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Comment stocker de l’électricité ?

Mise à jour le 12 septembre 2019

L’énergie électrique est un flux constant d’électrons qui se déplacent dans un conducteur, vouloir la stocker en tant que telle est aussi irréaliste que de vouloir stocker le vent. Pour la stocker, il faut donc la convertir sous une autre forme (chimique par exemple, comme les batteries) et la transformer à nouveau en électricité au moment où l’on en a besoin.

Selon le système employé, cette transformation peut s’accompagner de pertes, de difficultés et d’un coût de stockage variable.

Le stockage d’électricité sous forme d’énergie chimique

La batterie

Elle se base sur une réaction chimique dite « réversible » puisqu’elle peut se faire dans un sens et dans l’autre.

  • Dans un sens, la réaction permet de convertir l’électricité en énergie chimique afin de la stocker.
  • Dans l’autre, elle permet de générer un courant électrique.

Afin d’augmenter les performances et diminuer l’impact sur l’environnement, de nouvelles batteries (à eau salée, à liquides redox ou encore à sodium-soufre) sont en cours de développement. Les batteries Lithium-Ion sont actuellement les plus performantes.

Le condensateur

Un condensateur emmagasine de l’énergie électrique sur deux armatures métalliques séparées par un semi-conducteur et la restitue au moment de la décharge. Les condensateurs peuvent :

  • se charger et se décharger très rapidement
  • fournir des courants élevés (bien que limités dans le temps)
  • recharger très rapidement un véhicule électrique.

L’hydrogène

L’hydrogène (que l’on peut récupérer par électrolyse ou en brûlant du CH4) et l’oxygène génèrent de l’électricité lorsqu’ils sont combinés.

La combustion de l’hydrogène dans un moteur permet d’alimenter un générateur électrique. Utilisé dans une pile à combustible, il permet de produire directement de l’électricité.

Des chercheurs de la KU Leuven ont même mis au point un panneau solaire capable de produire de l’hydrogène directement à partir de l’humidité de l’air. Le coût énergétique de ce système est cependant très élevé.

Le stockage d’électricité sous forme d’énergie potentielle

Le pompage-turbinage

Le pompage-turbinage consiste à pomper l’eau d’un lac situé en contrebas vers un bassin d’accumulation situé en altitude (le pompage).

En cas de demande d’électricité, l’eau du réservoir supérieur est relâchée vers le bassin inférieur, actionnant au passage une turbine laquelle entraine un alternateur qui génère un courant électrique (le turbinage).

L’accumulation de pression

En se décomprimant dans un espace de stockage aux parois étanches, un gaz comprimé met en mouvement une turbine qui actionne un alternateur, produisant ainsi de l’électricité.

Le puits de gravité

Un piston très lourd est remonté du fond d’un puits de 500 m de profondeur à l’aide d’un moteur électrique. La masse est ensuite relâchée. En descendant, elle compresse par son poids l’eau du puits qui, refoulée sous la pression, permet de faire tourner un générateur électrique.

Le train incliné

Principe semblable à celui des horloges d’autrefois (dont il fallait remonter le mécanisme pour la faire fonctionner), un train monte une rampe de 10 km inclinée à 7 %. En redescendant sous l’effet de son poids, la masse du train fait tourner une génératrice qui produit à son tour de l’électricité.

Le stockage d’électricité sous forme d’énergie cinétique

Le volant d’inertie

Une masse très lourde (roue, cylindre…) est mise en rotation par un moteur et actionne un générateur qui produit de l’électricité en ralentissant progressivement.

Des autobus électriques silencieux fonctionnant sur ce principe ont circulé en Belgique dans les années soixante. Ils pouvaient rouler plusieurs kilomètres avec l’énergie cinétique accumulée dans leur volant d’inertie.

Le stockage d’électricité sous forme de chaleur

Il est possible de stocker de l’électricité en la transformant en chaleur (en chauffant une cuve d’eau pour le chauffage central par exemple).

Dans un contexte domestique, la transformer à nouveau en électricité n’aurait cependant pas d’intérêt car le rendement serait faible : on préfère l’utiliser pour le chauffage. Il s’agit donc de stockage d’énergie au sens large.

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