Stocker l’énergie est un besoin indubitable de la transition énergétique. On peut toutefois se sentir parfois perdu, parmi tous les concepts, de différentes tailles, de différentes techniques, à différents niveaux de maturité technologique. Nous vous aidons dans cet article à bien comprendre chaque technologie.
Un système de stockage d’énergie est un système capable de manipuler les différentes formes de l’énergie : énergie électrique, énergie chimique, énergie potentielle de pesanteur, et tant d’autres. Le plus souvent, pour charger ce système, il faudra transformer l’énergie fournie à partir d’une source d’énergie disponible, mais peu stable et peu stockable, pour la convertir en une forme durable. Inversement, au cours de la décharge, elle sera « déconvertie » sous une forme où elle est plus utilisable.
Stocker l’énergie, ce n’est donc rien d’autre que cette capacité à jongler avec les différentes formes d’énergie. La classification des catégories de stockage d’énergie est ainsi éminemment liée à la forme de l’énergie qu’il contient. Sur la base de ce principe, nous pouvons proposer une classification sous la forme du tableau suivant :
| Forme d’énergie | Exemples de systèmes de stockage d’énergie |
| Énergie potentielle gravitationnelle | Barrage, STEP, Tour gravitaire |
| Énergie cinétique | Volant d’inertie |
| Énergie élastique | Montre à ressort, stockage d’air comprimé souterrain (CAES) |
| Énergie thermique | Cumulus, Ballon-tampon, stockage à sels fondus, stockage de chaleur souterrains (UTES), |
| Énergie latente | Glacières, « Ballon de glace », autres divers projets de stockage de chaleur |
| Énergie chimique | Hydrogène, carburants synthétiques (méthane, méthanol), accumulateurs électrochimiques (batteries plomb-acide, Li-ion), accumulateurs thermochimiques (ex sels) |
| Énergie électrique | Bobine, Spéculatif : boucles de courant dans supraconducteur à température ambiante |
| Énergie potentielle électrique | Condensateur, Supercondensateur |
| Énergie électromagnétique | Spéculatif : mémoires photoniques de masse |
| Énergie nucléaire | Spéculatif : transition d’isomères nucléaires |
| Masse-énergie | Spéculatif : antimatière |
Chaque type de stockage est détaillé dans la suite de l’article.
Énergie potentielle gravitationnelle
Pour stocker de l’énergie potentielle, il faut de la masse et la placer en hauteur. Typiquement, un tel système de stockage se trouve sous la forme d’un barrage retenant une très grande quantité d’eau. Un tel barrage se trouve sur le chemin d’un cours d’eau ; lorsqu’il est réversible et permet de transférer l’eau entre un bassin inférieur et un bassin supérieur, on parle de Station de transfert d’énergie par pompage (STEP). Une STEP est généralement construite comme une extension d’un barrage, et elle se trouve donc le long d’un cours d’eau. Il existe toutefois des STEP côtières, placée au sommet d’une falaise (le bassin inférieure étant au niveau de la mer, voir uniquement constitué par la mer elle-même) ; citons par exemple le cas bien connu d’El Hierro.
La matière dans laquelle est stockée l’énergie potentielle gravitationnelle peut être également solide. C’est le cas pour certains concepts dits de « tour gravitaire ». La plupart des projets de ce type sont à l’état de R&D, mais certains sont nettement plus avancés, au stade pilote, par exemple, le concept d’Energy Vault.
Pour le stockage à énergie potentielle gravitationnelle, l’énergie d’entrée est le plus souvent électrique, tout comme l’énergie de sortie. Anciennement, des variantes pouvaient proposer de l’énergie cinétique (mouvement) en sortie, par exemple, dans le cas d’un moulin. Ce sont des stocks généralement de très grande taille.
Énergie cinétique
L’énergie cinétique est le plus souvent stockée sous forme d’énergie de rotation, et c’est typiquement le cas des dispositifs appelés « volant d’inertie ». De tels systèmes sont basés sur un matériau pesant, susceptible de tenir vis-à-vis de la force centrifuge à de très hautes vitesses, exigeant ainsi des matériaux de haute technologie. Il existe des concepts avec des matériaux plus courants, mais tout aussi modernes, comme le volant d’inertie en béton d’Energiestro.
L’énergie en entrée du système est le plus souvent fournie sous forme électrique, alimentant un moteur électrique qui met en rotation le volant d’inertie, dans lequel est alors stockée de l’énergie cinétique (de rotation). Lorsqu’il faut extraire de l’énergie, le volant entraîne le moteur en sens inverse, qui devient alors un alternateur capable de produire de l’énergie électrique. Ces systèmes peuvent être de petite taille, ou de grande taille, mais ils ne peuvent rivaliser en pratique avec des barrages, par exemple, en termes de taille.
Il existe également des volants d’inertie purement mécaniques, dans le sens où ils récupèrent, stockent et restituent de l’énergie cinétique uniquement, comme dans le cas des volants moteur des véhicules ; il s’agit par ailleurs de l’utilisation la plus communément répandue aujourd’hui.
Énergie élastique
Il s’agit d’une des plus anciennes manières de stocker l’énergie ; citons par exemple les montres à ressort, qui permettaient de stocker, pour une certaine durée, l’énergie que l’on fournissait en remontant la montre à la main, en faisant tourner sa clé.
Plus moderne, l’exemple le plus typique d’un stock d’énergie élastique sont les concepts de stockages à air comprimé (CAES) ; on parle dans ce cas d’énergie pneumatique. Un simple réservoir d’air comprimé est un stock d’énergie, mais en ce qui concerne le stockage de très grande taille, de vastes projets souterrains sont encore au stade du prototype. Pour ces projets, on cherche essentiellement à stocker l’électricité. Le plus grand projet au monde est celui d’Hubei Yingchang, en Chine.
