La technique de pompage-turbinage est une technologie éprouvée connue depuis la fin du 19 ème siècle.
Utilisée à travers le monde, elle permet de stocker de grande quantité d'énergie électrique par l'intermédiaire de l'énergie potentielle de l'eau.

Utilisant cette technique, les stations de transfert d'énergie par pompage (STEP) permettent d'éviter le gaspillage d'énergie pendant les heures creuses (nuit, week-end) et de pallier à l'intermittence de la production électrique du secteur éolien et solaire.

Principe du pompage-turbinage

Stockage, accumulation d'électricité par station de pompage turbinage

Principe de fonctionnement des phases de pompage pour stocker l'énergie et de turbinage pour produire de l'électricité
crédit : Ecosources.info

Une centrale hydroélectrique réversible (pompage ou turbinage) est utilisée pour transférer l'eau entre deux bassins situés à des altitudes différentes.

Lorsque le réseau fournit un surplus d'électricité (heures creuses ou pic de production) l'eau du bassin inférieur est pompée dans le bassin supérieur.

Sous l'effet de la pesanteur, cette masse d'eau représente une future capacité de production électrique.

Lorsque le réseau connaît un déficit de production électrique, la circulation de l'eau est inversée.
La pompe devient alors turbine et restitue l'énergie accumulée précédemment.
L'opération engendre au total entre 15% à 30% de perte, mais permet de stocker de l'énergie inutilisée.

Avantages :
Sécurisation du réseau électrique
Technologie simple et éprouvée (pompe / turbine / barrage hydroélectrique)
Optimisation de la production d'énergie : stockage de l'énergie produite en surplus
Inconvénients :
Impact possible sur le paysage et l'hydrologie
Le cycle de pompage / turbinage engendre des pertes d'énergie allant de 15% à 30%.

 

Installations et projets de stations de pompage turbinage

La centrale DE POMPAGE TURBINAGE HYDRO-EOLIENNE de EL HIERRO (Canaries, Espagne)

El hierro île autonome en énergie renouvelableLe bassin de la station de pompage turbinage (STEP) de l'île d'El Hierro permettant de stocker l'énergie produite par les éoliennes. © CLIMAT'O : le blog d'Alain GIODA

La centrale à accumulation par pompage turbinage de l'île d'El Hierro permet d'assurer l'autonomie électrique de l'île et d'éviter l'importation de 6000 tonnes de pétrole par an.

La centrale est constituée de 5 éoliennes (11,2 MW), de deux bassins et de turbines hydrauliques (11,3 MW) pour le pompage turbinage.

L'énergie en surplus produite par les éoliennes permet de pomper l'eau d'un bassin de 150 000 m3 vers un deuxième bassin de 550 000 m3 situé 700 mètres plus haut.

En l’absence de vent, l'eau du bassin supérieur est relâchée et alimente quatre turbines hydrauliques pour produire de l'électricité.

Les éoliennes et les turbines peuvent produire de l'électricité simultanément pour gérer les pics de consommation.

 

La STEP constituée des barrages de Grand'Maison et du Verney (Isère, France)

Le barrage de Grand'Maison mesure 550 mètres de long et peut contenir jusqu'à 137 millions de m 3 d'eau.
Associé au barrage du Verney (situé en aval et doté d'une capacité de 14 millions de m 3 d'eau), l'ensemble constitue une STEP : station de transfert d'énergie par pompage.

D'une puissance de 1800 MW, le complexe hydroélectrique de Grand Maison permet de stocker la surproduction électrique (essentiellement d'origine nucléaire) en période de basse consommation.

 

Les stations urbaines de transfert d'énergie par pompage en sous-sol

La colonne d'eau nécessaire au système de pompage turbinage peut être réalisée en sous-sol et peut ainsi être adapté au milieu urbain.

 

Le concept d'île-énergie, STEP de grande ampleur sous forme d'atolls artificiels

Atoll artificiel permettant de stocker l'énergie

Concept d'île-énergie - crédit photo : Kema

Mondialement reconnu dans le domaine de l'hydroélectrique, L'ingénieur François Lempérière propose un concept de stations de transfert d'énergie par pompage (STEP) de grande ampleur sous forme d'atoll.

Des réservoirs seraient formés par une digue, l'eau serait pompée grâce à la production intermittente d'éolienne (offshore) et de panneaux solaires.
D'après ses prévisions, un atoll de 23 km carré, sur une hauteur de 90m, permettrait de stocker 160 GWh.
L'installation pourrait ainsi compenser l'indisponibilité de 25 GW d'énergie éolienne.

 

Remerciements :
Objectif Terre

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