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Pomper, turbiner : l'avenir des énergies vertes

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Publié dans
le 12.04.14
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  •  Les ingénieurs l'appellent « la caverne ». On y entre par un tunnel creusé dans le schiste, à flanc de massif, au cœur de la forêt ardennaise. Tels les moteurs d'un paquebot, les quatre groupes turbine-pompe de la salle des machines grondent de toute la puissance des 100 m3 d'eau par seconde – un tiers du débit de la Seine à Paris – qui se déversent, par des conduites forcées, sur chacune des roues géantes entraînant un alternateur. Il en sort, annuellement, de quoi alimenter en électricité une ville de la taille de Reims (180 000 habitants).



Mise en service en 1976, la centrale hydroélectrique de Revin est l'une des plus anciennes stations de transfert d'énergie par pompage (STEP) exploitées par EDF. Elle est aussi, avec une capacité de 0,8 gigawatt (GW) – presque autant qu'un réacteur nucléaire standard –, la troisième en puissance, après celles de Grand'Maison (1,8 GW), dans les Alpes, et de Montézic (0,92 GW), dans le Massif central. Elle est surtout la première à avoir été équipée d'un système réversible, les mêmes machines fonctionnant alternativement comme pompes et comme turbines.


« La centrale va avoir 40 ans. Elle va être entièrement rénovée et nous espérons bien repartir pour quarante années supplémentaires », annonce le directeur du site, Fabrice Amalric. Cela, au prix d'un investissement de 100 millions d'euros sur la période 2014-2019, consacrés notamment au remplacement des quatre turbines-pompes. Un « grand carénage » prévu ensuite pour les autres STEP et comparable, toutes proportions gardées, à celui programmé par EDF pour prolonger la durée de vie de son parc nucléaire.


COURANT À LA DEMANDE


Car, même si l'époque de la construction des grands barrages hydroélectriques est révolue, du moins en France, le pompage-turbinage suscite un regain d'intérêt, en raison de l'essor des énergies renouvelables intermittentes – éolien et solaire –, qui nécessitent des moyens de stockage à grande échelle. « Les STEP sont aujourd'hui la seule solution de stockage mature dont le développement peut accompagner celui de ces filières », estime Jean-François Astolfi, directeur de la division production et ingénierie hydraulique. Cela, de façon d'autant plus vertueuse que l'hydroélectricité est elle-même une énergie renouvelable, qui n'émet pas de CO2 et contribue donc à la lutte contre le réchauffement climatique.


Le principe de ces ouvrages est simple. L'eau d'un bassin inférieur est pompée aux heures de faible consommation d'électricité vers un bassin supérieur, pour être relâchée aux heures de pointe en actionnant des turbines. Associant deux réservoirs de 7 millions de m3 d'eau chacun avec un dénivelé de 230 mètres, la centrale de Revin, activée entre dix et quinze fois par jour, peut ainsi injecter du courant à la demande sur le réseau à très haute tension, en atteignant son plein régime en deux minutes seulement.


Plusieurs centaines d'installations de ce type sont en service dans le monde, principalement aux Etats-Unis – celle de Bath County, en Virginie, développe 3 GW, l'équivalent de deux EPR nucléaires –, en Chine et au Japon. En Europe, qui totalise une capacité de 50 GW, la France se classe au troisième rang derrière l'Italie et l'Allemagne, avec une capacité cumulée d'un peu plus de 5 GW.


