« Des batteries sous la mer » : des scientifiques testent un béton capable de stocker l’énergie dans les abysses

Les besoins énergétiques mondiaux augmentent de manière exponentielle, poussant les chercheurs à explorer de nouvelles solutions de stockage d’énergie. Parmi ces innovations, le système StEnSea (Stored Energy in the Sea), conçu par l’Institut Fraunhofer pour l’économie énergétique et la technologie des systèmes énergétiques en Allemagne, se démarque par son originalité et son potentiel. Ce projet repose sur des sphères en béton immergées dans l’océan, utilisant la pression naturelle de l’eau pour stocker et libérer de l’énergie. Cette approche promet une alternative intéressante aux méthodes de stockage traditionnelles, en particulier pour les énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien.

Une technologie novatrice inspirée par les profondeurs

À environ 100 mètres sous la surface du lac de Constance en Allemagne, une sphère en béton de près de 3 mètres de diamètre repose au fond de l’eau. Ce prototype, développé par Fraunhofer IEE, a été testé en 2017 avec succès. Le principe est simple : une pompe-turbine expulse l’eau douce de la sphère, créant ainsi un vide. Lorsque l’énergie cesse d’alimenter le système, l’eau environnante pénètre à nouveau dans la sphère, faisant tourner la turbine et générant de l’électricité. Cette méthode ingénieuse utilise la pression naturelle de l’eau pour stocker de l’énergie excédentaire, produite par exemple par des installations solaires ou éoliennes.

Le concept de StEnSea est particulièrement adaptable, ne nécessitant pas de grands espaces terrestres ni de réservoirs en altitude. Le poids de la colonne d’eau au-dessus des sphères agit comme un réservoir supérieur, tandis que les sphères elles-mêmes servent de réservoir inférieur. Cette simplicité de conception rend le système applicable à de nombreux sites offshore à travers le monde, offrant une solution de stockage d’énergie même dans des zones densément peuplées.

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Des défis techniques et des collaborations internationales

Pour prouver la faisabilité de cette technologie dans des conditions océaniques réelles, Fraunhofer IEE a simulé l’utilisation de béton dans des eaux beaucoup plus profondes que celles du lac de Constance. Les tests ont montré que le béton pouvait résister à des pressions allant jusqu’à 77 atmosphères, soit 77 fois la pression au niveau de la mer. Fort de ces résultats, un projet plus ambitieux est lancé au large de la Californie, en collaboration avec Sperra, une société américaine spécialisée dans l’impression 3D de béton, et Pleuger Industries, spécialiste allemand des pompes sous-marines.

L’objectif est de tester une sphère creuse de 9 mètres de diamètre, pesant environ 400 tonnes, à une profondeur de près de 600 mètres. Prévu pour être opérationnel d’ici fin 2026, ce projet vise à démontrer l’efficacité de la technologie StEnSea dans des conditions océaniques complexes. La capacité de stockage prévue pour une seule sphère est de 0,4 mégawatt-heure, ce qui suffirait à alimenter un foyer moyen pendant deux semaines.

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Vers des capacités de stockage accrues

Les ambitions de l’Institut Fraunhofer ne s’arrêtent pas là. Des projets sont déjà en cours pour développer des sphères encore plus grandes, atteignant jusqu’à 30 mètres de diamètre, augmentant ainsi considérablement la capacité de stockage. Ces sphères pourraient jouer un rôle crucial dans la stabilisation des réseaux électriques, en particulier ceux qui dépendent fortement des énergies renouvelables intermittentes comme le solaire et l’éolien.

À terme, l’institut envisage de déployer des sphères de 100 mètres de diamètre. Selon les estimations de Fraunhofer IEE, ces systèmes pourraient offrir une capacité de stockage globale de 817 000 gigawatt-heures, suffisant pour alimenter près de 75 millions de foyers par an. Un tel développement pourrait transformer la manière dont nous stockons et utilisons l’énergie à l’échelle mondiale.

Une réponse aux enjeux énergétiques mondiaux

La mise en œuvre de la technologie StEnSea pourrait représenter une avancée majeure pour répondre aux besoins énergétiques croissants tout en soutenant la transition vers des énergies renouvelables. En exploitant la pression naturelle de l’océan, ces sphères en béton offrent une solution de stockage efficace et durable, compatible avec les infrastructures existantes et les exigences environnementales.

Alors que la première phase de déploiement est en cours, les résultats de ces tests pourraient influencer la future politique énergétique mondiale. Comment cette technologie innovante s’intégrera-t-elle dans les plans énergétiques des gouvernements et des entreprises à travers le monde ?