Et si la mer devenait une gigantesque batterie ? Les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) marines proposent d’exploiter le dénivelé entre la côte et l’océan pour stocker l’électricité à grande échelle. Une technologie encore expérimentale, mais qui suscite un intérêt croissant dans un contexte de montée en puissance des énergies intermittentes.
Le principe : pomper l’eau de mer pour stocker l’énergie
Les STEP conventionnelles utilisent deux réservoirs d’eau douce situés à des altitudes différentes. Le principe est simple : quand l’électricité est abondante et bon marché, on pompe l’eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur. Quand la demande est forte, on laisse l’eau redescendre à travers des turbines pour produire de l’électricité. Le rendement atteint 75 à 85 %.
Les STEP marines reprennent exactement ce principe, mais avec une différence majeure : le bassin inférieur est remplacé par la mer elle-même. Seul un réservoir supérieur, creusé ou aménagé en altitude à proximité de la côte, est nécessaire. Cette configuration élimine la contrainte de disposer de deux réservoirs en altitude, ouvrant des possibilités sur des territoires littoraux vallonnés.
Le précédent japonais : Okinawa, pionnière mondiale
Le Japon a été le premier pays à tester cette technologie à échelle industrielle. La centrale d’Okinawa Yanbaru, mise en service en 1999, dispose d’une capacité de 30 MW. Elle utilise un réservoir supérieur creusé dans la roche volcanique à 136 mètres au-dessus du niveau de la mer, relié directement à l’océan Pacifique.
Après plus de vingt ans d’exploitation, le retour d’expérience est riche d’enseignements. La centrale a démontré la faisabilité technique du concept, mais a aussi mis en lumière les défis spécifiques liés à l’utilisation d’eau salée : corrosion accélérée des turbines, entretien plus fréquent, nécessité de revêtements anticorrosion coûteux. Malgré ces contraintes, la centrale est toujours en fonctionnement.
Des projets à l’étude dans le monde
Plusieurs pays s’intéressent désormais aux STEP marines. En Irlande, le projet Spirit of Ireland envisage d’exploiter les fjords de la côte ouest pour créer des réservoirs de plusieurs GWh. Au Chili, la société Valhalla propose un projet de 300 MW dans le désert d’Atacama, tirant parti des falaises de 600 mètres qui surplombent le Pacifique. En Grèce, plusieurs îles de la mer Égée étudient des projets de 50 à 100 MW pour réduire leur dépendance aux générateurs diesel.
Ces projets partagent un point commun : ils ciblent des territoires insulaires ou littoraux disposant d’un fort dénivelé naturel et d’un besoin de stockage lié à une production éolienne ou solaire croissante.
Le potentiel français : Bretagne, Corse et Outre-mer
La France dispose d’un littoral de plus de 5 500 kilomètres et de plusieurs territoires au relief favorable. La Bretagne, avec ses falaises granitiques et son déficit de production électrique structurel, figure parmi les sites les plus étudiés. La Corse, île non interconnectée au réseau continental, pourrait tirer parti de ses reliefs montagneux proches du littoral.
Les territoires ultramarins — Réunion, Guadeloupe, Martinique — représentent un cas d’usage particulièrement pertinent. Ces îles dépendent largement de centrales thermiques fossiles et développent des capacités solaires et éoliennes croissantes, créant un besoin massif de stockage. Les STEP marines pourraient offrir une alternative aux batteries stationnaires (BESS), avec une durée de vie supérieure à 50 ans contre 15 ans pour les batteries.
EDF, qui exploite déjà les cinq STEP terrestres françaises totalisant 5 GW de puissance, a mené des études préliminaires sur plusieurs sites littoraux. L’entreprise envisage le développement de nouvelles capacités STEP, y compris marines, dans le cadre de la transition énergétique.
Les défis techniques à surmonter
L’eau de mer est un fluide corrosif. Le sel, le sable en suspension et les organismes marins (biofouling) imposent des contraintes d’ingénierie significatives. Les turbines doivent être fabriquées en alliages résistants à la corrosion (aciers inoxydables duplex, revêtements céramiques). Les conduites forcées nécessitent des traitements anticorrosion renforcés. L’ensemble se traduit par des coûts d’investissement et de maintenance supérieurs de 20 à 40 % par rapport aux STEP d’eau douce, selon les estimations du secteur.
L’impact environnemental constitue un autre point d’attention. Le pompage et le rejet d’eau salée modifient localement la température et la salinité du milieu marin. L’aménagement du réservoir supérieur implique des travaux de génie civil significatifs. Chaque projet nécessite une étude d’impact approfondie et une concertation avec les acteurs locaux — pêcheurs, associations environnementales, collectivités.
STEP marines vs batteries : complémentarité plutôt que concurrence
Comparer les STEP marines aux batteries stationnaires n’a de sens que si l’on distingue les usages. Les BESS excellent pour le stockage de courte durée (1 à 4 heures) et les services réseau rapides (fréquence, réserve). Les STEP marines visent le stockage de longue durée (8 à 24 heures), avec des capacités de plusieurs centaines de MWh, voire plusieurs GWh.
Le stockage par pompage-turbinage reste la technologie la plus mature pour le stockage massif, représentant plus de 90 % des capacités de stockage installées dans le monde. Les STEP marines en sont une déclinaison prometteuse pour les zones littorales, complémentaire du stockage thermique et des batteries.
Perspective : un marché de niche à fort potentiel
Les STEP marines ne remplaceront pas les STEP conventionnelles ni les batteries. Mais elles ouvrent un segment complémentaire, particulièrement adapté aux îles et aux territoires littoraux disposant de dénivelés naturels. À l’heure où la PPE3 fait de la pilotabilité un objectif structurant, toutes les solutions de stockage méritent d’être étudiées — y compris celles qui puisent leur énergie dans la force de la gravité et la proximité de la mer.