Citons également le projet MiniCat de Tata, qui était celui d’une voiture dont le réservoir contenait de l’air comprimé. Dans ce cas, l’énergie électrique est typiquement convertie en énergie élastique, pour fournir ensuite une énergie cinétique, de façon à mettre en mouvement un véhicule.
Énergie thermique
L’énergie thermique est un moyen très courant de stocker l’énergie. Le simple cumulus commandé aux heures creuses est un stockage thermique ; la chaleur du bois ou du soleil stockée dans un ballon-tampon en est une généralisation. Le principe est d’une grande simplicité : on chauffe de l’eau par exemple avec de l’électricité, on la conserve chaude dans un réservoir aussi isolé thermiquement que possible, et on récupère plus tard l’énergie thermique contenue dans l’eau chaude.
La bouillote est précisément un stock d’énergie thermique, tout comme l’astuce ancienne qui consistait à placer une brique chauffée au feu dans une couverture au fond du lit. Car l’eau n’est bien sûr pas le seul média pour stocker de la chaleur. Tout matériau peut être chauffé, ce qui revient à dire qu’il stocke de l’énergie sous forme thermique. Ainsi, pour donner un exemple, l’institut étasunien NREL envisage de stocker la chaleur dans le simple sable. Citons également les stockages dits par sels fondus, utilisés par exemple pour compenser l’intermittence, pendant la nuit, de centrales solaires thermiques de grande taille.
Il existe de nombreux projets de stockage massifs de la chaleur, notamment souterrains : il s’agit des concepts d’UTES (pour Underground Thermal Energy Storage, en anglais). La recharge des nappes géothermiques en fait partie. Citons également par exemple le projet de stockage souterrain d’AbSolar, en France.
Énergie latente
L’énergie latente est l’énergie qui est absorbée ou libérée lorsqu’un matériau change de phase, c’est-à-dire se transforme entre solide, liquide ou gazeux, et autres états de la matière (supercritique, plasma, ou différentes phases cristallines pour les solides). On stocke l’énergie sous cette forme, par exemple lorsque l’on utilise des « pains de glace », c’est-à-dire des réservoirs de liquide que l’on refroidit dans le congélateur, pour garder ensuite au frais, des aliments dans une glacière.
C’est un principe ancien, qui était mis en œuvre dans des ouvrages également appelés glacières, de profonds trous dans le sol, isolés, dans lesquels il était possible de stocker de la neige hivernale pour l’été ; pour l’anecdote, ces stocks de froid avaient un intérêt certain : ils servaient à stocker la glace nécessaire aux sorbets – on imagine qu’alors, les glaces étaient un met de luxe. Le projet de « ballon de glace » de Boreales se rapproche, à l’usage de l’industrie, de ces stocks de froid.
Énergie chimique
L’énergie chimique est la principale manière dont nous utilisons et stockons l’énergie aussi bien aujourd’hui que dans le passé. Considérons le bois, pour commencer. Ce bois a été produit par des plantes en consommant de l’énergie solaire (électromagnétique). Cette énergie est susceptible d’être libérée sous forme de chaleur par la combustion du bois, qui n’est autre qu’une réaction chimique de transformation du carburant et de l’oxygène en dioxyde de carbone et en eau. Du point de vue de nos activités économiques, le bois est un stock d’énergie parmi les plus anciens qui soient.
Les carburants fossiles que nous consommons, pour nous déplacer avec nos véhicules, pour nous chauffer avec nos chaudières, ou pour tous les procédés industriels, sont des stocks d’énergie, au même titre que le bois. Un carburant fossile est donc, en quelque sorte, un stock d’énergie solaire, capté par les plantes depuis plusieurs millions d’années, et transformé en hydrocarbures par les processus biologiques et géologiques.
Ce n’est bien sûr pas un processus réversible en premier lieu, et donc ce n’est pas à proprement parler un stock d’énergie. En revanche, lorsque l’on envisage de fabriquer de l’hydrogène, du méthane ou du méthanol, à partir d’électricité renouvelable, d’eau et de dioxyde de carbone, on ne fait rien d’autre que créer un stock d’énergie, apte à être restituée plus tard, et relativement facilement manipulable et stockable – ce qui fait qu’on les nomme vecteurs énergétiques. Pour ce type de stockage, on fournit de l’énergie électrique, stockée sous forme chimique, et qui sera ensuite restituée sous forme de chaleur (énergie thermique) après la combustion. À ce propos, citons l’exemple de l’usine de fabrication de Carbon Recycling International en Islande.
À lire aussi Où se trouvent les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) en France ?L’énergie chimique, c’est également un autre important secteur de la transition énergétique : il s’agit des batteries, ou plus précisément, des accumulateurs électrochimiques. Dans ces systèmes, on injecte de l’énergie électrique, laquelle est convertie en énergie chimique, puis est restituée sous la forme d’énergie électrique. Les concepts de batteries de ce type sont innombrables, celles qui ont le vent en poupe sont les batteries Lithium-ion. Ils peuvent avoir toutes les tailles, des batteries microscopiques aux batteries géantes, mais ne peuvent pas aujourd’hui stocker autant d’énergie qu’un barrage, par exemple.
