Le stockage d’énergie par air comprimé au secours du renouvelable

Développé à l’EPFL depuis 2002, le stockage d’énergie sous forme d’air comprimé est en mesure de répondre aux besoins des réseaux utilisant de plus en plus d’électricité d’origine renouvelable.

Le Canton de Vaud soutient à hauteur de 1,66 million de francs suisses (soit 1,36 ME)  la fabrication d’installations pilotes à l’EPFL et à Lausanne.

Nécessaire dans la perspective d’une sortie du nucléaire, l’électricité d’origine solaire ou éolienne souffre d’un problème: elle est volatile. Et offre ses pics de disponibilité à un moment qui ne correspond généralement pas à celui des pics de consommation.

Le stockage de cette énergie en vue de sa réutilisation au moment opportun est donc un enjeu crucial. De nombreuses pistes sont explorées, allant des batteries électrochimiques au pompage-turbinage dans les lacs de barrage.

Au Laboratoire d’électronique industrielle (LEI), son directeur Alfred Rufer travaille depuis plus de dix ans sur un système de stockage original: de l’air comprimé. L’utilisation d’un piston hydraulique – au lieu d’un piston mécanique c’est de l’eau qui, pompée dans un cylindre, comprime l’air dans l’espace restant – confère au système un rendement optimal, générant beaucoup moins de pertes sous forme de chaleur. Stocké dans des bouteilles, l’air à haute pression peut être conservé sans pertes jusqu’au moment où il sera nécessaire de générer à nouveau de l’électricité, par détente dans ce même cylindre. «L’un des avantages de notre système est qu’il ne nécessite pas de matériaux rares. En outre sa robustesse lui confère une grande longévité», explique Alfred Rufer.

Le stockage d'énergie par air comprimé au secours du renouvelable

Système «clés en mains»

Sylvain Lemofouet, qui a réalisé sa thèse de doctorat au LEI, a fondé la start-up Enairys Powertech pour développer ce principe et créer des unités «clés en mains» de stockage et de restitution d’énergie électrique. Ainsi est né le projet HyPES.

Son premier prototype est sorti du laboratoire en 2007. En 2011, une unité de dimension industrielle pouvait absorber une puissance électrique de 10’000 Watts pour la stocker sous forme d’air comprimé. Cette année, un pilote d’une puissance de 25 kW sera installé à la centrale photovoltaïque de Mont-Soleil (JU). «On parle en énergie que le système peut absorber et restituer instantanément plutôt qu’en capacité de stockage, car celle-ci peut être étendue à peu de frais: il suffit de rajouter des bouteilles», précise Sylvain Lemofouet.

A l’avenir, des installations à 250, puis 2500 kW verront le jour. «Les capacités que nous pourrons fournir seront adaptées à des unités de production décentralisées telles que des parcs solaires sur des entrepôts ou des parcs éoliens», ajoute Sylvain Lemofouet.

Le stockage d'énergie par air comprimé au secours du renouvelable

En phase avec la politique cantonale

Le 12 mai 2014, lors d’une conférence de presse organisée à l’EPFL, l’Etat de Vaud a annoncé son soutien au développement du système HyPES, sous la forme d’une subvention de 1,66 millions de francs et d’un accompagnement destiné à favoriser l’entrée sur le marché des dispositifs HyPES. Ce projet s’inscrit dans le cadre du volet «Hautes écoles» du programme «100 millions pour les énergies renouvelables et l’efficacité énergétique». Conseillère d’Etat en charge du Département du territoire et de l’environnement, Jacqueline de Quattro a salué ce concept, dont le soutien «illustre la cohérence de la politique énergétique cantonale, les systèmes de stockage de l’énergie, tels que celui-ci, s’articulant parfaitement dans une vision à long terme du réseau électrique futur.»

