Avec l’essor de l’éolien et du solaire, le stockage prend progressivement de l’ampleur au sein des réseaux électriques. De nombreux pays investissent désormais dans des centrales de stockage à grande échelle pour gagner en flexibilité. De leur côté, les scientifiques poussent leurs recherches afin d’élargir l’éventail de solutions. Récemment, une équipe a mis au point une nouvelle technique de stockage reposant sur des moteurs linéaires, souvent utilisés dans les grand-huit.

« D’un très bon rapport coût/efficacité », voici comment ces scientifiques sud-africains qualifient le nouveau système de stockage par gravité qu’ils ont conçu. S’il existe différentes technologies de stockage d’énergie par gravité, celle-ci se démarque par l’utilisation d’un moteur électrique linéaire. À la différence d’un moteur classique de forme cylindrique, celui-ci est totalement plat. Il affiche une densité de puissance élevée et convient aux espaces restreints.

Le moteur linéaire est couramment utilisé dans les parcs d’attraction, afin de propulser les chariots dans certains manèges comme les montagnes russes. Quelques rares trains régionaux exploitent également cette technologie de par le monde. Dans le domaine du stockage d’énergie, le moteur linéaire présente l’avantage de pouvoir revaloriser les sites miniers désaffectés. Mais, comment fonctionne-t-il au juste ?

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Le principe du stockage par gravité par moteur linéaire

Appelé aussi batterie gravitaire, le stockage par gravité consiste à consommer de l’électricité pour soulever une charge lourde à une certaine hauteur. Hissée à des dizaines, voire à des centaines de mètres de haut, la masse stocke alors de l’énergie sous forme d’ « énergie potentielle de pesanteur ». Lors de la « décharge », elle est tout simplement lâchée, et grâce à un système de câbles et poulies, sa chute permet d’entrainer un générateur électrique.

La technologie présente une certaine similarité avec la STEP (Station de transfert d’énergie par pompage-turbinage). Pour rappel, lors du déstockage, le principe de la STEP est de vider un grand bassin afin que l’eau libérée regagne, par gravité, un second réservoir situé plus bas. Au cours de son trajet, le fluide entraine une turbine pour générer de l’électricité.

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Dans ce nouveau type de stockage par gravité, la charge libérée est une masse solide ou « piston », déplacée par un moteur électrique linéaire. Lorsque la production est élevée, le courant excédentaire du réseau ou de la centrale sert à hisser la masse. Lors des périodes de fortes demandes, le piston est libéré et retombe simplement par gravité, produisant ainsi de l’électricité.

Un mode de stockage adapté aux puits de mines désaffectées

La batterie gravitaire peut être installée en surface, auquel cas, elle nécessite une infrastructure répondant à la hauteur requise. Des scientifiques autrichiens ont déjà essayé ce genre de technique sur un grand immeuble. Il est également possible de recourir à un système « souterrain » dans lequel la masse est libérée dans un puits. Cette seconde configuration s’adapte parfaitement à un site minier hors d’usage. La charge est ainsi lâchée dans des puits mesurant jusqu’à des centaines de mètres de profondeur.

En effet, après épuisement du minerai, une mine n’a généralement plus aucune utilité. La transformer en une centrale de stockage permettrait alors de la revaloriser. D’autant plus que, grâce à la présence des puits, le terrain est prêt à accueillir l’installation. À cela s’ajoute le fait que le site est souvent déjà connecté au réseau électrique. Ces avantages vont atténuer les coûts.

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D’après leurs études, les scientifiques estiment que le coût de stockage actualisé de leur système pourrait être à 126,89 €/MWh. Ce chiffre est issu de calculs établis sur une hauteur de 1 000 mètres et d’un temps de décharge de 30 minutes. Selon eux, ce prix est « d’un bon rapport coût/efficacité », et avec des améliorations de la technologie, il pourrait baisser à 92,49 €/MWh.