Stockage d’énergie électrique dans le nord de la France (Lacs Emeraude)

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François Lempérière, Avril 2010 

1) Besoins et possibilités de STEP dans le nord de la France

Le stockage d’énergie par STEP (Stations de Transfert d’Energie par Pompage) peut avoir trois objectifs :

–  Stocker une partie de l’énergie intermittente pour l’adapter aux besoins.

– Stocker pendant la nuit ou le week-end  du courant réutilisé en heures de pointe permettant notamment le remplacement de gaz ou de charbon par l’énergie nucléaire.

–  Améliorer qualité et sécurité du réseau électrique.

Pour une production électrique française actuelle de 60 GW en moyenne et plus de 80 GW en pointe, les STEP sont actuellement limitées à 5 GW opérant entre 2 lacs de montagne dans la moitié sud. Le développement de l’éolien (surtout au nord) et le souhait de réduire l’utilisation de combustible fossile conduisent à étudier la réalisation en 10 ou 15 ans dans la moitié nord de la France de 5 à 10 GW de STEP (avec 100 à 200 GWh de stockage) et la possibilité d’un développement ultérieur plus important.

L’absence de relief important conduit à la recherche de STEP utilisant la mer. C’est possible dans différentes régions, notamment dans le Cotentin et dans le Pas-de-Calais près de centrales nucléaires mais le pays de Caux (Haute-Normandie et Picardie) est particulièrement favorisé par sa position, sa topographie et sa géologie pour en assurer la majeure partie.

Il est donc étudié ci-dessous.

On peut opérer entre la mer comme bassin bas et un bassin haut implanté à terre ou en mer. La charge de turbinage ou pompage est voisine de 100 m dans les deux cas, hauteur utilisée par une dizaine de grandes STEP mondiales, notamment au Japon et en Russie. Les stations en montagne opèrent généralement sous des charges plus élevées, ce qui réduit, à puissance égale, la section des longs tunnels coûteux nécessaires entre les 2 lacs. La topographie du pays de Caux a le grand avantage de ne pas nécessiter de tunnels ou éventuellement des tunnels très courts ; l’intérêt des hautes chutes en est réduit.

Six zones paraissent les plus favorables, pour l’option de bassin haut terrestre proche de la falaise.

– Eletot et Veulette à l’est de Fécamp

– Belleville et Biville à l’est de Dieppe.

– Ault à l’Est du Tréport.

– Monneville à l’Est de Saint-Valery en Caux.

Ces différents sites sont proches des sites nucléaires de Paluel ou Penly, ce qui a le double avantage de stockage facile d’énergie nucléaire et d’utilisation des couloirs de lignes électriques existants.

D’autres sites sont envisageables, notamment à quelques kilomètres de la mer, avec tunnels.

L’option terrestre est représentée ci-dessous et évaluée pour ces cinq sites.

Une option de bassin en mer adossé à la falaise est possible sur ces sites. Elle est représentée dans le cas d’Eletot.

Un développement important de l’énergie éolienne offshore est également prévisible dans ces zones.

Enfin cette région n’est située qu’à 200 km de Bruxelles, 300 km de Rotterdam et 400 km d’Essen. Son potentiel est à l’échelle des besoins nord européens de stockage d’énergie et de sécurité du réseau.

2) Sites terrestres en Haute-Normandie et Picardie (surface unitaire 2 à 6 km²)

Les bassins hauts envisagés sont implantés sur des zones pratiquement sans habitations ni espaces boisés. Les paysages actuels sont constitués de zones céréalières très plates et d’éoliennes de grande hauteur aisément transférables. Il parait donc possible d’améliorer l’aspect et l’intérêt touristique de ces zones très proches de la falaise.

Le terrain est 80 à 100 m au-dessus de la mer. Les bassins peuvent être exploités avec un marnage voisin de 40 m dont 30 m au-dessus du terrain actuel. Ils permettent de stocker environ 10 GWh/km². Les digues (coupe jointe) pourront être constituées d’un mur vertical en béton compacté côté bassin et d’un remblai extérieur en craie provenant d’un arasement partiel du bassin et de la fouille de l’usine. Une réduction de marnage et de hauteur de digue n’augmenterait pas beaucoup le coût du KWh stocké mais réduirait fortement l’utilisation.

Les talus extérieurs des digues seront en pente douce et variable. La récupération de la terre végétale du bassin permettra un mètre de terre végétale sur ces talus extérieurs de digue, facilitant des boisements importants et un aspect naturel. Une route touristique en crête de digue donnera sur plusieurs kilomètres pour chaque bassin une vue sur la mer inexistante actuellement.

L’étanchéité du fond du bassin sera assurée par la craie en place ; un étanchement complémentaire par géomembrane serait d’un coût assez faible mais ne parait pas nécessaire.

L’usine et sa sortie sur la mer, prévue dans une valleuse existante approfondie sur 100 m de largeur, seront très peu visibles. La sortie sur la mer pourrait même être souterraine laissant la falaise totalement intacte mais pour un surcoût non négligeable. Il y a très peu d’impacts en mer ; on peut prévoir une protection arrêtant le recul de la falaise dans cette zone.

Les bassins (plusieurs km² d’eau calme renouvelée fréquemment) pourront être utilisés pour les sports nautiques et l’aquaculture actuellement peu développés dans ces zones.

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