Le stockage de l’électricité pour les particuliers

Publié le 15.11.2016

Lycée

Sciences et technologies de l’industrie et du développement durable

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Si on sait depuis longtemps stocker de l’électricité à grande échelle grâce aux barrages hydrauliques ou à petite échelle (batteries des véhicules à essence ou électriques, des téléphones ou des ordinateurs), stocker de l’électricité à l’échelle d’une maison ou d’un quartier reste un challenge. De nouvelles technologies devraient permettre un essor du stockage chez les particuliers et favoriser le développement de l’électricité d’origine renouvelable.

Batteries : le stockage accessible à tous

Les batteries constituent les principaux moyens de stockage d’électricité à la portée des particuliers. Grâce à elles, l’énergie électrique se convertit en énergie chimique, la forme la plus adaptée pour un usage individuel. Le principe du stockage dans une batterie est basé sur une réaction chimique réversible. Lorsque la batterie se charge, le flux d’électrons (charges négatives) va dans un sens et en parallèle, un flux d’ions positifs se crée ; à la décharge, les électrons circulent en sens inverse et les ions également.

Les batteries d’appareils mobiles permettent l’utilisation de téléphones, d’ordinateurs portables, de voitures électriques avec plusieurs heures d’autonomie. Le stockage doit alors répondre à de fortes contraintes technologiques : compacité, cycles de charge/ décharge très rapides, durée de vie importante… Aujourd’hui, les appareils mobiles fonctionnent majoritairement avec la . Les batteries lithium-ion stockent l’énergie grâce à la circulation réversible des ions lithium. Leur point faible ? Le coût, qui reste élevé, la disparition, à plus ou moins brève échéance, du lithium entrant dans leur composition, et le fait que la capacité de ces batteries diminue au fil du temps. Du fait de sa forte densité énergétique, cette technologie est de plus en plus utilisée pour les applications mobiles ; en revanche, à cause de son coût, cette technologie reste difficilement acceptable pour toutes les applications stationnaires.

Une exception notable à l’omniprésence du lithium-ion : les batteries des Bluecar, développées par le Groupe Bolloré pour le service d’auto-partage parisien Autolib’. Ces voitures électriques utilisent une technologie unique au monde, la batterie LMP (Lithium Métal Polymère). Composée de matériaux non polluants, elle ne présente, d’après son constructeur, aucun danger pour l’environnement. En fin de vie, tous ses composants peuvent être recyclés¹. Branchées en permanence, sauf quand elles fonctionnent, les voitures emmagasinent de l’énergie quasiment non stop grâce à leur batterie LMP, dont la durée de vie annoncée est de 400 000 km !

Le stockage stationnaire de l’électricité, au niveau d’une maison ou d’un quartier, devient un nouveau marché prometteur.

Les applications stationnaires

Cette bataille autour des technologies de batteries mobiles dessine en filigrane la naissance d’un nouveau marché, celui des applications de stockage stationnaire. Ces dernières sont très différentes des applications mobiles : là où le poids est une contrainte forte pour la mobilité, le stationnaire en est affranchi. En revanche, il est important de limiter au maximum le coût d’investissement dans le stockage stationnaire, qui augmente le prix de l’électricité délivrée au consommateur final…

Car le développement de ces applications stationnaires est fortement lié à celui du photovoltaïque et de l’éolien, et notamment à la production d’électricité par les particuliers à partir de ces énergies renouvelables (éoliennes, panneaux photovoltaïques, etc.). Ces énergies ont un défaut majeur : leur intermittence. La production, qui dépend directement de la ressource qui la génère (vent, soleil, eau), ne coïncide pas toujours avec les besoins. S’affranchir des contraintes liées à l’intermittence en mettant en place des applications de stockage stationnaire favorisera l’utilisation de la production photovoltaïque ou éolienne à l’échelle d’une maison, voire d’un quartier.

Stocker, c’est anticiper !

Si l’intérêt économique du stockage n’est pas au rendez-vous pour l’instant, la donne pourrait bien changer rapidement. En effet, la part croissante d’énergies renouvelables intermittentes raccordées crée des risques d’instabilité dans le réseau électrique national ou européen. Des perturbations qui freinent le développement de l’électricité photovoltaïque et éolienne. Le stockage individuel représente une solution : il permet de réguler et stabiliser l’injection d’électricité renouvelable dans le réseau, tout en procurant une certaine autonomie aux particuliers. C'est pourquoi cette solution d’avenir est aujourd’hui encouragée par des pays pionniers en termes d’énergie verte, tels que l’Allemagne et les États-Unis.