et dit adieu à EDFL’ensemble batteries, mini STEP, éoliennes, panneaux solaires permet d’assurer l’alimentation en totale autonomie des parties communes du complexe HLM, à l’exception des ascenseurs. Il s’agit principalement de l’éclairage des couloirs et escaliers, composé d’ampoules LED particulièrement économes et piloté par des capteurs de présence, ainsi que des interphones. Rien de très gourmand en énergie, en somme.
Une expérience très coûteuse
Son coût, qui n’a pas été publiquement dévoilé, est estimé à 73 000 € selon Water Power Magazine. Un investissement qui parait bien trop élevé au regard du service rendu. À elle seule, la mini STEP aurait coûté 38 000 €. En utilisant uniquement des batteries au lithium, la facture aurait pu être considérablement abaissée, assure la publication.
Le projet n’a d’ailleurs pas été reproduit, contrairement à ce que laissait imaginer Pas-de-Calais Habitat, le bailleur social et commanditaire de l’opération, lors de l’inauguration fin 2012. Il annonçait pourtant un modèle réplicable sur 30 % de son parc (12 000 logements), selon un article du Moniteur. L’opération devait faire économiser 50 € par an et par logement aux 240 locataires de cet HLM.
Dix ans plus tard, qu’est-il advenu du système ? Les estimations étaient-elles justes ? La mini STEP a-t-elle permis d’économiser sur la facture d’électricité ? Malgré nos innombrables prises de contact et relances et à notre grand regret, Pas-de-Calais Habitat n’a jamais donné suite à nos demandes d’informations. En mars 2022, les éoliennes en toiture étaient toujours visibles depuis la rue, d’après les images de Google Streetview.
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Sans compter 200m2 de patinoire mis à la gracieuse disposition des habitants au plus fort de l’hiver nordiste !
bon c’est ce qui s’appelle un projet pilote. Conclusion : à ne pas reproduire.
D’autres écueils étaient : le poids limité sur la toiture en raison de l’architecture du bâtiment (et le risque d’étanchiétie), ainsi que la hauteur limitant l’énergie potentielle de pesanteur et donc le rendement.
Les locataires doivent apprécier le bruit de cette gigantesque chasse d’eau.
J’ai rarement vu une idée aussi stupide…
La personne qui a acheté ça n’a jamais fait de physique de sa vie c’est pas possible autrement…
Vous pouvez developper car si on connait rien à la chute d’eau cela parait malin justement.
C’est bien le problème quand on y connait rien on prend de mauvaise décisions.
C’est le même principe qu’un barrage, or les barrages fonctionnent, donc ça va forcément fonctionner !!FAUX!!
Et pour ceux qui ne connaissent pas la formule la voici:
Epp = m x g x z avec
Il faut le mettre en rapport avec le moteur qui remonte l’eau, mais bien entendu faire des travaux assez conséquent et cher pour si peut d’energie stocker ça parait vraiment pas malin. Un truc interressant, qui a prit la décision et suivant quel cahier des charges et ammortissement.
Exact je n’ai pas parlé du rendement qui intervient à la montée et la descente!
Bon sur le papier ça a l’air génial !!
C’est fumeux, je ne veux pas payer le jour où il faut refaire l’étanchéité de la toiture! Pour juste allumer les couloirs et le parking, cela me paraît particulièrement overkill. Enfin bon, il faut bien tester des choses de temps en temps!
Je suis d’accord avec votre dernière phrase. C’est facile de critiquer après mais il faut bien tester des solutions. Ce qui est dommage c’est que l’organisme qui a mis ça en place n’a pas répondu. Ils ont peut-être honte de leur système. C’est triste de penser comme cela. C’était l’occasion de faire un bilan critique et d’en tirer des conclusions pour faire avancer des solutions futures.