- L’institut Fraunhofer IEE teste un dôme en béton de 9 mètres de diamètre au large de Long Beach pour stocker l’électricité en exploitant la pression de l’eau en profondeur, selon le même principe que les stations de pompage-turbinage en montagne.
- Le système fonctionne en deux phases : lorsqu’il y a surproduction d’électricité, des pompes vident l’eau du dôme créant une différence de pression; lors des pics de consommation, l’eau s’engouffre à l’intérieur en entraînant une turbine qui génère du courant.
- Cette solution vise les zones côtières profondes entre 600 et 800 mètres et pourrait utiliser des équipements submersibles existants, tandis que la structure en béton durerait 50 à 60 ans avec remplacement du générateur tous les 20 ans.
Concrètement en France
- La France dispose déjà de stations de pompage-turbinage en montagne, qui reposent sur le même principe de stockage par l’eau, mais avec du dénivelé plutôt que de la pression marine.
- Avec sa façade atlantique et méditerranéenne et ses projets éoliens en mer, la France pourrait théoriquement accueillir ce type de dispositif, à condition de disposer de grandes profondeurs assez proches des côtes.
- Tout projet de ce genre en France passerait par des autorisations liées à l’occupation du domaine public maritime et par une évaluation des incidences sur l’environnement marin.
- À retenir : il s’agit d’un démonstrateur expérimental, pas d’une solution déjà disponible pour le réseau électrique français.
Les repères
- Un dispositif sous-marin de 400 tonnes testé au large de Long Beach stocke l’électricité produite en excès par les énergies renouvelables
- La structure en béton de 9 mètres de diamètre utilise la pression marine pour emmagasiner et restituer l’énergie sans créer de retenues artificielles
- Le mécanisme fonctionne par évacuation puis réintroduction d’eau dans une coque creuse, actionnant une turbine pour générer l’électricité à la demande
- La structure pourrait fonctionner entre 50 et 60 ans, avec remplacement du générateur tous les vingt ans sans remonter l’installation
Face aux variations du soleil et du vent, une installation sous-marine teste une piste inattendue pour conserver l’électricité produite en excès.
À quelques kilomètres des côtes californiennes, une structure circulaire géante vient prendre place sous la surface. Son apparence évoque un ouvrage de génie civil, pas une batterie. Pourtant, son rôle consiste bien à emmagasiner de l’énergie puis à la restituer lorsque le réseau électrique en a besoin. Cette expérimentation menée par l’institut Fraunhofer IEE pourrait offrir une alternative aux barrages et aux accumulateurs chimiques.
Une réserve d’énergie actionnée par la pression marine
Le principe repose sur une idée assez simple : utiliser la force exercée naturellement par l’eau à grande profondeur. L’installation est une coque creuse, fabriquée en béton, reliée à une pompe, une turbine et des conduites.
Lorsqu’une région produit trop d’électricité, par exemple durant une période très venteuse ou très ensoleillée, cette énergie excédentaire alimente des pompes. Celles-ci évacuent l’eau contenue dans la cavité. L’intérieur se retrouve alors à une pression bien plus basse que celle de l’eau qui l’entoure.
Quand la demande électrique repart à la hausse, le procédé s’inverse. Une vanne s’ouvre et l’eau se précipite vers l’intérieur sous l’effet de la pression. Son passage entraîne une turbine, qui génère de l’électricité et l’envoie vers le réseau.
La mer ne fournit pas l’énergie elle-même : elle apporte la pression nécessaire pour la stocker puis la restituer à la demande.
Cette logique rappelle les stations de pompage-turbinage construites en montagne. Dans ces sites terrestres, l’eau est remontée vers un bassin en altitude avant de redescendre à travers des turbines. Sous l’eau, la profondeur remplace le dénivelé et évite de créer de vastes retenues artificielles.
Une structure de 9 mètres déjà testée près de la côte
Le démonstrateur installé au large de Long Beach mesure 9 mètres de diamètre. Il approche les 400 tonnes. Un tel poids répond à une contrainte très concrète : l’ouvrage doit rester parfaitement stable face aux mouvements de l’eau et supporter une pression considérable.
Les équipes visent les fonds situés entre 600 et 800 mètres de profondeur. À cette distance de la surface, la pression devient suffisamment élevée pour rendre le mécanisme intéressant, sans imposer des matériaux hors de prix. Les ingénieurs estiment que cet équilibre peut permettre l’emploi d’équipements submersibles déjà utilisés dans d’autres secteurs industriels.
- En période de surplus, les pompes retirent l’eau de la cavité.
