Pour le grand public, le « stockage énergétique » renvoie presque systématiquement aux batteries solaires. Pourtant, à l’échelle d’un grand réseau électrique, il existe une autre technologie bien plus ancienne et largement éprouvée : l’hydroélectricité.
Moins médiatisée que les fameuses batteries lithium-ion, cette solution a dominé le stockage d’électricité dans le monde depuis plusieurs décennies. Son nom technique : la station de transfert d’énergie par pompage-turbinage, plus connue sous l’acronyme STEP.
Ces installations ont principalement pour rôle d’absorber les surplus d’électricité lorsque la production dépasse la demande, puis restituer cette énergie lors des pics de consommation.
Comment fonctionne une STEP ?
Une STEP repose sur deux réservoirs situés à des altitudes différentes, l’un étant nécessairement positionné plus en hauteur. Ces bassins sont reliés par des conduites. L’installation nécessite également un groupe électromécanique réversible, capable de fonctionner soit en mode pompe, soit en mode turbine.
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Comme pour toute technologie de stockage, le fonctionnement s’articule autour de deux phases : la « charge » et la « décharge ». La phase charge correspond au pompage.
Lorsque la production d’électricité dépasse la consommation, par exemple durant les heures creuses, l’électricité excédentaire alimente le groupe. Concrètement, cette énergie est utilisée pour pomper l’eau du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur. L’eau est alors stockée en altitude, sous forme d’énergie potentielle, jusqu’à ce que la demande du réseau augmente.
La décharge, c’est-à-dire à la restitution de l’électricité, correspond au turbinage. Lorsqu’une pointe de consommation survient, le processus s’inverse. L’eau du bassin supérieur est libérée et redescend vers le bassin inférieur sous l’effet de la gravité. En traversant la conduite, elle entraîne une turbine couplée à un alternateur, ce qui permet de produire de l’électricité immédiatement injectée sur le réseau.
Le rendement d’une STEP se situe généralement entre 70 et 80 %. Autrement dit, pour 100 MWh d’électricité consommés lors du pompage, environ 70 à 80 MWh sont restitués.
Un pilier de la filière stockage, mais désormais détrôné par les batteries
Malgré l’essor des batteries, les STEP restent aujourd’hui les principales solutions déployées pour équilibrer le réseau français. Sur le territoire, EDF en exploite six, totalisant près de 5 GW de puissance. Il s’agit :
- de la STEP de Grand’Maison en Isère (1 800 MW, la plus grande du pays),
- de celle de Montézic en Aveyron (910 MW),
- de Revin dans les Ardennes (800 MW),
- de Super-Bissorte en Savoie (730 MW),
- du Cheylas en Isère (480 MW),
- et de La Coche, également en Savoie (380 MW).
Face au besoin croissant de flexibilité du réseau, l’énergéticien prévoit d’ajouter 3,5 GW supplémentaires à son parc.
À l’échelle mondiale cependant, le paysage du stockage commence à évoluer. Si les STEP ont longtemps constitué la colonne vertébrale du stockage énergétique mondial, les batteries sont désormais devenues un concurrent féroce.
Selon une analyse publiée par le cabinet Rystad Energy, l’année 2025 était charnière. En effet, la puissance mondiale de stockage d’énergie par batteries a dépassé les 250 GW, surpassant pour la toute première fois celle du pompage-turbinage.
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