La batterie n’est pas l’unique moyen de stocker de l’électricité. En Suisse, une «station de transfert d’énergie par pompage» (STEP) s’apprête à en accumuler de très grandes quantités dans la montagne. Aussi puissante qu’un réacteur nucléaire, la STEP du Nant-de-Drance sera branchée au réseau en décembre 2021.
À cheval sur la frontière Franco-Suisse, le complexe hydroélectrique d’Émosson produit de l’électricité renouvelable depuis près de cinquante ans. Les deux centrales qui y sont reliées, l’une Suisse et l’autre Française, développent une puissance cumulée de 390 MW. Si l’ensemble est déjà équipé de petits bassins artificiels destinés au pompage-turbinage, il exploitera bientôt un aménagement de bien plus grande capacité. En décembre 2021, la mise en service de la STEP du Nant de Drance ajoutera 18 GWh de capacité de stockage et 900 MW de puissance électrique au réseau.
Surrélévation du barrage de Vieux-Emosson – Photo : Nant de Drance SA.
Une chute d’eau vertigineuse
Cette super-STEP est le fruit de 12 années d’un chantier titanesque, presque entièrement réalisé dans les entrailles de la montagne. Pour relier les deux lacs d’Émosson, 17 km de galeries souterraines ont été aménagées. Une « caverne des machines » abritant six turbines Francis de 150 MW, pompera l’eau vers le lac supérieur lorsque la production d’électricité est excédentaire. Puis, selon les besoins du réseau, elle sera relâchée dans le lac inférieur après avoir chuté sur une hauteur de 425 m dans deux canaux verticaux de 7 m de diamètre.
L’intérieur d’un des puits verticaux – Photo : Nant de Drance SA.
La STEP du Nant de Drance pourra ainsi injecter sur le réseau une puissance équivalente à un réacteur nucléaire (900 MW), mobilisable en moins de 5 minutes. Du remplissage à la vidange complète, les 25 millions de m³ du lac supérieur permettront de fournir du courant pendant 20 heures d’affilée. Un moyen idéal pour y stocker, par exemple, la production intermittente des éoliennes et panneaux photovoltaïques.
La centrale hydroélectrique souterraine – Photo : Nant de Drance SA.
Moins chère qu’une batterie géante
Le rendement de l’installation est annoncé à plus de 80 %. C’est un peu moins qu’un système de stockage par batteries, mais ses avantages sont considérables. Pour un coût estimé à 2,1 milliards de francs suisses (1,95 milliards d’euros), cette centrale de pompage-turbinage peut délivrer une puissance très élevée et accumuler une quantité phénoménale d’énergie. Les 18 GWh du Nant de Drance auraient coûté pas moins de 4,5 milliards d’euros s’ils étaient stockés au sein d’une batterie (estimation basée sur le coût des Powerpacks Tesla d’Hornsdale en Australie).
En économisant aussi sur l’espace et les ressources, les STEP conservent donc une longueur d’avance face aux batteries stationnaires. Malgré un potentiel important offert par ses nombreux reliefs, la France n’exploite que 6 stations de pompage-turbinage. Aucun nouveau projet n’est actuellement à l’étude, si ce n’est quelques fantasmes de passionnés d’énergies.
L’avenir de la Suisse (et celui d’autres pays n’ayant pas de gisement éolien offshore) sera peut-être solaire + STEP au printemps et en été et nucléaire à l’automne et en hiver. Cela permettra de faire toutes les révisions des centrales nucléaires au printemps et en été.
Si une utilisation des centrales nucléaires (peut-être sous forme de SMR) la moitié du temps permet de doubler leur durée de vie, cela peut être rentable.
D’ici quelques années, lorsque le solaire sera davantage développé, ils pourront d’ailleurs commencer à n’utiliser certains réacteurs nucléaires que durant la moitié de l’année.
En investissant massivement dans le solaire + STEP, sans avoir d’éolien, elle part pour l’instant dans l’inconnu pour remplacer le nucléaire en automne et en hiver, qui fournit 40% de son électricité, sachant que la demande d’électricité va augmenter, pour remplacer les voitures à essence.
A moins que finalement, elle sorte du nucléaire actuel… pour passer à des SMR, si cette filière se développe au niveau mondial.
La Suisse va utiliser de plus en plus ses STEP pour le stockage journalier de l’énergie solaire de mars à septembre. D’octobre à février, elle pourra importer de l’électricité éolienne d’Allemagne lors des périodes de surproduction, et faire fonctionner ses STEP une partie du temps. Le reste du temps, elle pourra utiliser des centrales à biomasse/biogaz, des centrales à hydrogène, et ses centrales hydroélectriques à accumulation. Etant donné que les précipitations en automne / hiver seront de plus en plus sous forme de pluie et de moins en moins sous forme de neige qui fond au printemps, la production hydraulique… Lire plus »
Pour la stratégie neutralité CO2, on aurait besoin de stocker 20TWh. En d’autres mots, on aurait besoin de mille Nant de Drance. Mille. 1000×2,1 Miliards de francs.
D’où tirez-vous ces chiffres ?
Eléctricité actuelle (Suisse) 60TWh. Les renouvelables en Suisse seront solaire pour la plupart.