Pour être tout à fait complet, il existe également d’autres formes de stockage chimique, dites thermochimiques. Ces derniers jouent sur des réactions chimiques qui produisent ou absorbent de la chaleur, de façon à stocker de l’énergie. Dans ces systèmes est utilisée par exemple la réaction chimique résultant de l’adsorption ou l’évaporation de l’eau depuis un sel, laquelle produit, ou absorbe de l’énergie. Certains l’ont peut-être constaté en diluant de la soude : cette opération exige des précautions particulières, et l’opération dégage de la chaleur.
Énergie électrique
L’énergie électrique, c’est-à-dire des charges électriques en mouvement, ne se stocke que très difficilement. Une simple bobine stocke, très temporairement, du courant électrique. Un concept envisagé aujourd’hui serait d’injecter de l’électricité dans une grande bobine en circuit fermé, et de la faire tourner indéfiniment. Toutefois, pour que l’énergie ne soit pas dissipée presque instantanément par effet joule (c’est-à-dire sous forme thermique), il est nécessaire de faire appel à un circuit composé d’un supraconducteur. Et pour que l’énergie nécessaire à refroidir le supraconducteur ne dépasse pas très vite l’énergie stockée, il est nécessaire que le matériau soit supraconducteur à température ambiante.
Un tel matériau, de nombreuses fois annoncé, jamais confirmé, est le Graal de la science des matériaux contemporaine. Son premier inventeur deviendra célèbre, sans l’ombre d’un doute. Nous ne sommes donc pas à l’abri qu’une découverte fracassante sorte un jour, subitement, dans les flux de nouvelles. Demain, par exemple. Ou dans plusieurs siècles…
À lire aussi Comment le stockage d’électricité de longue durée va rentabiliser les énergies renouvelables en EspagneÉnergie potentielle électrique
L’énergie potentielle électrique désigne simplement l’électricité statique. Un dispositif qui stocke des charges électriques s’appelle un condensateur, et c’est un système extrêmement répandu dans les circuits électriques.
En ce qui concerne le stockage de masse, ils sont toutefois beaucoup moins répandus : on parle de supercondensateurs. Un tel système ne peut pas stocker de grandes quantités d’énergie ; ils ont toutefois une très grande réactivité, et, de ce fait, peuvent délivrer une très forte puissance pendant un très court laps de temps.
Une telle caractéristique est particulièrement utile pour la stabilisation du réseau électrique vis-à-vis des variations brutales d’énergie, comme c’est le cas lorsque le mix intègre une plus grande part de source d’électricité renouvelables et intermittente. Citons à ce propos le système ViSync de la société Hybrid Energy Storage Solution, destiné à stabiliser le réseau des îles Canaries.
Énergie électromagnétique
L’énergie électromagnétique est plus connue sous le nom de rayonnement, ou de lumière, mais elle couvre une bien plus large réalité, sur toute la longueur d’onde du spectre électromagnétique, des infrarouges aux ultraviolets, en passant par les ondes radios. Nous avons vu que, sous un certain angle, les hydrocarbures sont un stock d’énergie solaire ; peut-on toutefois stocker la lumière directement, sous sa forme native ?
La réponse est oui. Il existe des composants appelés mémoires photoniques et destinés à piéger les photons. Ces systèmes sont destinés à alimenter des processeurs quantiques, et ils sont étudiés par exemple notamment par le projet BRiiGHT financé par l’Union européenne dans le cadre du programme Horizon 2020. La quantité d’énergie ainsi stockée reste infime ; ce n’est donc pas par cette manière que l’on va stocker la lumière solaire de l’été pour la réinjecter sur des panneaux photovoltaïques en plein hiver.
À lire aussi Les 3 plus grands sites de stockage d’électricité du mondeÉnergie nucléaire
L’énergie nucléaire est celle libérée par les réactions nucléaires, c’est-à-dire celle qui concerne la transformation du noyau des atomes. Imaginer un moyen de stockage d’énergie nucléaire, suppose de pouvoir provoquer, de manière réversible et cyclique, des réactions de fission et de fusion nucléaire. Autant être direct : nous ne savons pas faire cela aujourd’hui.
Il existe en revanche une astuce, celui des isomères nucléaires. Un isomère nucléaire désigne un atome dont le noyau est à un état d’énergie supérieur à celui du noyau de l’atome à l’état de base. En 1998, une équipe de recherche de l’Université du Texas à Dallas a indiqué être parvenu à déclencher des transitions d’état d’énergie d’un isomère de l’hafnium, le 178m2Hf. C’est une perspective intéressante, car l’énergie libérée serait près de 100 000 fois plus importante que celle d’une réaction chimique. Cette découverte n’a toutefois pas été confirmée. Par ailleurs, l’énergie libérée est sous la forme d’un photon gamma (énergie électromagnétique), difficile à utiliser de manière pratique.
Au total, ce n’est donc pas demain que nous disposerons d’une batterie nucléaire rechargeable.
Masse-énergie
La notion de masse-énergie est à relier à la célèbre formule d’Albert-Einstein E=mc2, qui stipule que toute masse peut être convertie en énergie, et inversement. Cette conversion se produit lors de l’interaction de la matière et de l’antimatière. Dans une certaine perspective, il s’agit du grade ultime du stock d’énergie, car chaque kilogramme de matière et d’antimatière peut produire mille fois plus d’énergie que le même kilogramme d’uranium fissile, et plusieurs milliards de fois plus d’énergie qu’un kilogramme de carburant classique.
En revanche, ce n’est pas une option réaliste aujourd’hui. L’antimatière peut être produite dans un accélérateur à particules, mais avec un rendement déplorable (on ne stocke une énergie que de l’ordre du milliardième de l’énergie utilisée pour la produire) ; par ailleurs, le stockage de l’antimatière est une gageure. Ce n’est donc pas une option crédible à l’heure actuelle, sans que cela n’empêche de rêver qu’un jour, de grands accélérateurs de particules en orbite du Soleil, alimentés par de vastes panneaux photovoltaïques, alimentent en antimatière tous les besoins de l’Humanité.
