SAINTMARC a posé la question dans Sciences et mathématiquesPhysique · il y a 11 mois

Ces suisses alors ! Vous trouvez pas génial cette idée de stocker de l'énergie sous forme gravitaire avec des gros blocs de béton hissés?

Mise à jour 2:

Les égyptiens pourrait faire ça avec des blocs de pierre des pyramides !

Mise à jour 3:

What else ?

7 réponses

Évaluation
  • oyubir
    Lv 6
    il y a 11 mois
    Meilleure réponse

    Ça n'est vraiment, vraiment, vraiment pas nouveau.

    Je ne sais pas quelle est l'innovation ici. L'article n'en dit rien. J'imagine, puisqu'ils ont levé des fonds, qu'il y en a une (les financeurs ne sont pas toujours très compétents. Mais quand même, ils ont forcément entendu parler de ces méthode de stockage d'énergies plus vieilles encore que la notion d'énergie renouvelable). Peut-être qu'ils ont optimisé les coûts en "robotisant" leurs grues (ce qui évite d'avoir à mettre autant de turbines qu'il y a de blocs, et donc diminue le coût par wh stocké). Peut-être qu'ils ont une techno spécifique pour empiler des blocs de béton de façon plus dense et plus sûre.

    Mais en tous cas, l'idée d'utiliser l'énergie potentielle de gravitation pour stocker, c'est pas nouveau du tout. Déjà, c'est ce que font depuis tout le temps les usines hydroélectriques qui pompent de l'eau (remonter de l'eau du bas du barrage vers le haut) quand elles ont de l'électricité en trop.

    Mais même sous forme "solide", il y a belle lurette que ça existe. (l'horloge comtoise faisait déjà ça, donc on revient aux Suisses d'une certaine façon. Et, plus sérieusement, des moteurs qui tirent des gros poids avec l'électricité, et le relaissent tomber pour récupérer l'énergie, il y en a depuis longtemps. Il me semble qu'on en avait même parlé il y a quelques temps dans une autre de tes questions...)

    J'ai même fait du consulting (il y a déjà presque 10 ans) pour une boîte qui développait un tel projet de stockage d'électricité... qu'ils appelaient "horloge comtoise", du moins en interne).

    Il y a aussi des projets pour faire la même chose à une dimension au dessus, en mer. L'avantage : pas besoin de construire de hautes tours: il suffit d'une grande corde et d'un bateau. Allez au dessus de la fosse des mariannes, et faites tomber votre poids de 11 kilomètres depuis votre bateau en récupérant l'électricité de la poulie quand elle tourne. Et quand vous avez de l'électricité à stocker, remontez avec un moteur (le même que celui qui génère de l'électricité quand on relaisse tomber le poids). Je caricature un peu, bien sûr, la simplicité. Ça demande un peu de logistique pour éviter que les cordes (puisque, forcément, on ne fait pas ça pour un seul poids) s'emmêlent.

    Mais enfin, c'est le même principe. Avec beaucoup plus de hauteur disponible, donc beaucoup plus d'énergie potentielle, et ça, sans même avoir besoin de grue.

    Le projet cité ici (même si l'article n'en dit rien, mais c'est ce qui me saute aux yeux) compense le manque de hauteur (leur grue n'ira jamais à 11 kms de haut), par le fait qu'ils peuvent empiler des blocs (en réutilisant la même turbine et la même chaîne pour toute une pile de bloc, grâce au fait que la grue est un petit robot, capable de choisir un bloc, le prendre, le monter au sommet de la pile, ou au contraire le laisser tomber en bas de la pile). Donc en terme de densité de stockage ça doit être pas trop mal non plus. Enfin, pas trop mal en comparaison de ce à quoi on arrive d'habtiude avec ce genre de méthode.

    Car (et ça aussi je me souviens en avoir déjà parlé dans une autre question) ce genre de méthode est sinon assez décevant en terme de stockage.

    Prenez la grue à tour la plus puissante du monde, par exemple. Elle peut lever 240 tonnes à 44 mètres. Et bien ça ne fait que 100 millions de joules. 30 kWh environ, sans compter la perte de rentabilité à l'aller et au retour.

    10 fois moins que ce qu'il faut pour faire le "plein" d'une seule voiture électrique...

    Vous imaginez le nombre de grues qu'il faudrait pour stocker une quantité utile d'énergie?

    Pour stocker juste la production d'une bonne journée d'une éolienne banale (celle qu'on voit le plus souvent de nos jours) il faudrait 1000 de ces grues !!!

    Or c'est souvent ça l'heuristique qu'on retient pour la capacité de stockage : il faudrait être capable de stocker une journée (histoire de pouvoir consommer la nuit ce qui est produit le jour par exemple).

