Ces batteries sous-marines en béton sont-elles le futur de l'énergie durable ?

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L'Institut Fraunhofer pour l'économie de l'énergie et les systèmes énergétiques (Fraunhofer IEE) développe depuis plusieurs années un étonnant concept de "stockage" d'énergie sous-marin baptisé "StEnSea". Cet acronyme signifie "Stored Energy in the Sea", autrement dit "Énergie stockée en mer".

La technologie StEnSea est basée sur d'énormes sphères creuses en béton, dotées d'une super pompe et de turbines que l'on dépose en profondeur sur le fond océanique ou le fond d'un lac profond. Son principe se rapproche un peu de celui de Ocean Battery, la batterie océanique, et exploite la gigantesque pression qui règne dans les profondeurs pour générer de l'électricité.

Il faut comprendre, pour commencer, que le système StEnSea n'est pas censé fonctionner seul. Il est pensé pour se greffer à une source d'énergie durable, généralement des éoliennes plantées en mer. Quand les éoliennes ont besoin d'être épaulées, lorsqu'il n'y a pas assez de vent pour produire par exemple, une vanne est ouverte.

L'énorme pression de l'eau va la précipiter dans la sphère creuse, faire tourner les turbines, et ainsi créer de l'électricité grâce à un alternateur. Le courant sera ensuite injecté dans le réseau, ce qui permettra de produire de l'électricité même en cas de calme plat. Plus tard, la sphère utilisera un surplus de production d'électricité pour activer sa pompe et évacuer l'eau qu'elle contient vers l'extérieur. Une fois vidée, elle sera de nouveau prête pour un nouveau cycle. C'est cette capacité à prendre le relais sur une production en berne qui permet de qualifier les sphères StEnSea de batteries, même si, en réalité, elle ne contiennent aucun accumulateur.

En 2016, un prototype à l'échelle 1:10 de 3 mètres de diamètre a pu valider le système StEnSea : installée à 100 mètres de profondeur dans le lac de Constance, la sphère de 20 tonnes a développé une puissance de 2 à 4 kilowatts, pour une capacité de stockage maximale de 3 kWh. D'ici à l'horizon 2026-2027, une version plus ambitieuse d'environ 10 mètres de diamètre sera testée au large de la Californie. À environ 700 mètres de profondeur, la puissance attendue variera cette fois entre 0,5 et 1 mégawatt, pour une capacité proche de 1 MWh. La version finale de la sphère StEnSea, quant à elle, fera 30 mètres de diamètre et pourrait atteindre les 20 MWh de stockage à 800 mètres de profondeur, pour une efficacité estimée à 80 %.

Avant d'en arriver là néanmoins, plusieurs défis majeurs devront encore être relevés : coûts de fabrication et d'installation des gigantesques sphères, durabilité du béton, ou encore entretien de systèmes électromécaniques immergés aussi profondément. Évidemment, déployer une seule sphère n'aura aucun sens, ce qui signifie que la viabilité du projet dépendra aussi et surtout de la capacité de Fraunhofer IEE à déployer des parcs de sphères interconnectées. Beaucoup d'obstacles restent donc à surmonter, mais, heureusement, la route est désormais dégagée.