Dans la salle des machines, installée dans une galerie souterraine de 115 mètres de long, 100 m3 d'eau par seconde se déversent, par des conduites forcées, sur chacun des quatre groupes turbine-pompe

EDF a depuis longtemps dans ses cartons plusieurs projets de STEP nouvelles, comme à Redenat (Corrèze) ou à Orlu (Ariège). L'une et l'autre, d'une puissance d'environ 1 GW, se grefferaient à un barrage préexistant. « La difficulté est de trouver des sites, observe Jean-François Astolfi. On ne va pas construire une station de pompage-turbinage dans le parc naturel du Mercantour ou de la Vanoise ! Il faut prendre en compte les différents usages de l'eau, l'acceptation par les habitants, les zones classées, le tourisme, les conditions de raccordement au réseau… » Voilà pourquoi l'électricien imagine plutôt « d'utiliser des barrages-réservoirs déjà en place, d'augmenter les performances des installations existantes, ou d'aménager des STEP de plus petite taille, couplées à des fermes éoliennes ou solaires ».


ÎLE ARTIFICIELLE


A l'étranger, d'autres pistes sont explorées, comme des stations de bord de mer alimentées par l'océan. Difficile à concevoir, pour des raisons de préservation du littoral, sur les côtes de la Manche ou de la Bretagne, cette solution a été mise en œuvre au Japon, sur l'île d'Okinawa, et en Espagne, sur celle d'El Hierro, dans l'archipel des Canaries : dans quelques mois, ses 11 000 habitants tireront leur électricité d'un parc éolien raccordé à une STEP marine. Le Maroc et plusieurs pays du bassin méditerranéen, où l'eau douce est rare, se penchent eux aussi sur cette solution alternative.


Autre option étudiée par l'Allemagne, des stations souterraines exploitant, par exemple, d'anciens puits miniers « ennoyés ». La Belgique, de son côté, projette de créer une île artificielle en forme d'anneau, qui serait tour à tour rempli d'eau de mer et vidangé, ce système de vases communicants permettant d'emmagasiner puis de restituer les électrons produits par les champs éoliens de la mer du Nord.


L'Agence internationale de l'énergie, dans un rapport publié le 19 mars, notre que les STEP représentent aujourd'hui 99% des capacités de stockage d'électricité dans le monde, les batteries et les dispositifs à hydrogène ou à air comprimé ne jouant encore qu'un rôle marginal. Elle estime que, pour accompagner le déploiement des énergies renouvelables, 310 GW supplémentaires devraient être installés, à l'horizon 2050, aux Etats-Unis, en Europe, en Chine et en Inde. Ce qui quadruplerait le parc actuel. Le pompage-turbinage a encore de beaux jours devant lui.



Pierre Le Hir (Revin, Ardennes, envoyé spécial)
Journaliste au Monde


Source : http://www.lemonde.fr/planete/article/2014/04/11/pomper-turbiner-l-avenir-des-energies-vertes_4398813_3244.html#mf_sid=960568729

Commentaires

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2014-04-12 13:21:10 +0200

C'est en Ardennes donc je connais ! Les deux réservoirs situés à Rocroi contiennent des millions de mètres cube d'eau sont, si j'ai bonne mémoire, partiellement tributaires du Lac des Vieilles-Forges qui n'était à l'origine qu'un étang. C'est la construction d'un barrage qui fit évoluer cette zone humide…
L'activité de la centrale hydro-électrique n'empêche pas l'existence d'une floret d'une faune préservées et dune activité touristique sur le lac dont le niveau d'eau est maintenu constant grâce à la rivière Faux et à de nombreux ruisseaux (ce n'est pas le cas des deux réservoirs dont le niveau d'eau fluctue). Son écrin naturel en fait un bien beau lac …
On peut aller jusqu'à dire que l'on a concilié nature, loisirs des humains et énergie… dont les humains ont besoin.

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2014-04-13 09:45:38 +0200

1) Une question: les poissons et autres êtres vivants aquatiques peuvent-il être absorbés par le courant et hâchés dans les turbines? Un maillage les filtrant existe -t il?
2) Un autre exemple de production électrique par stockage d'eau (de pluie cette fois) au sommet d'HLM existe à Arras (62) dans la cadre d'un essai d'autonomie énergétique des bâtiments : "deux éoliennes de 500 Wc ont été installées sur les toits, ainsi que 9 panneaux solaires de 240 Wc. Un bassin de rétention des eaux de pluie de 60 m3 permet d’alimenter une batterie hydraulique de 540 Wc installée dans le sous-sol." http://lenergeek.com/2012/1...