- La différence de pression conserve l’énergie sous une forme mécanique.
- Lors des pics de consommation, l’eau revient vers l’intérieur.
- La turbine transforme alors son mouvement en courant électrique.
Selon les projections présentées autour de cette technologie, une dizaine de cycles pourrait couvrir l’équivalent de la consommation annuelle d’un foyer moyen. Cette donnée reste théorique, car elle dépend de la capacité exacte de l’installation, des pertes lors des opérations et des besoins du logement concerné.
Une durée de vie pensée sur plusieurs décennies
Le béton offre ici un argument majeur : la structure pourrait rester en service entre 50 et 60 ans. Les éléments électromécaniques, eux, vieillissent plus vite. Le générateur devrait être remplacé environ tous les vingt ans. Les promoteurs du projet prévoient cette intervention sans remonter toute la structure à la surface.
Ce calendrier tranche avec celui de certaines batteries chimiques, dont les performances diminuent avec le temps et les cycles. Les deux solutions ne répondent pas forcément aux mêmes besoins. Une batterie peut agir très vite sur un réseau local. Une réserve hydraulique sous-marine vise plutôt de gros volumes et une utilisation longue.
Pourquoi viser les fonds marins plutôt que les montagnes
Les installations de pompage traditionnelles nécessitent deux réservoirs, des terrains pentus et d’importants travaux. Elles restent très efficaces, mais leur développement se heurte souvent à la rareté des sites disponibles, aux contraintes paysagères et à l’opposition locale.
Les zones côtières profondes proposent une autre configuration. Plusieurs pays disposent de longues façades maritimes proches de fonds abrupts : les États-Unis, la Norvège, le Japon, le Brésil ou certaines régions méditerranéennes. Ces territoires produisent aussi, pour beaucoup, de l’électricité grâce au vent ou au soleil.
Le stockage sous-marin pourrait rapprocher une réserve d’électricité des grandes villes du littoral, là où la consommation est souvent très forte.
Il reste tout de même des obstacles. Il faut raccorder les unités au réseau terrestre avec des câbles adaptés, vérifier l’état des fonds, surveiller la corrosion et garantir que les opérations n’abîment ni les habitats ni les activités de pêche. La maintenance à plusieurs centaines de mètres de profondeur coûte cher et impose des équipements spécialisés.
Un béton conçu pour accueillir la vie marine
L’entreprise américaine Sperra participe à la fabrication de ces grandes coques grâce à l’impression 3D. Cette méthode permet de produire des formes complexes sans recourir à un moule classique. Elle peut aussi réduire certains délais de fabrication, à condition que les matériaux et les contrôles de résistance répondent aux normes maritimes.
La surface extérieure n’a pas vocation à être parfaitement lisse. Les concepteurs cherchent au contraire à créer des creux, des aspérités et des zones poreuses. Des algues, des micro-organismes et, dans certaines conditions, des coraux peuvent s’y fixer plus facilement.
L’idée est de transformer l’ouvrage en support de récif artificiel plutôt qu’en simple masse posée au fond de l’eau. Cette ambition écologique devra être vérifiée sur la durée. Un récif artificiel peut attirer des espèces, mais il ne remplace pas automatiquement un habitat naturel détruit ou fragilisé. Les chercheurs devront donc mesurer l’évolution de la faune, de la flore et des sédiments autour de la structure.
Des modèles de 30 mètres envisagés
Le prototype californien sert avant tout à vérifier le fonctionnement réel du système : étanchéité, rendement des pompes, comportement du béton, effets sur l’environnement et facilité d’entretien. Si les résultats confirment les simulations, les équipes espèrent concevoir des unités beaucoup plus imposantes, jusqu’à 30 mètres de diamètre.
Une telle montée en taille changerait l’échelle du projet. Plusieurs installations regroupées au même endroit pourraient former une réserve importante pour compenser les baisses de production solaire en soirée ou l’absence de vent durant plusieurs heures.
Le rendement sera un point décisif. Chaque étape entraîne des pertes : la pompe consomme de l’électricité, la turbine n’en restitue pas la totalité, et le transport jusqu’au rivage demande lui aussi de l’énergie. L’intérêt de cette solution dépendra donc autant de son coût réel que de sa robustesse et de son bilan environnemental.
Cette expérimentation montre surtout que la transition énergétique ne repose pas sur une seule technologie. Entre les barrages, les batteries, l’hydrogène, l’effacement de consommation et ces réserves sous-marines, les réseaux devront combiner plusieurs outils pour fournir du courant lorsque les conditions météo deviennent moins favorables.