25TWh remplacement nucléaire
60TWh remplacement fossiles par courant (240TWh fossiles)
donc 85TWh
Stockage saisonal nécessaire environ 25% (solaire ne livre que 0.5 heures de pleine charge en Déc/Jan et 1.0 en Nov/Fev)
85×0.25 environ 20TWh
On peut jouer avec les éstimations, mais le résultat ne sera pas encourageant.
1TWh de stockage correspond à 1 Grande Dixence, altitude 2000m (et un lac en bas en plus).
Laurenz ,nous n avons pas besoin de stocker 100% de l energie renouvelable.
SEULS 8% d energie pilotable sont suffisants pour stabiliser le systeme electrique
( exemple; allemagne (systeme electrique plus stable que le systeme fr selon l UE), utilise 8% d energie biomasse pilotable)
Il s’agit de 25%, pas de 100%. L’Allemagne utilise surtout le charbon pour piloter.
Avec 100% de renouvelables, qui seront solaire pour la pluspart en Suisse, on doit transférer 25% de l’énergie de l’été à l’hiver.
Bonjour, pour être précis la société Électricité d’Emosson SA turbine depuis presque 50 ans, les eaux du barrage d’Emosson en deux paliers : le premier avec sa centrale de Vallorcine en France, le second en Suisse avec sa centrale de la Batiaz. Elle dispose effectivement de deux pompes de 40MW permettant de venir stocker dans le barrage d’Emosson les eaux captées dans le Val Ferret.
Nant de Drance est une autre société qui exploitera effectivement la STEP décrite dans l’article.
Cette STEP du Nant-de-Drance n’a malgré tout que la moitié de la capacité de stockage et de la puissance de Grandmaison… Pourquoi ne pas avoir souligné l’étude réalisée en 2013 par le Joint Research Centre (JRC) de la Commission européenne, sur les possibilités de créer de nouvelles Step en utilisant uniquement les barrages des centrales hydroélectriques existantes, barrages distants au maximum de 20 kilomètres, d’un volume minimum 100.000 mètres cubes et possédant une différence d’altitude supérieure à 150 mètres. En France, nous possédons 124 sites, avec un potentiel réalisable de stockage de 0,5 térawattheure (TWh) (2,8 fois l’existant). Mais cette étude… Lire plus »
Merci pour cette suggestion, nous allons envisager la rédaction d’un article sur le sujet.
Je suis a votre disposition pour vous fournir des éléments d’information sur ce sujet et aussi sur les STEP existantes en Europe, en projet et sur les freins qui bloquent hélas leur installation en France.
Pourtant, elles représentent le complément idéal pour les renouvelables, mais c’est présenté comme irréaliste…
Selon Alpiq France Entreprises : « la production annuelle dépendra des marchés, mais elle a été estimée à 2500 GWh. Ceci correspondrait à 125 cycles complets en supposant qu’on utilise toute l’énergie stockée à chaque cycle, ce qui ne sera assurément pas le cas. ». Donc 2500/125 = une production maximum de 20 GWh par cycle de 20 heures, tablons plutôt sur 10 à 15 TWh par cycle de 20 heures (125 fois).
Erratum : tablons plutôt sur 10 à 15 GWh par cycle de 20 heures (125 fois).
Superbe! Donc si l’on se réfère aux chiffres bruts, un stockage batterie coûterait le double d’une STEP en investissement. Mais…. Quid du coût de fonctionnement, d’entretien de l’une ou l’autre solution? L’énergie batterie est mobilisable en moins d’une seconde, pas 5 minutes! Et enfin, à capacité de stockage égale, quelle est le volume occupé par les batteries et leurs annexes, en comparaison du volume d’eau cumulé des 2 lacs? Pour dire les choses autrement, le coût est une chose, mais les STEPs nécessitent des montagnes dépourvues d’habitants et d’écolos protecteurs de vallées, ce que l’on trouve assez rarement en Europe,… Lire plus »
Sans commentaire👍🏻
C’est trop facile. On ne peut pas comparer les technolgies comme ça. Chaque technologie est adaptée à un usage et le stockage batterie n’est pas adapté à toutes les situations. Il faut prendre en compte par exemple le nombre et la fréquence des cycles possibles. Sur le graphique qui suit on voit que les usages STEP et batteries ne se recoupent pas, donc les deux sont complémentaires, et pas concurrents (si on prend en compte les batteries actuelles, qui vont évoluer dans les années à venir.)
« L’énergie batterie est mobilisable en moins d’une seconde, pas 5 minutes! »
5 minutes sont suffisantes pour anticiper les besoins.
« les petites unités sont non rentables et abandonnées »
Il n’y a pas de raison physique à cela, plutôt des raisons administratives.
Enfin, c’est sûr que l’on ne peut pas faire des STEP partout et que les batteries ont de nombreux avantages. Les investisseurs y verront sans doute plus clair dans 5 ou 10 ans sur le coût comparé des batteries et des STEP.
Pour la comparaison, c’est facile:
Les batteries, vous feraillez 100% de l’installation tous les 10ans
Les Steps: Revision tous les 20 ans, Gros entretient tous les 50…
En france on a 200gwh de capactité step (=2h de conso du pays en hiver), l’equivalent en batteries ça boxe dans 20 milliards d’€ à remettre tous les 10ans…
Vu sous cet angle…