{"id":12529,"date":"2024-03-12T09:27:06","date_gmt":"2024-03-12T08:27:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.renouvelle.be\/?p=12529"},"modified":"2024-11-29T15:57:04","modified_gmt":"2024-11-29T14:57:04","slug":"stockage-hydraulique-energie-renouvelable-surabondance","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.renouvelle.be\/fr\/stockage-hydraulique-energie-renouvelable-surabondance\/","title":{"rendered":"Le stockage hydraulique pour l’\u00e9nergie renouvelable en surabondance"},"content":{"rendered":"\n

Plusieurs types de stockage existent en Belgique : parcs de batteries stationnaires, production de mol\u00e9cules, condensateurs, volants d\u2019inertie et hydro\u00e9lectricit\u00e9. Chacun avec des caract\u00e9ristiques sp\u00e9cifiques pour le r\u00e9seau. Mais savez-vous ce qu\u2019est une STEP ?<\/p>\n\n\n\n

Renouvelle a r\u00e9cemment visit\u00e9 la centrale hydro\u00e9lectrique de Revin d\u2019EDF (Ardennes fran\u00e7aises). Avec 48 ans de fonctionnement, c\u2019est la plus ancienne station de transfert d\u2019\u00e9nergie par pompage (STEP) de France. R\u00e9nov\u00e9e en 2019, elle repart pour 40 ann\u00e9es de services. En Belgique, le barrage de Coo, son homologue, c\u00e9l\u00e8bre ses 54 ans.<\/p>\n\n\n\n

Mais comment fonctionne une STEP ? Quel est son r\u00f4le dans le r\u00e9seau \u00e9lectrique ? Explications \u00e0 partir de l\u2019exemple de Revin.<\/p>\n\n\n\n

C\u2019est quoi une STEP ?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Les STEP se divisent en deux cat\u00e9gories : les pures et les mixtes. Les STEP pures utilisent un circuit ferm\u00e9 avec deux bassins d\u2019eau en amont et en aval, tandis que les STEP mixtes fonctionnent en circuit ouvert, soit en b\u00e9n\u00e9ficiant d\u2019un cours d\u2019eau naturel, soit en alimentant un cours d\u2019eau en aval (comme le barrage de l\u2019Eau d\u2019Heure).<\/p>\n\n\n\n

Celle de Revin<\/a> est de type \u00ab pure \u00bb, avec un bassin sup\u00e9rieur artificiel de 8,5 millions de m\u00b3 d\u2019eau, dont 7 millions de m\u00b3 sont utilisables pour la turbine. Un second bassin, de 9 millions de m\u00b3, se trouve \u00e0 230 m\u00e8tres en contrebas. Entre ceux-ci se trouve la centrale de pompage-turbinage exploit\u00e9e par EDF, \u00e9quip\u00e9e de turbines-pompes et d\u2019alternateurs. Une conduite forc\u00e9e de 2500 m\u00e8tres achemine l\u2019eau vers les turbines, convertissant son \u00e9nergie cin\u00e9tique en \u00e9nergie m\u00e9canique.<\/p>\n\n\n\n

\"STEP\n\t\t\t\n\t\t\t\t\n\t\t\t<\/svg>\n\t\t<\/button>
Vue a\u00e9rienne des deux bassins de la centrale de Revin. Source : EDF<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Le fonctionnement d\u2019une STEP<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Comment \u00e7a marche ? La centrale pompe de l\u2019eau du bassin inf\u00e9rieur vers le bassin sup\u00e9rieur (phase de pompage), et rel\u00e2che ensuite celle-ci dans le bassin inf\u00e9rieur pour produire de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 (phase de turbinage). On r\u00e9cup\u00e8re l\u2019\u00e9nergie potentielle contenue dans le bassin amont, c\u2019est-\u00e0-dire la masse d\u2019eau stationnaire qui aura \u00e9t\u00e9 au pr\u00e9alable pomp\u00e9 dans celui-ci.<\/p>\n\n\n\n

Le pompage d\u00e9bute lorsque l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 \u00e9chang\u00e9e sur les march\u00e9s est abondante et bon march\u00e9 (principalement la nuit). La centrale passe en mode pompage gr\u00e2ce au lancement d\u2019une ou plusieurs turbines par un groupe moteur \u00ab poney \u00bb situ\u00e9 au-dessus de l\u2019alternateur (voir image ci-dessous), permettant \u00e0 la turbine d\u2019atteindre la bonne vitesse de fonctionnement (3000 tr\/min). Ces pompes sont syst\u00e9matiquement situ\u00e9es au niveau du bassin inf\u00e9rieur dans des galeries techniques. Le d\u00e9bit d\u2019une seule turbine peut atteindre 75 m\u00b3\/s durant cette phase.<\/p>\n\n\n