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2014-04-13 10:06:02 +0200

A GermainGrignan
Grand principe: Il est nécessaire de protéger les turbines de tout ce qui pourrait nuire à leur fonctionnement.
Elles reçoivent l'eau du réservoir supérieur dans lequel, à ma connaissance, il n'y a pas de poissons. Ce réservoir est réalimenté par le réservoir inférieur qui n'en contient pas non plus.
L'eau d'appoint depuis le lac est aussi filtrée.

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2014-04-13 11:47:50 +0200

L'initiative des HLM d'ARRAS
La combinaison de trois sources d'énergie permet sans doute d'éviter des interruptions d'approvisionnement quand il n'y a pas de vent ou de soleil…
Cette énergie sert-elle à alimenter les parties communes ou tous les logements? Et économiquement, est-ce une économie tangible pour les résidents?

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2014-04-13 14:05:09 +0200

Apparemment, ce n'est pas simple en effet: http://www.lavoixdunord.fr/...
C'est là qu'intervient le rôle central de l'État, qui peut décider d'encourager tel ou tel mode de production d'énergie… Avec des aides, économies d'énergie pourraient équivaloir à économies pour les personnes ayant peu de moyens. Je rappelle au passage que le prix de l'electricité produite par énergie nucléaire ne correspond pas au prix réel de revient de l'electricité...Il y a des explications complexes à cela (non prises en compte des prix correspondant au démantèlement des centrales et au stockage des combustiles usagés, aides de l'état aussi...). C'est pourquoi ceux qui, comme moi, ont choisi un fournisseur d'énergie concurrent (Enercoop) paient un peu plus cher (si l'on n'est pas en situation de pauvreté, cela devient alors un choix citoyen que de payer 10% plus cher pour exhorter au développement d'autres modes de production d'énergie electrique, Enercoop étant opposé aux grands parcs éoliens ou autres modes de production d'electricité par forcément vertueux).
Je conclus en précisant que je ne milite pas contre l'énergie nucléaire, ce n'est pas mon combat, et il me semble qu'il vaut mieux des centrales nucléaires que des centrales au charbon...

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2014-04-13 14:09:25 +0200

Par contre (mais cela dévie légèrement du sujet tout en restant dans le cadre de ma réponse à Humanité & Biodiversité): les résultats concernant l'éco-quartier BEDZED, près de Londres, datant de 2000, montrent que ses habitants économisent l'énergie et les livres sterling ! http://www.simplement-durab...

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2014-04-13 15:04:13 +0200

Tout ou presque sur BedZED dont cette précision:
Le prix d’un logement à BedZED est d’à peu près 20% plus élevé que le prix moyen de l’immobilier dans cette banlieue.

http://www.lausanne.ch/laus...
Et les infos les plus récentes trouvées datent de 2010 et indiquent que le quartier a par exemple perdu la centrale de cogénération, entretenue par une société écossaise qui a fait faillite, ne fonctionne plus, faute de maintenance…

Mais en effet, cela nous éloigne du sujet portant sur les grands centres de production d'énergie ...

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2014-04-13 21:39:06 +0200

Voilà qui n'est pas optimiste...et pourtant, les expériences d'écovillages avec production d'énergie (peu être pas tous autonomes, certes) se multiplient, ainsi que des auto-production (petite éolienne à effet Venturi, etc...)...Nous ne sommes que le passé de demain !

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À propos de l'auteur

ex-directeur de Laboratoire INRA, économiste, ex président de l'institut de recherche économique et sociale, ex membre du bureau du CNIS, négociateurs des Grenelles de l'environnement et de la mer, membre du CEDD et de la CNDP. Vice-président d’Humanité et Biodiversité.

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