Le stockage d’énergie sous-marin franchit une étape clé avec le test réussi du Dongchu n°1 en Chine

La Chine a réalisé une avancée significative dans le domaine des technologies de stockage longue durée avec le test réussi de son premier système de stockage d’énergie submergé à l’échelle du kilowatt. Développé par l’Institut de recherche Dongfang, filiale du géant énergétique China Dongfang Electric Corporation (DEC), ce prototype ouvre la voie à des solutions innovantes pour stabiliser les réseaux électriques alimentés par des énergies renouvelables intermittentes.

Le test en conditions réelles du prototype Dongchu n°1

Baptisé « Dongchu n°1 », le système a subi un essai complet de dix jours du 2 au 11 janvier dans le lac Minhu, situé à Sanming dans la province du Fujian. Installé à une profondeur de 65 mètres, le prototype a effectué avec succès plus de 100 cycles continus de charge et de décharge en environnement immergé. Selon DEC, cet essai marque une transition cruciale entre la phase de recherche en laboratoire et la validation précoce en ingénierie, constituant une première en Chine pour un système de classe kilowatt.

L’objectif principal de ce test en conditions naturelles était de vérifier plusieurs paramètres critiques : l’étanchéité de la structure sous une pression d’environ 6,5 bars, le contrôle de la pression interne, la durabilité mécanique et les performances du système de conversion d’énergie bidirectionnelle. Bien que la société n’ait pas dévoilé de données précises sur le rendement global ou le coût, elle a confirmé la fiabilité de la gestion de la pression et de la commutation entre les modes de pompage et de génération.

Comment fonctionne le stockage hydraulique par pompage submergé ?

Le concept du Dongchu n°1 s’appuie sur une adaptation ingénieuse du principe classique du stockage par pompage hydraulique. Il remplace les deux réservoirs en altitude traditionnels par une unique sphère étanche et résistante à la pression, déposée sur le fond d’un lac ou de la mer.

Le principe en deux phases

Phase de charge (stockage) : Lorsque la production d’électricité excède la demande (par exemple, par grand vent ou fort ensoleillement), l’énergie est utilisée pour actionner une pompe qui expulse l’eau contenue à l’intérieur de la sphère vers l’extérieur. Cela crée une cavité à basse pression, voire un vide partiel, à l’intérieur de la sphère.

Phase de décharge (production) : Lorsque le réseau a besoin d’électricité, une vanne s’ouvre. La pression hydrostatique de l’eau environnante (le « réservoir supérieur ») force alors l’eau à revenir violemment à l’intérieur de la sphère. Ce flux entraîne une turbine couplée à un générateur, qui produit de l’électricité réinjectée sur le réseau.

Composition technique et prochaines étapes du développement

Le prototype testé est un système intégré comprenant plusieurs composants clés : un vase sous pression étanche, un ensemble compact pompe-turbine et générateur bidirectionnel, l’électronique de puissance pour la conversion et le contrôle, des systèmes de surveillance et de communication sous-marine, ainsi qu’une structure d’ancrage. Tout au long du test, des capteurs ont monitoré en continu des paramètres comme la pression, la température et l’intégrité de l’étanchéité.

La prochaine phase des travaux de DEC consistera à augmenter la puissance du système et à mener des essais dans des environnements marins plus profonds et plus complexes, en vue d’atteindre l’échelle mégawatt. Aucun calendrier précis n’a cependant été communiqué pour le déploiement commercial ou les prototypes de plus grande capacité.

Un contexte international dynamique

La Chine n’est pas le seul pays à explorer cette piste prometteuse. À l’international, plusieurs projets visent à développer le stockage d’énergie par pompage sous-marin :

• En Allemagne, l’Institut Fraunhofer pilote le projet StEnSea (Stored Energy in the Sea), qui prévoit l’immersion de sphères en béton à des profondeurs de 600 mètres ou plus pour atteindre une densité de stockage élevée.
• En Italie, la société Sizable Energy développe des systèmes modulaires de stockage pompé destinés à être installés en mer.

Ces initiatives, tout comme le Dongchu n°1, en sont majoritairement au stade de la modélisation avancée ou des tests à petite échelle. Elles partagent l’objectif de fournir, à terme, une solution de stockage longue durée, modulaire et à l’empreinte environnementale réduite, capable de soutenir la transition vers un mix énergétique décarboné.