Cette manne permettra non seulement la réalisation – en collaboration avec la HEIG-VD à Yverdon-les-Bains – d’une nouvelle installation au sein même de l’EPFL, mais également, en partenariat avec les Services industriels de Lausanne (SIL), d’une deuxième unité de 25 kW, installée en ville dans le courant de 2015.

Partagez l'article

 



Articles connexes

Poster un Commentaire

25 Commentaires sur "Le stockage d’énergie par air comprimé au secours du renouvelable"

Me notifier des
avatar
Trier par:   plus récents | plus anciens | plus de votes
Tho071088
Invité

Quel est le rendement d’une telle installation ? Je ne l’ai pas vu dans l’article.

irisyak
Invité

C’est justement la question que je pose. Les belles paroles de ce site sont formidables!

Raymond3
Invité

Il me semble que de toute façon l’air va se chauffer lors de la phase de compression et se refroidir lors de la dtente donc pertes…

En passant
Invité

Bonjour, l’intérêt du stockage par air comprimé (et quelque soit le stockage) est aussi essentiel pour le nucléaire qui n’est pas coapble de répondre aux variations de consommation. Ce qui contraint le réseau a s’équiper de production à flamme. L’air comprimé, comme les barrages dans les premiers temps du tout éléctrique, comme tout technique de stockage deviennent indispensables pour permettre le développement des nouvelles technologies de production. Et si en plus, ces techniques permettent d’envisager la parité réseau pourquoi s’en priver !!!

bolton
Invité
Bonjour tout le monde, Bon, moi je ne suis pas un expert du tout mail il y a une question que je me pose. On parle beaucoup des pertes sous forme de chaleur. Oui tout le monde le sait (enfin ceux qui s’intéressent), quand on comprime un gaz, il chauffe. Ensuite, quand il se refroidit, il perd en pression, il y a donc une perte d’énergie (évidemment, puisque l’énergie est partie sous forme de chaleur) Et si….. Et si on isolait intégralement ce système, pour que la chaleur ne parte plus? Et si, en plus de comprimer des gaz pour… Lire plus »
Poip
Invité

C’est connu depuis longtemps que de l’air comprimé a une faible capacité énergétique, il faudrait d’immense réservoir d’Air compressé pour pouvoir traduire cela en énergie utilisable sans compter le danger d’un tel réservoir. C’est aussi cette raison qui a mit un frein définitif à l’auto à air qui parcourait à peine 200 pieds avant d’être à souffle d’air.

jpm
Invité

On comprend qu’un piston hydraulique fait que l’eau absorbe la chaleur et s’échauffe. Comment récupère-t-on l’énergie? On turbine l’eau ou le gaz? Comment récupère-t-on la chaleur? Ils disent atteindre un rendement de 70%. Ce sont de petites unités à utiliser en local pour le solaire. De grandes capacités ne peuvent être que souterraines et là, le rendement est cata, il faut brûler un combustible pour réchauffer l’air qui se détend! Aux USA, Sustain X affirme atteindre 95% avec pistons et sprays d’eau. Ca paraît un peu un effet d’annonce pour investisseurs. On est loin encore de l’échelle industrielle.

Tech
Invité

comme pratiquement tous les jours, des dispositifs de stockage variés passent en phase industrielle et voient leurs “performances” augmenter. de 10kW on va passer à 25kW et dixit l’article, 250 et 2500 sont envisageables! le prix de ces systèmes devrait donc baisser. et le progrès constants améliorer les rendements donc les coûts. sans faire une “usine à gaz” il me semble que l’on pourrait imaginer un stockage d’eau, réchauffé par la compression de l’air, mais qui pourrait être refroidi lors de la détente! il n’y aurait que le delta de perte des réservoirs isomés thermiquement à compenser!

michel123
Invité

un piston hydrolique actionné par une turbine réversible. La chaleur est conservée par une isolation de trés bonne qualité et l’énergie est restituée je suppose par cette turbine réversible qui refournit du courant. Une espèce de step pneumatique. Mais certainement beaucoup plus chère qu’une Step pour les grandes quantité d’énergie.Certainement trés intéressant pour les particuliers qui veulent accumuler leur production au même titre que les volants d’inertie.