Ca serait bien de préciser que 99% du stockage de l’electricité dans le monde est fait par des Steps
https://www.prnewswire.com/news-releases/une-etude-destorage-montre-un-tres-large-potentiel-exploitable-de-stockage-denergie-par-pompage-turbinage-en-europe-577386391.html
A part le stockage de l’electricité photovoltaique dans des batteries domestiques, il n’y a donc pas tellement de concurrence au niveau économique avec les steps?
C’est sans doute une des grosse erreur qui est faite en Allemagne, alors que des études montrent que 25% de la production Enr intermittentes doit être associée à des capacités de stockage équivalentes.
la puissance mondiale des steps est de l’ordre de 160 GW, cette année 2024 on installera plus de 53 GW de batteries et l’on en avait deja de l’ordre de 80 GW. Donc, au niveau puissance , qui est une caractéristique importante, les batteries et les step font presque jeu égal. Pour le stockage à plus long terme les steps ont encore un net avantage, mais leur perspectives de développement est très limité. Les batteries actuelles sont parfaitement adaptées pour la gestion des pointes et de l’alternance jours/nuit. Des batteries adaptées aux fluctuations hebdomadaires commencent à être instalées , batteries… Lire plus »
« les perspectives de développement (sont) très limitées »: c’est complétement faux. Par exemple la Chine prévoit d’installer 220Gw de capacité d’ici 2030: https://www.revolution-energetique.com/a-plus-de-4-000-m-daltitude-ce-stockage-delectricite-geant-sera-le-plus-haut-du-monde/ Les batteries coutent beaucoup plus chères, ne s’inscrivent pas dans un schéma durable: durée de vie limitée. Les capacités de Steps inexploitées en France comme en Europe sont encore importantes: https://methanolenergy.org/fr/node/4 et leur exploitation rendue nécessaire par la transition. L’article cité indique « Les 2 291 GWh identifiés dans l’étude représentent sept fois la capacité actuelle de stockage d’énergie hydraulique par pompage installée en Europe ». https://fr.wikipedia.org/wiki/Pompage-turbinage#Potentiel_et_perspectives Fin 2021, la capacité installée en batteries n’atteignait même pas 60 GWh (0,06 TWh)2 L’Agence… Lire plus »
A l’heure actuelle les besoin en puissance de stockage sont importants et les besoins en capacité sont finalement assez faibles, nous avons en France par exemple 500 GWh de steps mais nous ne réussissons pas à stocker quelques dizaines de GWh pour juguler les prix négatifs. Nous avons une grande capacité, mais une faible puissance. Dans une step, ce qui coute cher c’est la puissance. Dans une batterie c’est la capacité. Aujourd’hui, ou les surproductions sont au final assez faibles, le besoin urgent est un stockage puissant de courte durée pour répondre typiquement à l’alternance jour/nuit. Avant de penser à… Lire plus »
Vous avez raison , les batteries même si elles arrivent à compenser l’intermittence chez certains particuliers ou dans certaines entreprises peu gourmandes en énergie, n’arriveront jamais à absorber les productions nucléaires et renouvelables lorsque celles ci sont en surcapacité productive. Dans vos propos vous citez les STEP comme moyen économique de stockage.Mais ce n’est pas le seul ! Pour ma part je propose une solution innovante, utilisant l’air comprimé, qui présente bien plus d’avantages que tout ce qui se construit aujourd’hui dans le monde en matière de stockage. Ne serait ce que parce qu’on peut construire partout dans le monde… Lire plus »
@Laurent GAUTHIER Il à du se glisser quelques erreurs de frappe, il faudrait lire chaleur latente plutôt qu’énergie sensible par exemple, cela pourrait conduire certains lecteurs ‘ munis de quelques bases de thermodynamique à ne rien comprendre. Le terme énergie sensible me semble novateur, en quoi est il différent du concept de chaleur sensible très largement utilisé ? Dans le tableau que vous présentez, une coquille à aussi du se glisser quand vous classez le stockage par sel fondu comme thermochimique alors qu’a ma connaissance les sels utilisés en stockage thermochimique subissent plutôt des cycles de dessication/hydratation ou plus… Lire plus »
@Laurent GAUTHIER Vous avez manifestement mal compris ! Quelle est l’utilité d’utiliser des sels fondus et comment les utilisent t’on ? Les sels fondus, ou certains eutectiques de sels fondus ont une phase liquide particulièrement intéressante, sensiblement entre 150 °C et 600° C ces températures sont tout à fait compatibles avec la génération de vapeur pour une turbine. Le grand écart de températures permet de stocker beaucoup d’énergie sous forme de chaleur sensible. Ces sels sont faciles à manipuler, faible pression, peu corrosifs, stables chimiquement, ils sont idéaux dans cette gamme de température. Les sels fondus stockent la chaleur de… Lire plus »
Quel serait l’intérêt d’étudier les différentes formes de stockage si ces études ne permettaient pas de déterminer celles qui seraient le plus profitables à l’humanité ? Pour tendre vers cet objecti, on peut privilégier la piste de: Celles qui offrent le plus d’intérêt environnemental ? Celles qui représentent le plus le caractère d’abondance, d’inépuisabilité ? Celles qui représentent le plus le caractère d’universalité ? Celles qui ont le moins besoin d’infrastructures ? Celles qui présentent le plus le caractère de robustesse ? Celles qui présentent le plus l’intérêt d’indépendance (des pays exportateurs,des moyens développés pour assurer la production en tout… Lire plus »
on cherche simplement le stockage qui est en meilleure adéquation avec le problème, croire en une solution unique est illusoire
Personne ne parle d’une solution unique ? Pour ce qui me concerne, je parle d’une solution universelle n’ayant aucun impact sur la vie des gens , sinon celui de l’améliorer sans rien détruire ! C’est donc aussi la meilleure adéquation pour règler le problème des besoins !