    En générale, elles vont par fermes entières ces éoliennes. Pour que ce stockage soit utile, il faudrait des centaines fois plus de surface consacrée au stockage qu'aux éoliennes...

    Là, mon impression est que cette startup diminue un peu ces chiffres déprimants, en utilisant la même grue pour plusieurs blocs de 200 tonnes (ce qui dit comme ça est évident. Mais c'est parce que j'ai d'entrée de jeu pris l'image de la grue, qui après tout sert à ça). Si la grue peut avoir 1000 blocs de 200 tonnes empilés dans son rayon d'action. Enfin, 2000, puisque du coup les hauteurs s'étalent de 0 à 44, dans mon exemple. Et à condition de savoir les empiler si haut sans risque, alors, une seule grue peut stocker l'énergie quotidienne d'une éolienne.

    Les chiffres cités dans l'article disent en gros cela d'ailleurs.

    L'image de synthèse est en revanche trompeuse. Elle montre une ferme de production d'énergie renouvelable, au mileu de laquelle trone une unique machine de stockage. Ce qu'il faudrait est plutôt l'inverse pour être utile : une ferme de stockage, avec au mileu deux ou trois unité de production. Ou en tous cas, si ce système tient ses promesses, au moins du 50/50 : autant de place occupée par le stockage que par la production.

    Ce n'est qu'une image d'illustration. Mais ce n'est pas anodin. Ça sert à donner l'illusion que leur truc permettrait de comber les besoin en stockage de toute une ferme de production. Alors que, dixit leurs propres chiffres (probablement très surestimés) c'est loin d'être le cas.

    Bref :

    * c'est pas nouveau du tout

    * c'est simple et "évident" comme idée. Mais c'est peu efficace. Vous avez cité les pyramides ? Vous savez combien d'énergie potentielle il y a dans Kheeps ? La production d'une quinzaine d'éolienne pendant 1 journée... décevant, non ? Il faudrait 4000 pyramides de Kheops sur toute la France pour pouvoir envisager de remplacer le nucléaire par du mix d'énergie renouvelables (et en supposant que stocker 1 journée suffise...)

    * Si l'innovation est celle que je crois (justement, une grue qui constuit et déconstuit Kheops sans intervention humaine chaque jour, au lieu d'avoir juste un poids attaché à une chaine attaché à un moteur, façon horloge comtoise), alors au moins, cette image (même si elle reste astronomique) depuis réaliste. Alors que sans cela, il faudrait démonter les 4000 pyramides de kheps, et suspendre chacun des blocs à une chaîne accrochée à un moteur. Donc si c'est ça (mais même cela, je ne m'engage pas sur le fait que c'est nouveau) alors l'innovation, c'est que maintenant il ne suffit plus "que" d'avoir 4000 chantiers automatisés de Kheps en France pour résoudre le problème, alors que avant il fallait des millions de systèmes "moteur, chaine, poids"...

    • SAINTMARC
      Lv 5
      il y a 11 moisSignaler

      Là, en effet, je me suis emballé ! J'ai maintenant fait mes calculs, de mon côté : Je parviens aussi à un stockage journalier de l'ordre de 20 Kwh par grue : C'est peanuts ! Ben, merci pour tes rectifications !

  • il y a 11 mois

    Bof !

    Pas nouveau comme principe. J'ai une horloge comtoise (héritage familial) qui fait ça très bien. La seule innovation ici, c'est que les poids de fonte sont remplacés par un bloc de béton.

    Et puis pour récupérer ensuite de l'électricité, ça se fait plus facilement avec de la flotte.

    ... et ça se fait depuis au moins un demi-siècle. "Il suffit" de faire tourner les turbines à l'envers pour remonter de l'eau dans le barrage depuis un réservoir inférieur, mais ça reste marginal, il faut que le site s'y prète.

    .

    A propos, dans un autre domaine, j'avais testé avec mon crémier un procédé de séquestration du CO2 dans les trous de gruyère. J'ai cédé le brevet à une multinationale suisse.

    ALORS C'EST QUI LE CHAMPION DE L'INNOVATION (et de l'arnaque) ?

    :o))

    .

  • il y a 11 mois

    Bof.

    On stocke déjà de l'énergie produite en trop de manière gravifique depuis des décennies ne façon sans doute plus simple (car) et plus grande : les bassins d'eau réversibles ou STEP https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-peda...

    L'avantage : il suffit de bassins pour stocker une grande masse donc une grande énergie.

    L'inconvénient, Vu la quantité de masse en jeu, ça ne peut être que du stockage et de la production « de masse » (relativement moyen face à l'échelle d'une centrale énergétique tout de même). Et il faut occuper un grand espace pour les bassins.

    Donc :

    - ça existe déjà avec un matériau on ne peut plus simple à trouver sur Terre et en quantité sans pollution à le fabriquer,

    - s'installe sur un grand espace avec une forte déclinitivité,

    - fait pour des quantités d'énergie importantes,

    - demande peu de matériaux polluants à fabriquer pour cette quantité.

