Des sphères géantes pour stocker l’énergie des éoliennes off-shore

Installées sous la mer, des sphères creuses se vident ou se remplissent d’eau selon que l’on a besoin de stocker ou de réinjecter dans le réseau l’électricité produite par des éoliennes. Un test avec une sphère de 3 mètres de diamètre - à l’échelle 1/10ème - vient de démarrer dans les eaux du lac de Constance.

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Des sphères géantes pour stocker l’énergie des éoliennes off-shore

Des énormes sphères creuses en béton dont les parois font 2,7 mètres d’épaisseur, immergées par 700 mètres de fond. C’est avec ce dispositif que des chercheurs de l’institut Fraunhofer IWES (Allemagne) veulent créer un nouveau système de stockage d’énergie adapté aux éoliennes en mer. Comme d’autres énergies intermittentes, les éoliennes ont besoin de stocker l’énergie produite afin de l’injecter sur le réseau quand elle est utile.

Le nouveau système reprend le principe du stockage d’électricité par pompage utilisé sur les barrages hydroélectriques : l’électricité à stocker sert à pomper de l’eau vers un réservoir haut, tandis que le flux d’eau libéré en sens inverse permet de faire tourner une turbine – et de récupérer l’électricité stockée. Mais le projet StEnSea (Stored energy in the sea), financé par le ministère allemand de l’économie et de l’énergie, veut l’adapter aux conditions de production des éoliennes off-shore.

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Dans les sphères en béton, l’électricité en surplus est utilisée pour pomper de l’eau hors de la sphère immergée. Pour récupérer l’énergie, il suffit d’ouvrir les vannes pour que l’eau rentre dans la sphère en faisant au passage tourner une turbine. C’est donc la mer dans laquelle est plongée la sphère qui joue ici le rôle du réservoir "haut".

L’équipe du projet a évalué les conditions de fonctionnement optimal pour un tel système. Une sphère de 30 mètres de diamètre, placée à 700 mètres sous la surface de la mer, pourrait stocker environ 20 MWh. Pour un volume donné, la capacité de stockage d’énergie par la sphère est proportionnelle à la profondeur d’immersion. Une ferme d’éoliennes off-shore pourrait exploiter la capacité de stockage d’un système comprenant 5 à 120 sphères immergées.

Mais il faut d’abord valider le principe. C’est ce qui est en train de se faire sur les bords du lac de Constance, à Überlingen, où l’on vient d’immerger une petite sphère de 3 mètres de diamètre, à l’échelle 1/10ème par rapport au futur système de stockage commercial. La sphère en béton a été fabriquée par la société de BTP Hochtief, et transportée par bateau pour être immergée à une profondeur comprise entre 100 et 200 mètres sous la surface du lac. Les tests vont durer plusieurs semaines. En parallèle, les chercheurs de l’institut IWES recherchent leur futur site de démonstration pour une sphère de 30 mètres : une zone côtière avec 600 à 800 mètres de fond, qui pourrait être au large de la Norvège.

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