Prennez le problème dans l’autre sens et poser vous la question de ce qui change ou va changer si j’utilise n’importe quelle autre énergie pour alimenter mes stocks ?
le problème de votre solution universelle basée sur l’air comprimé est qu’elle se heurte rapidement à certaines limites physiques et qu’elle nécessite soit la disponibilité de chaleur, soit le stockage simultané de chaleur et d’air sous pression pour avoir un rendement acceptable. C’est possible dans un certain nombre de cas, mais ce n’est nullement une solution universelle.
Dans certains cas et dans certaines conditions précises on peut même stocker efficacement l’énergie dans de l’air liquéfié, mais la aussi c’est loin d’être simple et universel.
Je ne comprend pas votre point de vue ? Vous me dites que la solution par air comprimé se heurte rapidement à certaines limites physiques ? Vous pouvez m’indiquer lesquelles ? On sait de mieux en mieux stocker la chaleur. Il est donc possible de stocker celle produite lors de la compression, et s’en servir lors de la décompression. On pourrait également vendre la chaleur de la compression, puisque l’air comprimé pourrait être produit au coeur des villes, du fait qu’il ne pollue pas , ne produit pas de déchet et présente peu de risque .Puis utiliser l’électricité d’un réseau… Lire plus »
Pour voir comment expliquer les choses, j’aurai besoin de savoir quel est votre niveau de thermodynamique, si les mots adiabatique, indice adiabatique, loi des gaz parfaits, loi de Laplace et quelques autres vous sont familiers ou pas.
A vrai dire je préfèrerais qu’on puisse discuter de ces questions de façon confidentielle puisque ça touche la conception du moteur que je propoe de développer ..Un partenariat vous intéresserait ?
Un partenariat ? Je n’ai pas envie d’y perdre ma chemise, de plus si vous me proposez cela , c’est que manifestement vous n’avez pas les bases de thermodynamique indispensables pour appréhender un projet basé sur du stockage par air comprimé.
Analysez pour commencer les causes de l’echec de MDI ( Guy Negre et sa voiture à air comprimé) et quand vous aurez saisi, réanalysez votre projet.
Décidément vous avez des convictions plutôt déroutantes ! Parce que je ne vous proposais pas de jouer votre chemise, mais de pouvoir discuter d’un projet qui semblait vous intéresser ?
D’autre part je n’ai pas besoin de vos lumières sur la thermodynamique, puisqu’on trouve toutes les réponses qu’on cherche sur le net.
Et pour ce qui concerne le système moteur que proposait Guy Nègre,celui ci n’avait aucune chance de pouvoir performer, du fait que sa conception s’inspirait trop des moteurs à explosion.
internet à du vous apprendre que le problème auquel vous vous attaquez revient à savoir faire une compression et une détente isotherme qui sont les seules solution pour s’affranchir du rendement de Carnot. la seule technique connue pouvant s’en approcher un tout petit peu ( bien que de façon très imparfaite) étant celle du piston liquide. Si vous avez une solution plus efficace à ce problème (qui suppose d’importants transferts de chaleur avec un écart de température nul) vous êtes le roi du monde, sinon laissez tomber. ps: croire qu’il suffit de lire une équation sur internet pour la maitriser… Lire plus »
Merci pour ces informations qui me permettent de comprendre que le système développé par ces étudiants aurait beaucoup de mal à s’imposer en l’état, en remplacement du moteur à explosion. Vu toutes les contraintes que son fonctionnement suppose, qui lui font perdre l’intérêt même de cette recherche ! Dans cet article l’auteur prétend que :« Elle a également montré que l’unité de stockage par pompage présente le gaspillage d’énergie le plus élevé . » Non ! Car en réalité le gaspillage se situe bien plus au moment ou la production des énergies renouvelables ou nucléaire est arrêtée ou ralentit, que dans les… Lire plus »
Il parlait vraisemblablement du moteur Stirling qui est particulièrement ingénieux , bien qu’il pose des problèmes complexes au niveau de son échangeur de chaleur.
La performance étant due au fait que le moteur Stirling est un moteur à combustion externe ou le fluide de travail est intégralement recyclé.
Je ne vois pas bien a quoi sert votre réflexion sur le gaspillage alors que les auteurs constatent la difficulté de réaliser une compression isotherme, à moins que vous ne vouliez polémiquer ?