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Source : Rescoop<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Le turbinage (production \u00e9lectrique) intervient lorsque la demande sur le r\u00e9seau augmente (prix de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 \u00e9chang\u00e9e plus \u00e9lev\u00e9s), les turbines sont \u00e0 nouveau activ\u00e9es mais dans le sens inverse, gr\u00e2ce \u00e0 la pression de l\u2019eau dans les conduites forc\u00e9es, faisant tourner l\u2019alternateur pour la production. \u00c0 ce moment-l\u00e0, le d\u00e9bit peut atteindre 100 m\u00b3 par seconde par turbine.<\/p>\n\n\n\n

Quotidiennement, il peut y avoir entre 10 et 15 cycles de pompage-turbinage pour \u00e9quilibrer l\u2019offre et la demande d\u2019\u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Par an, la centrale de Revin produit jusqu\u2019\u00e0 1 TWh d\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique, mais elle en consomme davantage car le rendement du stockage n\u2019est jamais parfait (en moyenne 80%). Si ce type de centrale n\u2019\u00e9tait pas utilis\u00e9, le gestionnaire du r\u00e9seau devrait contraindre les parcs \u00e9oliens \u00e0 diminuer leur production, entra\u00eenant ainsi un gaspillage d\u2019\u00e9nergie.<\/p>\n\n\n\n

Si toutes les turbines sont sollicit\u00e9es en m\u00eame temps, la centrale peut atteindre une puissance de 800 MW en seulement 2 minutes, et cela pendant 5 heures et 45 minutes avec l\u2019ensemble du volume utilisable turbin\u00e9. Il faudra ensuite 7 heures et 30 minutes pour repomper ce m\u00eame volume en amont.<\/p>\n\n\n\n

Le r\u00f4le des STEP sur le r\u00e9seau \u00e9lectrique<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Les STEP jouent un r\u00f4le crucial dans la stabilit\u00e9 des r\u00e9seaux \u00e9lectriques fran\u00e7ais et belges. Elles stockent l\u2019exc\u00e9dent de production des centrales nucl\u00e9aires pendant les heures creuses et r\u00e9pondent aux pics de demande pendant les heures pleines. Pour des raisons techniques et \u00e9conomiques, il est pr\u00e9f\u00e9rable, pour certains types de centrales thermiques fonctionnant en base (comme les centrales nucl\u00e9aires ou \u00e0 gaz), d\u2019\u00e9viter les arr\u00eats et red\u00e9marrages intempestifs li\u00e9s aux fluctuations de la demande. Cela permet d\u2019am\u00e9liorer la dur\u00e9e de vie des syst\u00e8mes tout en \u00e9vitant les mauvais rendements et, par cons\u00e9quent, les surco\u00fbts d\u2019exploitation.<\/p>\n\n\n\n

La centrale de Revin, troisi\u00e8me plus grande STEP de France, est strat\u00e9giquement situ\u00e9e pr\u00e8s de la centrale nucl\u00e9aire de Chooz et est connect\u00e9e aux autres centrales du nord du pays. Pour \u00e9quilibrer le r\u00e9seau et \u00e9viter les pannes, le gestionnaire de r\u00e9seau de transport (RTE en France, ELIA en Belgique) pr\u00e9dit la consommation d\u2019\u00e9nergie et envoie aux op\u00e9rateurs des STEP un planning de fonctionnement 36 heures \u00e0 l\u2019avance. Ainsi, les STEP produisent ou consomment en fonction des besoins du r\u00e9seau. Ces centrales participent souvent \u00e0 des m\u00e9canismes de r\u00e9mun\u00e9ration suppl\u00e9mentaires au-del\u00e0 du simple march\u00e9 spot. Elles offrent des capacit\u00e9s pouvant \u00eatre mobilis\u00e9es \u00e0 tout moment pour r\u00e9pondre aux besoins du r\u00e9seau et sont r\u00e9mun\u00e9r\u00e9es pour ce service rendu.<\/p>\n\n\n\n