    Mais :

    - pour un usage « domestique »,

    - pour stocker ou alimenter dans des endroits reculés (île, relief important)

    - pour avoir un meilleur rendement,

    ça peut avoir une utilité, mais que je trouve restreinte ou de niche, même si la densité du béton est plus grande que celle de l'eau, l'énergie de gravité stockée par m³ restera bien inférieure à celle de nature chimique ou nucléaire (essayez de faire 700 bornes avec 40 kg de béton : à quelle hauteur doivent-ils être montés).

    +

    Après avoir parcouru l'article qui n'est guère explicite sur la technique, je vois que même en mettant en avant du déchet de béton il est bien question de béton neuf « bas carbone » ; ceci n'existe pas, c'est juste de la com greenwashing des cimentiers, de TRÈS gros émetteurs de CO2, pour se faire mieux voir et continuer à polluer face à l'ossature bois, même pour les immeubles.

    Par ailleurs c'est une installation au sol encore importante (1 ha) pour une faible énergie (5 MW), soit en gros celle d'une éolienne.

    Or la hauteur des éoliennes est de l'ordre de cent mètres et il faut des fondations importantes au sol pour la fixer. Pourquoi pas alors construire ce système de stockage autour ou comme mât des éoliennes ? Inutile qu'il fasse exactement la même puissance ou production d'énergie que l'éolienne, l'essentiel est de stocker le trop plein de production de l'éolienne quand la demande ne suit pas l'offre.

    Ça ferait des mâts moins jolis ; à voir s'il vaut mieux plein de petits mâts pas jolis à quelques gros franchement moches.

    Donc pas fondamentalement convaincu mais pas totalement contre non plus, je reste sur l'idée de marché de niche.

    PS : lors d'une conférence sur la transition énergétique et le stockage de l'énergie excédentaire pour usage ultérieur, il a été question du stockage par gravité à base d'eau via des bassins en mer face aux côtes…

    … eh bien il fallait couvrir TOUTES nos côtes par des bassins d'une dizaine de mètres de hauteur pour stocker l'ordre de grandeur d'énergie consommée aujourd'hui !

    Penses-tu alors que quelques blocs de bétons permettront de faire mieux… À TERRE SUR LES TERRES AGRICOLES utiles pour nous nourrir ?

    Je te laisse faire le calcul du nombre de tours nécessaire pour les 50 GW français et je ne sais plus combien de TWh consommés annuellement et le nombre d'hectares à bouffer… puis relativiser.

    +

    Un complément pour comparer les capacités de stockage : les sels fondus.

    Si je prends du sel marin on trouve qu'un cm³ stocke par tranche de 100 K :

    ~ 200 J⋅100K/cm³

    Pour stocker l'énergie produite par une éolienne de 1 MW, soit environ 8 TJ, il faut environ 40 Gcm³/100K soit 40 000 m³/100K ou si on porte au point de fusion le sel (800°C), ~ 5 000 m³ ou un cube de 17 m de côté environ si je n'ai pas fait d'erreur de calcul.

    Ça reste encore important par éolienne mais nettement moins, pratiquement l'empreinte au sol de ses fondations. À comparer avec l'évaluation que Oyubir fait de l'énergie pour mouvoir une voiture. Si j'en crois ce résultat (et je fais le calcul de tête) a priori un mètre cube de sel fondu correspond à un plein de voiture ; on n'est pas loin de l'ordre du plein d'énergie chimique mais quand même bien au dessus.

    • SAINTMARC
      Lv 5
      il y a 11 moisSignaler

      @Sans réponse : Ton dernier argument suffit, à vrai dire. Mais, au risque de me répéter, hier, j'étais complètement naze, après plusieurs longues journées d'animation de groupes, et donc j'étais plutôt en roue libre !

  • il y a 11 mois

    C'est le principe des horloges qui fonctionnent avec des poids, comme certains coucous suisses. Cela peut être une bonne idée, si on a un moyen de récupérer ensuite l'énergie.

    • oyubir
      Lv 6
      il y a 11 moisSignaler

      cette idée n'est pas ancienne et n'existait pas dans les dizaines d'autres projets similaires sur lesquels je n'étais pas consultant.

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  • xxx
    Lv 7
    il y a 11 mois

    Oui

  • Vega2
    Lv 6
    il y a 11 mois

    ppffffff

    on peut s'émerveiller devant des idées vieilles comme le monde !

  • Segel
    Lv 7
    il y a 11 mois

    Génial

    • SAINTMARC
      Lv 5
      il y a 11 moisSignaler

      Bienvenu chez les scientifiques ! ... ça vous changera des lieux communs de la politicaille...

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