« Je ne vois pas bien a quoi sert votre réflexion sur le gaspillage alors que les auteurs constatent la difficulté de réaliser une compression isotherme » Loin de moi l’idée de polémiquer ! Lorsque je parle de gaspillage, j’évoquais le fait que RTE doit parfois réduire ou arrêter le fonctionnement des producteurs d’énergie (nucléaires, éolien et PV) pour maintenir la tension du réseau à 50hz, quand la consommation est en berne. Ce qui représente des pertes qui se comptent en gigawatts et qui continueront d’augmenter avec le développement des énergies renouvelables . Alors que si l’on stockait ces surproductions -pour ça… Lire plus »
Je vous rejoint sur le fait que le stockage est indispensable, cependant, en l’état actuel des connaissances le stockage par air comprimé n’est pas en bonne position pour y prendre une part importante et ce à cause de problèmes fondamentaux. la seule voie étroite pour y parvenir est de réussir à réaliser des compressions et des détentes isothermes qui ne sont pas formellement interdites par la thermodynamique. Bien que toutes les formules soient disponibles sur internet, nos échanges montrent que vous n’êtes pas conscient de ce problème. Le seul conseil que je puisse vous donner, si vous voulez poursuivre votre… Lire plus »
« si vous me proposez cela , c’est que manifestement vous n’avez pas les bases de thermodynamique indispensables pour appréhender un projet basé sur du stockage par air comprimé » Pour ce qui me concerne , je crois qu’à force de vous focaliser sur toutes les formes que peut prendre la chaleur, vous oubliez l’essentiel ? Qui est de: « pourquoi arrête t-on ou ralentissons- nous parfois nos moyens de production renouvelables »? Alors qu’on pourrait s’en servir pour faire des stocks, qui nous éviteraient d’avoir à acheter des énergies fossiles, (charbon-pétrole- gaz,pour 100 milliards en 2023) Qui ne sont qu’une autre forme de… Lire plus »
le stockage actuel par air comprimé, si on l’analyse un peu n’est qu’une turbine à combustion dont le compresseur à été séparé et dans la quelle on a interposé un tampon pour l’air comprimé. les performances sont néanmoins parfois intéressantes, mais cela impose quand même de bruler du gaz et au final le rendement est médiocre. C’est la réalité des CAES actuels. A l’heure actuelle un CAES sans gaz naturel (au mieux 30%) ne peut pas fonctionner. Si vous avez une solution évidente à ce problème sur le quel de nombreux scientifiques se sont arrachés les cheveux vous êtes en… Lire plus »
Le principal problème soulevé actuellement par le stockage d’air comprimé, les CAES, concerne la consommation d’air des systèmes de production électrique. Ce qui force les exploitants à trouver des parades ou des artifices pour tenter de déroger à ce problème.D’ou l’utilisation du gaz pour augmenter le volume d’air dans leurs procédés de production électrique. Pour ce qui me concerne, le moteur que je propose d’étudier et de construire, n’utilise pas les mêmes principes. Ce qui fait que la chaleur n’intéresse que la part qui pourrait concerner un éventuel givrage de certains mécanismes du moteur, pour laquelle un simple réchauffement d’air… Lire plus »
On ne négocie pas avec la physique, c’est une question de faits, pas d’opinions. Pour les gaz « parfaits » et l’air est un gaz quasi parfait tant qu’il reste gazeux, la pression et la température sont intimement liées ( c’est au final deux phénomènes liés à la vitesse des molécules) La loi des gaz parfait peut s’exprimer sous la forme PV/T = Cste, Cela signifie que pour une masse de gaz donnée, quand vous connaissez la pression et le volume vous connaissez nécessairement la température, on peut retourner cela dans tous les sens et dire que quand vous connaissez le volume… Lire plus »
« On ne négocie pas avec la physique, c’est une question de faits, pas d’opinions » ,,??? Qui dit le contraire ? Je sais bien que l’air s’échauffe quand on le comprime, et se refroidit quand il se décomprime ! Je sais également qu’on peut calculer sa pression en fonction de sa température, et sa perte de volume quand il se refroidit. Mais je vous dis que pour moi cette question reste secondaire ! Pourquoi ? Parce que je trouve scandaleux qu’on puisse consacrer les milliards des abonnés consommateurs pour construire toujours plus d’infrastructures de production,(nucléaires, PV,ou éolien).. La France… Lire plus »
vous avez ici https://www.ess-news.com/2024/05/16/integrating-pumped-hydro-with-compressed-air-energy-storage/ un système utilisant un pistant liquide et une vaporisation d’eau pour approcher une compression isotherme
Vous oubliez le plus visible et le plus abondant stockage d’énergie de la planète. La biomasse et les déchets solides et secs, ceux que nous proposons de valoriser en électricité…et chaleur donc sous haut rendement, mais on nous dit, de façon totalement détachée d’esprit partisan (?), qu’il est stupide de faire de l’électricité avec de la biomasse car en France, l’électricité est déja décarbonée, donc il faut la bruler et on encourage cette pratique moyen-âgeuse. Sans doute ces communicants qui répandent cette énormité sans rougir pensent-ils qu’il est plus facile de transporter de la chaleur que de l’électricité (?) Curieux… Lire plus »
« car en France, l’électricité est déja décarbonée, »
Sans doute décarbonée mais grande consommatrice d’eau 12 % de la consommation totale( d’après reporterre ),transformée en eau chaude et vapeur, premier gaz à effet de serre
Eau chaude ? Données publique de l’ASN, sur 2022, le delta T entre l’entrée et la sortie allait de 0.3°C à 3°C.
Chaque centrale a des limites fixée en fonction des conditions climatique et du débit du cour d’eau. Ca va jusqu’à 7°C de delta T pour la centrale de Bugey (si le Rhone a un débit < à 300m3/s).
J’appelle pas ça chaud…
Ce qui compte c’est pas ce que vous croyez mais ce que va produire ce réchauffement qui s’ajoute à celui de l’ensoleillement ! Le volume d’évaporation dépend directement de la température l’eau . La vapeur d’eau reste le premier gaz à effet de serre.Donc la température de l’air dépend directement de la température de l’eau Et même si cette eau fini toujours par retomber, le co2 lui aussi fini toujours par être absorbé Sauf si la température augmente jusqu’à un déséquilibre chaud/froid. Car quand il fait très chaud l’air reste transparent et produit moins de pluies Ce qui favorise les… Lire plus »
622 exaWatts solaire reçus chaque heure sur Terre, et les 8000 TW/h thermique de toutes les centrales nucléaires du monde ont un impact mesurable ?