Sicetaitsimple
Invité
J’avoue ne pas vraiment comprendre les particularités de ce système et de son “piston hydraulique”, par contre votrre idée de conserver le stockage d’air “chaud” comporte un gros inconvénient, celui de réduire significativement la capacité de stockage. C’est la loi des gaz parfaits PV=nRT (disponible sur Google si vous souvez en savoir plus). En gros, pour une pression P ( la pression de dimensionnement des bouteilles dans ce cas) et un volume V ( idem, le volume des bouteilles), plus la température T augmente et moins vous pouvez stocker de molécules “d’air” (n). T est en degré K. Par exemple,… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité
“l’intérêt du stockage par air comprimé (et quelque soit le stockage) est aussi essentiel pour le nucléaire qui n’est pas coapble de répondre aux variations de consommation.” Vous avez l’air de vous y connaitre, RTE nous raconterait-il des blagues? Je recopie, ça se passait il y a 8 jours: “Nucléaire inflexible Ce n’est pas vraiment le sujet, mais je signale à tous ceux qui parlent du nucléaire inflexible qu’il produisait ce Dimanche 31000MW à 16h15 et 43000MW à 21h15. Très pratique pour faire le pendant de l’éolien qui sur la même période avait baissé de 2000MW (de 5600 à 3700)… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

“On parle en énergie que le système peut absorber et restituer instantanément plutôt qu’en capacité de stockage, car celle-ci peut être étendue à peu de frais: il suffit de rajouter des bouteilles». S’il suffit… Si déjà l’article disait la capacité (et la pression) nécessaire par kWh restitué, ça éclairerait le sujet….

samsab
Invité

du genre “En 2011, une unité de dimension industrielle pouvait absorber une puissance électrique de 10’000 Watts pour la stocker sous forme d’air comprimé” depuis quand stocke t on des watt? le b aba de la physique n’est même pas respecté ni compris dans un webzine dedié à l’energie……..

bolton
Invité

Merci pour votre réponse ! Mais si je comprends bien ça améliore quand même le rendement. Est-ce que 33% de perte de stockage est si énorme que ça? Je ne me rends peut être pas compte, mais ça me paraît simple de faire de grosses bombonnes d’air comprimé.

seb
Invité
Je vois pas bien ce qui vous choque dans la formulation d’enerzine cette fois ci… On est capable de stocker un flux de 10 000 W (OK, terme industriel pour 10 kW peut faire sourire…), et il est précisé plus loin que la capacité de stockage est liée au nombre de bouteilles (bon comme les autres un peu plus de détail sur les volumes en jeu et sur les rendements m’aurrait intéressé). Donc ça manque de détails (surement comme le communiqué de presse à l’origine de cette brève…), mais il n’y a pas comme vous le laissez entendre de confusion… Lire plus »
samsab
Invité

et beh dites moi comment on stocke 1w la phrase elle même est un non sens et révèle comme à l’accoutumée la confusion permanente entre puissance et energie, à croire que c’est compliqué. vou stockez de l’energie qui arrive avec une certaine puissance; c’est pas vraiment pareil et c’est du niveau 1ere S tout mouillé M’enfin depuis le tenps que ça dure je ne vois aucune raison pour que ça change

Sicetaitsimple
Invité
Encore une fois, je n’ai pas vraiment compris comment fonctionnait ce système. Si toute la mécanique ( compression et détente) se fait en eau comme on semble le dire, effectivement, on n’a pas “energétiquement” d’intéret à refroidir l’air stocké.. Mais dans ce cas il faut avoir un volume d’eau de “travail” 200 fois plus important que le volume d’air stocké (si on travaille à 200bar), enfin je pense.Ce n’est pas dit dans la chanson.Je suis preneur de toute explication. Concernant le coût de bouteilles de stockage de gaz à 200bar, détrompez-vous, c’est très cher au volume stocké ( demandez à… Lire plus »
Pastilleverte
Invité