Les STEP sont des alli\u00e9es cruciales pour les r\u00e9seaux \u00e9lectriques, de plus en plus aliment\u00e9s par les \u00e9nergies renouvelables<\/a>. Elles offrent une r\u00e9ponse efficace, ainsi qu\u2019une puissance \u00e9lev\u00e9e. Elles r\u00e9gulent \u00e9galement les cours d\u2019eau et servent de source de secours en cas de panne majeure du r\u00e9seau europ\u00e9en (black-out), gr\u00e2ce \u00e0 des proc\u00e9dures de r\u00e9tablissement de la tension, telles que la reconstruction \u00ab Bottom-up \u00bb. Les STEP doivent donc conserver en permanence une r\u00e9serve d\u2019\u00e9nergie en cas de besoin du r\u00e9seau, par exemple en cas d\u2019arr\u00eat impr\u00e9vu de plusieurs r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires. C\u2019est d\u2019ailleurs l\u2019un des r\u00f4les principaux de Coo en Belgique.<\/p>\n\n\n\n

Le stockage hydro\u00e9lectrique en Belgique<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

L\u2019AIE a soulign\u00e9 dans son rapport de 2023 que les STEP hydrauliques repr\u00e9sentent 99% du stockage d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 mondial, \u00e9tant la forme la moins co\u00fbteuse \u00e0 d\u00e9velopper. Cependant, leur r\u00e9plicabilit\u00e9 est limit\u00e9e dans les pays ayant d\u00e9j\u00e0 exploit\u00e9 la plupart des vall\u00e9es et des collines disponibles. Les STEP sont consid\u00e9r\u00e9es comme ayant un faible impact climatique en termes d\u2019\u00e9missions de CO2 \u00e9quivalent par kWh stock\u00e9, mais un projet apporte bien souvent d\u2019autres impacts (d\u00e9placement de population, d\u00e9forestation, d\u00e9composition des v\u00e9g\u00e9taux en m\u00e9thane).<\/p>\n\n\n\n

 En Belgique, les STEP en service totalisent une puissance de 1 224 MW, avec 1 080 MW \u00e0 Coo et 144 MW au barrage de la Plate Taille, offrant une r\u00e9serve de production de 5 913 MWh.<\/p>\n\n\n\n

Celle de Coo la plus c\u00e9l\u00e8bre, mise en service dans les ann\u00e9es 70 parall\u00e8lement au d\u00e9veloppement du parc nucl\u00e9aire Belge, peut \u00eatre activ\u00e9e en 2min pour offrir plusieurs heures de productions.<\/p>\n\n\n\n

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Gauche : Travaux de sur \u00e9l\u00e9vation des bassins sup\u00e9rieur de Coo. Source : ENGIE

Droite : Bassin inf\u00e9rieur de Coo. Source : Tourisme Stavelot<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Existe-t-il encore de la place pour d\u00e9velopper de nouvelles STEP en Belgique\u00a0?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

En 2025, des travaux d\u2019agrandissement du bassin sup\u00e9rieur et inf\u00e9rieur de Coo vont augmenter la puissance \u00e0 1 161 MW et son volume de stockage 5 600 MWh (+7%), mais ce type de travaux ne peut pas \u00eatre r\u00e9pliqu\u00e9 facilement sur tous les types de barrages.<\/p>\n\n\n\n

Les coop\u00e9ratives d\u2019\u00e9nergies belges explorent la possibilit\u00e9 de mettre en place des STEP locales de taille plus r\u00e9duite, potentiellement dans des carri\u00e8res abandonn\u00e9es en Wallonie, atteignant environ 100 m\u00e8tres de hauteur. Les principaux d\u00e9fis r\u00e9sident dans la gestion de ces installations et la disponibilit\u00e9 sur le march\u00e9 de turbines-pompes de petite taille (< 30 MW). Une cartographie du potentiel de d\u00e9veloppement de sites de pompage-turbinage a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9e par l\u2019ULB et l\u2019ICEED. Elle met en \u00e9vidence de nombreux ‘mini-Coo’, principalement situ\u00e9s le long de la Meuse, de l\u2019Ourthe et de la Semois. Ce potentiel est r\u00e9parti sur 17 sites, repr\u00e9sentant une capacit\u00e9 \u00e9quivalente \u00e0 822 MW pour 3 836 MWh de stockage. Les auteurs de cette \u00e9tude concluent qu\u2019un deuxi\u00e8me Coo n\u2019est clairement pas envisageable en Belgique. Cependant, compte tenu du potentiel de ces petits sites, il serait dommage de ne pas les exploiter. Ces petites centrales pourraient jouer un r\u00f4le cl\u00e9 sur le march\u00e9 de la flexibilit\u00e9. L\u2019enjeu pour les coop\u00e9ratives sera de s\u2019associer pour entreprendre ces projets d\u2019envergure (dont les co\u00fbts varient de 45 \u00e0 685 millions d\u2019euros par site identifi\u00e9) et, surtout, d\u2019obtenir l\u2019acceptation de la population locale pour des initiatives susceptibles de modifier le paysage.<\/p>\n\n\n\n

