Les Stations de Transfert d’Énergie par Pompage (STEP) représentent une technologie clé pour accompagner la transition énergétique. Fondées sur un principe de pompage-turbinage, ces installations stockent l’énergie excédentaire produite lors des périodes de faible demande pour la restituer lorsque la consommation augmente. Présentes à grande échelle dans de nombreux pays, elles offrent une solution technique fiable aux défis liés à l’équilibre du réseau électrique et à l’intermittence des énergies renouvelables.
Dans les zones non interconnectées (ZNI), comme les îles ou les régions isolées, les STEP peuvent contribuer à diversifier le mix énergétique et à réduire la dépendance aux énergies fossiles, sous réserve de conditions topographiques favorables. Comparées aux batteries lithium-ion, elles se distinguent par une durée de vie plus longue et un impact environnemental réparti sur le long terme, bien que leur déploiement nécessite des infrastructures spécifiques et un relief adapté.
À moyen et long terme, la complémentarité entre les STEP et les systèmes de stockage par batteries pourrait renforcer la stabilité des réseaux électriques et soutenir le développement de solutions énergétiques mieux adaptées aux besoins des territoires insulaires et isolés.
Une STEP, c’est quoi ? Comment ça fonctionne ?
Une Station de Transfert d’Energie par Pompage (STEP) est une installation hydroélectrique qui permet de stocker et de restituer de l’énergie électrique afin de participer à l’équilibre du réseau. Reposant sur un principe de pompage-turbinage, elle permet de stocker de l’électricité excédentaire en transférant de l’eau d’un réservoir inférieur vers un réservoir supérieur. En période de forte demande, l’eau est relâchée pour actionner des turbines hydroélectriques, produisant ainsi de l’électricité.
- Rendement : 70 à 85 % selon les installations.
- Durée de vie : Supérieure à 50 ans.
- Capacité de stockage : Variable selon la taille des réservoirs et la hauteur de chute.
Les types de STEP existantes dans le monde
Il existe différents types de STEP qui peuvent être classées en fonction de la configuration de leurs réservoirs et leur mode d’alimentation en eau. Nous distinguons ainsi les quatre principaux types.
STEP classiques : Fiabilité et grande capacité de stockage
Ces STEP utilisent des réservoirs situés à des altitudes différentes pour stocker et produire de l’électricité en fonction de la demande.
STEP hybrides : Association avec les énergies renouvelables
Ces installations combinent le stockage hydraulique avec des sources renouvelables (éolien, solaire) pour maximiser l’autonomie énergétique et la stabilité du réseau.
STEP souterraines : Moins d’impact visuel, mais complexes à construire
Ces STEP sont des variantes des STEP classiques évoquées précédemment, où le bassin inférieur est aménagé en souterrain, notamment dans des mines ou des cavernes artificielles.
STEP marines : Un futur prometteur pour le stockage offshore
Le principe repose sur l’utilisation de l’eau de mer pour stocker et produire de l’électricité. Bien que cette technologie soit encore en développement, une première installation a déjà vu le jour : la STEP de l’île d’Okinawa, mise en service en 1999. Cependant, après 17 ans de fonctionnement, elle a cessé ses activités en 2016.
Quelles applications possibles dans les Zones Non Interconnectées (ZNI)
Les Zones Non Interconnectées (ZNI), comme les îles et certaines régions isolées, rencontrent des défis énergétiques majeurs du fait de leur non-interconnexion à d’autres réseaux énergétiques mais aussi par leur forte dépendance aux importations, notamment d’énergies fossiles. La production d’énergie réalisée localement ainsi que l’équilibre du réseau électrique associé sont des enjeux importants pour ces régions. Les Stations de Transfert d’Énergie par Pompage (STEP) peuvent apporter une réponse durable et efficace à ces problématiques.
Pourquoi les STEP pourraient être une solution à envisager pour les ZNI ?
✅Stockage longue durée : Idéal pour les énergies renouvelables intermittentes (solaire, éolien).
✅Sécurisation du réseau : En stabilisant la fréquence et en réduisant les fluctuations de tension, elles limitent les coupures de courant et garantissent une meilleure qualité d’alimentation électrique.
✅Réduction de la dépendance aux énergies fossiles : En remplaçant les centrales au fioul par une solution de stockage locale et renouvelable, les STEP diminuent les importations coûteuses et polluantes de combustibles fossiles.
Exemples concrets de STEP en ZNI
STEP de l’île d’El Hierro (Canaries, Espagne)
Stocke l’énergie excédentaire des éoliennes en pompant de l’eau vers un réservoir supérieur. En cas de besoin, l’eau est relâchée pour produire de l’électricité.
L’île atteint 100 % d’électricité renouvelable certains jours et une moyenne de 50-60 % sur l’année, réduisant fortement la consommation de fioul.
STEP de Kauai (Hawaï, États-Unis)
L’excédent de production solaire en journée est utilisé pour pomper de l’eau vers un réservoir en altitude, puis turbiné la nuit.
La STEP et les batteries lithium permettent d’atteindre 80 % d’autonomie énergétique grâce aux renouvelables, contre moins de 10 % avant.
Avec le développement des STEP, les ZNI peuvent devenir des modèles de transition énergétique, inspirant le reste du monde vers un futur sans énergies fossiles.
Focus sur La Réunion
En 2023, 88,6 % de l’énergie primaire consommée de l’île provenait de ressources importées (énergies fossiles importées et des ressources renouvelables importées). Cette forte dépendance, combinée à son caractère insulaire, fait de l’autonomie énergétique une problématique majeure pour l’île. Il est donc essentiel de trouver des solutions durables et efficaces, combinant énergies renouvelables et technologies de stockage, pour relever ce défi.
Ainsi, les batteries lithium-ion et les Stations de Transfert d’Énergie par Pompage (STEP) se distinguent comme solutions de stockage d’énergie.
Quelle place pour les STEP face aux batteries sur l’île ?
Constat :
- Les batteries sont une bonne solution pour absorber les variations à court terme, mais elles ont un coût élevé et une durée de vie limitée.
- Les STEP offrent un stockage plus pérenne et durable, mais nécessitent des infrastructures adaptées.
Projet Tanika : 1er STEP Marine en France ? Encore en phase de projet, la STEP Tanika vise à développer une solution de stockage d’énergie innovante.
Conclusion : Vers un Avenir 100 % Renouvelable ?
Les STEP pourraient faire partie des solutions les plus viables pour assurer une transition énergétique durable dans les ZNI. Grâce à leur capacité de stockage et leur durée de vie supérieure aux batteries, elles permettent aux territoires isolés de réduire leur dépendance aux énergies fossiles et d’atteindre une autonomie énergétique croissante.
Avec une stratégie énergétique combinant STEP et batteries, La Réunion pourrait devenir une référence mondiale en matière d’autonomie énergétique, ouvrant la voie à des solutions innovantes et durables pour les générations futures.