Ah, l’inénarrable M Nègre et ses voitures à air comprimé… Bien sur il est victime d’un “complot” des grands industriels de l’automobile… Ben voyons, c’est tellement plus simple pour cacher un bide quasi complet !

seb
Invité

Tous les système de stockage d’électricité sont caractérisé à la fois par leur puissance et par leur capacité… Si vous ne comprenez pas l’importance de ce premier chiffre, c’est domage, mais prendre les gens de haut n’y changera pas grand chose (niveau 1ere S tout mouillé me semble un peu être le point Godwin des discutions d’ingénieur …)!

bart78260
Invité

N’est il pas possible techniquement d’appliquer l’hybrid air de PSA à des volume plus conséquent ? (hors pb de brevet ^^)

Fab
Invité
Je ne comprend même pas l’intérêt de la remise en cause de ce système utilisé depuis des lustres… A part démontrer un manque de connaissances en histoire des techniques ! Avant 1900, dans pas mal de villes, il y avait des trams à air comprimé. Avec des bouteilles à 200 bar et un système de chargement aux extrémités de la ligne tous les 2 ou 3 tours. Les plus sophistiqués freinaient par recompression… En domaine minier il y a eu (et peut être encore à l’heure actuelle) de la génération électrique de puissance via air comprimé pour les abris-vie en… Lire plus »
samsab
Invité

je repete que stocker 1 w ne veut rien dire et qu’un systeme de stockage d’energie se definit avant tout par l’energie stockée avec effectivement une notion de puissance, et en second lieu la puissance délivrable avec une notion d’enrgie restituée. que vous vous satisfaisiez du meli melo habitiuel est votre affaire la question de hauteur de vue n’est que relative à la hauteur de celui qui la juge

seb
Invité

même le CEA s’y met ! http://www.cea.fr/content/download/3159/15055/file/136a138couffin.pdf “De grosses installations composées de 40 systèmes 25 kW/25 kWh sont par exemple capables de stocker 1 MW restituable en une heure.” Décidément la culture scientifique française baisse… Mais bon, je vous l’accorde, le CEA est un peu aproximatif, et eux aussi s’emmellent dans ces questions d’énergie de puissance… Tout ça c’est bien compliqué… Enfin merci merci pour votre rectification à nouveau, je sens que le débat progresse.

Did 02
Invité
Le système de stockage d’électricité par convertion en air comprimé serait interressant si le prix de rachat de l’electricité ”régénérée” ne faisait pas l’objet de spéculations de la part des traders de l’énergie. En effet, une installation robuste de forte puissance restituable, necessiterait un important investissement à amortir sur le long terme. Seulement, vu que les traders revendent en France, aux heures de pointe, le surplus Allemand de leur énergie solaire peu coûteux ( car largement subventionné), il devient impossible de gagner de l’argent et donc de rentabiliser un tel système de stockage d’energie. Le problème vient de ces gens… Lire plus »
Did 02
Invité
Si nous abordons le problème au niveau de la sureté des deux procédés, l’air comprimé reste le moins dangereux. En cas de rupture accidentelle ou non d’un réservoir il en sortira de l’air sous pression sans risque d’explosion incendiaire. Il y aurait des dégats matériels mais pas forcément mortels. En cas d’incendie du réservoir, un soupape de sécurité transformerait ce dernier en cocote minute sans risque d’inflammation. Dans le cas d’une centrale de stockage, des soupiraux de sécurité permettraient une évacution de l’air brutallement décompressé vers l’extérieur. Ceci afin d’éviter une dégradation de l’enceinte du batiment. Pour un réservoir d’hydrogène… Lire plus »
wpDiscuz