Comment stocker l’électricité ?

D’un point de vue technique, il n’est pas possible de stocker directement l’électricité. Il faut d’abord la convertir en une autre forme par le biais d’un cycle de transformation. Le flux d’électrons se transforme alors en énergie chimique, mécanique ou thermique. Et l’électricité n’est libérée qu’au moment où vous en avez besoin.

Chaque méthode de stockage possède des propriétés uniques. Nous considérons ici principalement trois facteurs :

• Le rendement : le rapport entre l’énergie stockée et l’énergie récupérée.
• La densité énergétique : la quantité d’énergie que l’on peut stocker par volume ou par poids.
• Le temps de décharge : la rapidité ou la lenteur avec laquelle l’énergie est à nouveau disponible.

En bref

Voici un bref aperçu des différentes méthodes de stockage. Cliquez sur une technologie pour accéder directement à la description détaillée :

Astuce : cet article offre un aperçu complet de tous les systèmes disponibles. Si vous voulez juste savoir quoi faire concrètement chez vous, rendez-vous directement à nos conclusions pratiques en bas de page.

Avec une batterie

Une batterie est basée sur une réaction chimique dite « réversible », c’est-à-dire qui peut aller dans les deux sens :

Avec un condensateur

Un condensateur ne stocke pas l’énergie chimiquement comme une batterie, mais retient momentanément une charge électrique entre deux plaques métalliques appelées « armatures ». C’est en quelque sorte le « sprinter » des technologies de stockage.

Les condensateurs présentent certaines caractéristiques typiques :

• Rapides comme l’éclair : un condensateur peut se charger et se décharger très rapidement. C’est un peu comme si le flash d’un appareil photo libérait toute son énergie d’un seul coup.
• Pics courts : idéal pour absorber les pics soudains du réseau électrique ou pour donner aux véhicules électriques un « boost » ultracourt lors de l’accélération.
• Capacité limitée : un condensateur a une capacité très faible. Il peut permettre à une machine de démarrer en force, mais il n’est pas adapté pour alimenter votre maison en électricité pendant toute une soirée.

Avec de l’hydrogène

Vous pouvez également stocker l’électricité en la convertissant en gaz. Avec l’électricité excédentaire, vous séparez l’eau (par électrolyse) en oxygène et en hydrogène. Cet hydrogène gazeux peut être stocké sous pression dans des réservoirs, comme s’il s’agissait d’une grande batterie.

Lorsque vous avez à nouveau besoin de l’énergie, l’hydrogène est combiné à l’oxygène :

• Dans une pile à combustible, l’électricité est produite directement.
• Dans un moteur, le gaz entraîne un générateur qui produit de l’électricité.

Bien qu’il s’agisse d’une méthode efficace pour stocker de grandes quantités d’énergie pendant de longues périodes, le rendement reste encore faible. En effet, une grande partie de l’énergie est perdue lors de la double conversion (électricité en gaz et vice versa), ce qui en fait aujourd’hui une solution destinée principalement à l’industrie et dans une moindre mesure aux foyers.

Par pompage-turbinage

L’une des méthodes les plus utilisées dans le monde (comme la centrale de Coo en Belgique). Ce système consiste à pomper l’eau d’un lac situé en contrebas vers un bassin d’accumulation situé plus haut (le pompage). En cas de demande d’électricité, l’eau du réservoir supérieur est relâchée vers le bassin inférieur. Au passage, elle entraîne une turbine et un alternateur qui génèrent ensemble un courant électrique (le turbinage). Ce système est déjà utilisé à grande échelle aujourd’hui pour absorber les fluctuations des énergies renouvelables.

Par accumulation de pression

Du gaz comprimé est stocké dans un espace fermé aux parois étanches. Lorsque vous le décomprimez, une turbine se met en mouvement. Et cette turbine actionne un alternateur qui produit de l’électricité. Ce système est lui aussi particulièrement adapté au stockage d’énergie à grande échelle.

Avec un puits de gravité

Cette technique consiste à remonter un piston très lourd d’un puits de 500 mètres de profondeur à l’aide d’un moteur électrique. Lorsque vous relâchez la masse, elle redescend. Sous l’effet de son poids, l’eau est comprimée et déplacée, ce qui entraîne un générateur électrique. L’énergie stockée est ainsi reconvertie en électricité.

Le stockage par gravité est un concept intéressant, mais il s’agit aujourd’hui surtout d’une solution de niche ou d’un projet de démonstration.

Avec un train incliné

Ce principe est similaire à celui du remontage du mécanisme d’une vieille horloge. Un train lourd monte une rampe de 10 km inclinée à 7 %. Pendant la descente, le poids du train fait tourner un générateur qui produit à son tour de l’électricité.

Avec un volant d’inertie

Un volant d’inertie est une masse très lourde (roue, cylindre, etc.) qui est mise en rotation par un moteur. En décélérant, la roue actionne un générateur qui produit de l’électricité.

Avec un réservoir d’eau

Le moyen le plus courant de stocker de l’énergie à la maison est l’eau chaude. Vous utilisez l’électricité excédentaire pour chauffer le réservoir d’eau de votre système de chauffage central ou de votre chauffe-eau. Ce faisant, vous convertissez directement l’énergie électrique en énergie thermique utilisable.

Avec du sable

Comme l’eau, le sable peut retenir la chaleur, même à des températures très élevées. En Finlande, par exemple, cette technologie est déjà déployée à plus grande échelle. Une « batterie de sable » peut stocker de la chaleur pendant des mois à une température d’environ 500 degrés Celsius. L’énergie solaire et éolienne excédentaire de l’été peut ainsi être utilisée pour chauffer des quartiers entiers en hiver.

Si les technologies telles que les batteries de sable ou les panneaux à hydrogène représentent l’avenir du stockage d’énergie, elles ne sont pas près d’être installées dans votre cave. Que pouvez-vous donc faire à votre niveau en tant que particulier ou copropriétaire ?

• La batterie domestique : la solution la plus connue. Idéale pour consommer l’énergie solaire de la journée pendant la soirée, même si cela reste un investissement important.
• Le véhicule électrique (V2G) : vous avez une voiture électrique ? Vous possédez alors peut-être déjà une énorme batterie sur roues qui pourrait alimenter votre maison à l’avenir.
• Le stockage thermique : la méthode la plus simple et la moins coûteuse. En contrôlant intelligemment votre chauffe-eau électrique ou votre pompe à chaleur, vous stockez de l’énergie sous la forme d’eau chaude.