Les futurs projets approuv\u00e9s dans les derniers m\u00e9canismes de CRM seront des parcs de batteries stationnaires pour un objectif d\u2019environ 1 gigawatt d\u2019ici 2026. Ces batteries offriront une r\u00e9activit\u00e9 de quelques millisecondes et des dur\u00e9es de stockage de 1 \u00e0 4 heures.<\/p>\n\n\n\n

La stabilit\u00e9 du r\u00e9seau, influenc\u00e9e par la variabilit\u00e9 de l\u2019\u00e9nergie, d\u00e9pendra d\u2019une combinaison de syst\u00e8mes connect\u00e9s au march\u00e9, rendant les projets de stockage attractifs pour les investisseurs, notamment gr\u00e2ce au m\u00e9canisme de CRM 2023-2026 qui r\u00e9duit les risques d\u2019investissement. L\u2019auto-r\u00e9gulation du march\u00e9 est attendue avec la r\u00e9duction de la volatilit\u00e9 des prix, offrant une stabilit\u00e9 accrue aux utilisateurs. La flexibilit\u00e9 et la sobri\u00e9t\u00e9 seront les derniers piliers sur lesquels nous pourrons compter pour \u00e9viter les p\u00e9riodes de sous- ou surabondance. Il faudra encore attendre leur application \u00e0 une \u00e9chelle plus locale, qui se mat\u00e9rialisera dans un premier temps par une tarification incitative, notamment celle pr\u00e9vue \u00e0 partir de 2026 en Wallonie.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Plusieurs types de stockage existent en Belgique : parcs de batteries stationnaires, production de mol\u00e9cules, condensateurs, volants d\u2019inertie et hydro\u00e9lectricit\u00e9. Chacun avec des caract\u00e9ristiques sp\u00e9cifiques pour le r\u00e9seau. Mais savez-vous ce qu\u2019est une STEP ? Renouvelle a r\u00e9cemment visit\u00e9 la centrale hydro\u00e9lectrique de Revin d\u2019EDF (Ardennes fran\u00e7aises). Avec 48 ans de fonctionnement, c\u2019est la plus ancienne station de transfert d\u2019\u00e9nergie par pompage (STEP) de France. R\u00e9nov\u00e9e en 2019, elle repart pour 40 ann\u00e9es de services. En Belgique, le barrage de Coo, son homologue, c\u00e9l\u00e8bre ses 54 ans. Mais comment fonctionne une STEP ? Quel est son r\u00f4le dans le r\u00e9seau \u00e9lectrique ? Explications \u00e0 partir de l\u2019exemple de Revin. C\u2019est quoi une STEP ? Les STEP se divisent en deux cat\u00e9gories : les pures et les mixtes. Les STEP pures utilisent un circuit ferm\u00e9 avec deux bassins d\u2019eau en amont et en aval, tandis que les STEP mixtes fonctionnent en circuit ouvert, soit en b\u00e9n\u00e9ficiant d\u2019un cours d\u2019eau naturel, soit en alimentant un cours d\u2019eau en aval (comme le barrage de l\u2019Eau d\u2019Heure). Celle de Revin est de type \u00ab pure \u00bb, avec un bassin sup\u00e9rieur artificiel de 8,5 millions de m\u00b3 d\u2019eau, dont 7 millions de m\u00b3 sont utilisables pour la turbine. Un second bassin, de 9 millions de m\u00b3, se trouve \u00e0 230 m\u00e8tres en contrebas. Entre ceux-ci se trouve la centrale de pompage-turbinage exploit\u00e9e par EDF, \u00e9quip\u00e9e de turbines-pompes et d\u2019alternateurs. Une conduite forc\u00e9e de 2500 m\u00e8tres achemine l\u2019eau vers les turbines, convertissant son \u00e9nergie cin\u00e9tique en \u00e9nergie m\u00e9canique. Le fonctionnement d\u2019une STEP Comment \u00e7a marche ? La centrale pompe de l\u2019eau du bassin inf\u00e9rieur vers le bassin sup\u00e9rieur (phase de pompage), et rel\u00e2che ensuite celle-ci dans le bassin inf\u00e9rieur pour produire de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 (phase de turbinage). 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