Stockage de l'énergie, un moyen original : la gravité

Lundi 5 Juillet 2021

Le problème majeur des énergies renouvelables, captées par des éoliennes ou des panneaux photovoltaïques, est leur irrégularité. Tantôt elles sont disponibles en excès tantôt elles manquent totalement. Il faudrait donc pouvoir les stocker pour régulariser leur offre. Le moyen de stockage le plus utilisé est la batterie chimique mais les capacités d’une batterie sont très limitées et pour stocker des quantités importantes d’énergie il faut des batteries géantes. On utilise déjà un autre moyen de stocker l’énergie en ayant recours à la gravité. En barrant une rivière on emmagasine de l’énergie potentielle produite par le champ gravitationnel qui s’exerce sur l’eau. La libération contrôlée de cette eau va servir à produire de l’énergie électrique. Cependant quand le barrage sera vide il n’y aura plus d’énergie disponible. Le barrage peut se comporter comme une batterie si on le recharge en eau. C’est ce qui se fait sur certains barrages lorsqu’en période de faible demande électrique (la nuit notamment) on pompe l’eau en aval du barrage et on remonte celle-ci pour reconstituer la réserve d’énergie potentielle ; elle pourra être utilisée à nouveau, lorsque la demande électrique sera forte.

Une société écossaise* a imaginé une autre manière d’utiliser la gravité pour stocker de l’énergie électrique de la même manière que le ferait une batterie géante. Son prototype est constitué par une cage d’ascenseur dans lequel la cabine a été remplacée par une masse d’acier de 50 tonnes, cette masse est reliée par un câble à un treuil à l’extrémité de la cage qui est actionné par un moteur électrique. Quand le réseau électrique est en sur- capacité (la nuit par exemple) le moteur électrique est mis en route pour remonter la masse d’acier on crée ainsi de l’énergie potentielle ; quand le réseau électrique est en sous capacité on libère de manière contrôlée la descente la masse d’acier qui, inversant le fonctionnement du moteur électrique, devient alors générateur d’électricité. Cette électricité restituée au réseau lui permet de faire face au supplément de demande temporaire  des utilisateurs.

Ce système présente certains avantages, il a une durée de vie bien plus longue que les batteries à ion lithium qui perdent leur capacité en peu d’années alors qu’une cage d’ascenseur, un treuil, un câble et un alternateur peuvent durer plusieurs décennies. Il est bon marché et ne nécessite pas d’exploiter des mines nouvelles ce qui est préjudiciables à l’environnement et à la santé des hommes. Enfin ce stockage gravitationnel pourrait réutiliser les puits de mines abandonnés qu’il suffirait de réhabiliter.

A partir du prototype en démonstration, la société écossaise qui développe cette idée, se propose de construire un élévateur fonctionnel avec une masse d’acier bien plus grande, dans un puits de mine de près de 1km de profondeur.  L’appareil pourrait délivrer une puissance de 4 mégawatts. Ce système redonnerait vie au nombreux puits de mine abandonnés.

 

*Cathleen O’Grady. Science, 30 Avril 2021, N° 6541, p. 446.    




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