Pompage et turbinage simultanés : une innovation prometteuse testée dans les centrales hydroélectriques pour un réseau plus résilient

Dans une centrale de stockage hydroélectrique, le «?turbinage?» consiste à libérer l’eau d’un réservoir supérieur pour générer de l’électricité en la faisant passer à travers des turbines. Le «?pompage?», quant à lui, permet de remonter l’eau vers ce réservoir. Habituellement, ces deux opérations ne peuvent pas se dérouler en même temps. Toutefois, un système permettant le pompage et le turbinage simultanés (PTS) a été testé dans l’une de nos centrales en France avec des résultats encourageants.

L’évolution vers un système énergétique décarboné, où le solaire et l’éolien occupent une place centrale, impose de nouveaux défis aux infrastructures électriques, notamment aux stations de transfert d’énergie par pompage-turbinage (STEP). Ces centrales, historiquement conçues pour stocker l’énergie pendant les périodes creuses et la restituer durant les pics de consommation, doivent désormais s’adapter aux fluctuations de production des énergies renouvelables. Pour répondre à ces nouvelles exigences, des innovations comme le PTS sont cruciales.

Dans le cadre du projet européen Xflex Hydro, un concept de pompage et turbinage simultanés a été testé à la STEP de Grand’Maison, la plus grande d’Europe avec une capacité de 1800 MW. Ce projet vise à moderniser les infrastructures hydroélectriques pour répondre aux exigences du nouveau paysage énergétique. En 2021, les équipes ont expérimenté un «?court-circuit hydraulique?», permettant de pomper et turbiner en simultané grâce à une configuration particulière des conduites d’eau. Ce processus permet de détourner partiellement l’eau pendant le pompage, une partie remontant vers le réservoir supérieur et l’autre passant par une turbine pour générer de l’électricité. Cette technique a permis de réaliser 40 % du pompage en mode PTS.

Le principal avantage de cette innovation est l’équilibre qu’elle apporte au réseau électrique en permettant à la centrale de Grand’Maison de réguler la fréquence du réseau tout en pompant, une fonction normalement réservée à la phase de turbinage. Grâce au PTS, Grand’Maison a pu offrir une puissance d’équilibrage supplémentaire de 240 MW, soit environ 20 % des besoins français en termes de régulation du réseau. De plus, ce système pourrait se substituer à certaines centrales fossiles, avec une réduction potentielle de 90 000 tonnes de CO2 par an.

Malgré ses avantages, l’intégration du PTS a présenté des défis techniques. La phase de démonstration en 2021 a permis de tester l’impact de cette innovation sur l’infrastructure, notamment en simulant des pressions élevées et des scénarios variés. Les résultats ont montré que la centrale de Grand’Maison supportait ces contraintes sans problème majeur.

Après cette validation prometteuse, EDF prévoit d'étendre ce concept à la centrale de Super-Bissorte en Savoie, ouvrant la voie à une plus grande flexibilité du réseau hydroélectrique face aux besoins énergétiques de demain.

Le 18/09/2024

Rédaction de l’AMDGJB Géoparc Jbel Bani

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