Pitié, on n’est plus dans la croyance là, mais dans le ridicule.
https://lequotidien.lu/grande-region/la-centrale-de-cattenom-provoque-une-chute-de-neige-surprenante/#:~:text=Au%20cours%20de%20la%20nuit,presque%20semblables%20%C3%A0%20du%20polystyr%C3%A8ne.
C’est sans doute ce genre d’effet localisé mais bien réel que vous appelez ridicule ?
Oui, c’est ridicule. C’est localisé, uniquement dû au rejet des tours aéroréfrigérante (c’est pas réservé aux centrales nuc, ce serai une centrale à biomasse que ça serai la même chose), et ça n’a pas un effet globalisé.
Faut savoir prendre un peu de recule.
« Oui, c’est ridicule. C’est localisé, » L’apparition de plantes microscopiques dans l’océan, le phytoplancton, puis des plantes supérieures sur les continents, qui ont provoqué une spectaculaire augmentation de l’oxygène dans l’atmosphère terrestre. Là aussi au départ c’était ridicule et localisé ! Avec le réchauffement climatique, les glaces fondent de plus en plus tôt (trois fois plus rapidement qu’avant) et ont de plus en plus de mal à se reformer en hiver. Selon certaines études, plus de 28 000 tonnes de glaces ont disparu depuis 1994. Oui, c’est beaucoup. Surtout quand on sait que le taux de fonte des glaces a augmenté de 65% en 30 ans,… Lire plus »
Cela faisait longtemps qu’on avait pas eu ces arguments sur les glaces, la chaleur des centrales, tout ça…
Depuis ce temps, la cause de l’accélération de la fonte des glaciers n’a pas changée, c’est toujours et seulement le rechauffement climatique.
L’émission de chaleur ou de vapeur anthropique (d’origine humaine) est complètement annecdotique et compensée par la variation naturelle qui s’adapte : si émission de vapeur locale, alors moins d’évaporation naturelle. Il reste toutefois quelques impacts localisés comme c’est le cas dans votre article sur la neige et qui semble être votre seule source.
C’est drôle qu’on puisse penser que les 8 et bientôt10 milliards d’habitants de la planète peuvent continuer de brûler des énergies fossiles ou transformer sa géologie , sans que ce soient sans conséquences sur le climat et donc la vie en général ?
C’est du même ordre que de croire la terre est plate ou au centre de l’univers !
En fait, il parlait de chaleur fatal mais cette argument est complètement bidon. D’abord parce que les centrales nucléaires ne sont pas les seules systèmes qui rejettent de la chaleur fatale. Toute les centrales thermiques (gaz, charbon fioul) et même des sources renouvelables (géothermie) rejettent de la chaleur fatale. Même les êtres vivants, rejettent de la chaleur fatale. Et surtout, parce que cette chaleur est ridicule comparé à ce que la terre reçoit en permanence du soleil. Pour ce qui est de la vapeur comme 1er gaz à effet de serre , si on considère les GES émis par l’homme… Lire plus »
Bonjour choppin, vous avez tout à fait raison, la biomasse est un stock d’énergie chimique. Nous allons compléter l’article dans ce sens, dans la partie « énergie chimique », juste avant l’évocation des hydrocarbures fossiles, qui sont de la biomasse stockée dans les sous-sols et concentrée par les processus géologiques.
« il est stupide de faire de l’électricité avec de la biomasse car en France, l’électricité est déja décarbonée, donc il faut la bruler et on encourage cette pratique moyen-âgeuse. » Il n’y a pas que cette pratique à dénoncer ! Il faut dire aussi que le système Français d’organisation de la productiion et de la distribution d’énergie accepte de faire payer aux Français les pertes d’énergies gratuites et non polluantes lorsqu’elle nous sont fournies par le soleil ou le vent,parce que nos ministres ne voient pas l’intérêt d’inciter au stockage ? Alors même qu’on achète ensuite au prix fort des énergies… Lire plus »
Excellent article ! A la fois d’une bonne rigueur scientifique et expliquant clairement et simplement.
Vous êtes sérieux ou ironique ?
Cet article, dans n’importe quelle prépa scientifique aurait droit au maximum à 0,5 ) pour le papier) !
C’est une succession d’erreurs, de contre-sens et d’absence de culture sur ce sujet.
A chacun son niveau d’exigence. Pour le béotien que je suis, cet article m’a appris pas mal de choses. Il me parait difficile de concilier vulgarisation et précision technique. Cet article était plus pour moi que pour vous.
Par contre, ce que je constate, c’est que finalement, peu de solutions sont véritablement disponibles sur le marché, que ce soit pour les particuliers ou les industriels/énergéticiens. Vivement que ça change !
Le probléme est que cet article étale les omissions , par exemple dans ce qui est nommé « énergie potentielle électrique » ou l’on parle de super condensateurs ( qui utilisent en réalité un stockage électrochimique ) on fait l’impasse sur beaucoup d’utilisations importantes et réelles. Par exemple leur utilisation dans les systèmes démarrage / freinage tels que les ascenseurs ou ils permettent de stocker l’énergie fatale lors du freinage pour alimenter en partie le démarrage. Ce type d’application représente des quantités d’énergie non négligeables, pour le voir, encore faut il donner les bonnes informations du genre état de la technologie, production… Lire plus »
Je trouve votre commentaire un peu sévère, même si vous justifiez bien votre point de vue ! Parce qu’il faut du temps pour se familiariser avec un sujet aussi vaste, donc jamais complet, du fait des innovations constantes en la matière.
Bonjour, merci de bien vouloir lister les erreurs que vous auriez relevées. Révolution Énergétique n’est pas un site universitaire, nous n’avons pas vocation à publier des thèses ni des travaux de recherche. Notre objectif est de captiver le grand public sur la transition énergétique, nous devons nécessairement être synthétiques.
Bonjour, d’abord une petite remarque , vous n’évoquez pas dans votre commentaire la rigueur des articles .Il me semble qu’avant toutes choses un article doit dire des choses vraies et cohérentes , que c’est une condition indispensable pour avoir un minimum de crédibilité. Il me semble aussi que quand on ne maitrise pas un sujet, on fait au minimum relire cet article par quelqu’un de compétent qui sera apte à repérer les énormités. Je vais juste pour commencer vous donner quelques exemples, les notions de chaleur sensible et de chaleur latente qui sont essentielles pour pouvoir comprendre le fonctionnement d’un… Lire plus »
Bonjour fred, concernant l’énergie sensible / latente, vous avez bien entendu raison : les paragraphes concernés concernaient bien sûr l’énergie latente, et non sensible. C’est bien entendu une étourderie. Merci pour avoir fait remonter ce point. Au sujet des stockages par sel fondus et des stockages thermochimiques, les deux concepts sont bien sûr très différents, et vous l’expliquez bien dans votre premier commentaire. Le texte était confus, et a donc été reformulé, et chaque concept est allé dans sa catégorie : énergie thermique pour les sels fondus et énergie chimique pour les concepts thermochimiques. En ce qui concerne les supercondensateurs,… Lire plus »
Bonjour Laurent, Je vous rejoins quand vous dites que la compilation et la diffusion des connaissances est un travail complexe, cependant le minimum de rigueur impose de vérifier ses affirmations. Quand vous parlez d’énergie électrique , de bobines et de supraconducteurs, vous parlez des SMES Supraconductor Magnetic Energy Storage qui seraient plutôt à classer, comme tout le monde le fait dans une catégorie électromagnétique. A ma connaissance, le premier SMES à être entré en service commercial était celui qui équipait le réseau électrique de Bonneville aux Etats Unis en 1980, il y a presque 50 ans. Actuellement, plusieurs dizaines de… Lire plus »
Bonjour Fred, Les supraconducteur à température ambiante sont une technologie spéculative. Il est nécessaire de refroidir les supraconducteurs aujourd’hui à des températures cryogéniques, ce qui implique une grande dépense énergétique, de sorte qu’il est difficile de parler de « stock d’énergie ». Ce raisonnement est explicité dans l’article. Concernant la classification des énergies, ces choix seront toujours discutables en fonction des sensibilités de chacun (comme toute nomenclature, qui est de nature conventionnelle), ce qui peut mener à des débats byzantins : tel n’est pas l’objet de cet article que de mener ce débat. Vous avez une nomenclature qui est présentée ici, elle… Lire plus »
On en revient toujours au même problème de rigueur, une nomenclature est certes conventionnelle mais a une logique et une cohérence interne. Si vous voulez utiliser votre propre nomenclature le minimum est de le préciser afin que les lecteurs ne mélangent pas la nomenclature usuelle avec la nomenclature de « Gauthier ». Si chacun joue avec la définition des mots et des concepts selon sa sensibilité, la communication et le passage de connaissances devient impossible. Même les conventions typographiques semblent vous être personnelles, lorsque vous écrivez » stockage d’air comprimé souterrain (CAES) » dans votre tableau on s’attend à ce que l’acronyme et… Lire plus »
Bonjour Fred, vos propos sont intéressants, et ils appellent à débat et à critique, mais leur longueur démontre bien, s’il en était besoin, qu’ils n’ont pas leur place dans un article de vulgarisation. Je me permets de citer le Larousse : Vulgarisation : « Action de mettre à la portée du plus grand nombre, des non-spécialistes des connaissances techniques et scientifiques. » Ce que vous appelez péjorativement « problème de rigueur » n’est rien d’autre que les conséquences du processus de vulgarisation, lequel implique nécessairement des approximations et de ne pas traiter certains points. En d’autres termes la vulgarisation implique de faire des choix.… Lire plus »
BLOOM dans sa taxonomie liste assez bien les compétences nécessaires à la vulgarisation, vous pouvez en avoir un aperçu ici https://afeseo.ca/wp-content/uploads/2021/02/Taxonomie-cognitif-et-socio-affectif.pdf Si on en croit cette taxonomie les différents échanges que nous avons pu avoir vous situent au niveau 1, voir peut être 2 de cette taxonomie pour les domaines dont vous parlez. vulgariser est une tache qui n’est accessible qu’a partir du niveau 3. Vulgariser ne signifie en aucun cas transmettre de fausses informations ( que ce soit par ignorance ou par conviction) Vulgariser suppose une bonne connaissance du domaine. Catégoriser, comme vous le faites d’après votre sensibilité, nécessite… Lire plus »
Fred,
la facilité avec laquelle vous vous permettez de vous ériger en juge de mes compétences est non seulement discourtoise, mais également très vulgaire. Elle ne fait pas preuve d’une grande rigueur.
Sachez, en retour, que vos propos techniques, qui restent intéressants au demeurant, ne sont pas pour autant impressionnants – et ce, en dépit probablement de votre propre opinion sur vous-mêmes.
Je crains que cette conversation n’apporte plus guère de fruit. Je compte en rester là en ce qui me concerne.
Vous souhaitant malgré tout une agréable fin de journée