Le Royaume-Uni mise sur les volants d'inertie pour sécuriser son réseau électrique
Depuis des siècles, ces systèmes rotatifs contribuent à apporter de l'inertie - c'est-à-dire une résistance aux changements brusques de mouvement - à des mécanismes comme, par exemple, la roue de potier ou la machine à vapeur.
Certains opérateurs de réseaux électriques s'intéressent désormais à cette technologie pour stocker de l'électricité et stabiliser les réseaux, alimentés de plus en plus par des énergies renouvelables, à la production plus variable que les traditionnelles centrales au charbon ou au gaz.
"Nous allons devoir réfléchir attentivement" à la manière de gérer les "fluctuations" de production sur le réseau électrique, explique à l'AFP David Brayshaw, professeur de science du climat à l'université de Reading, en Angleterre.
En Espagne, après la mégapanne d'avril dernier, un rapport d'experts chapeauté par le ministère de la Transition écologique a pointé des défaillances chez le gestionnaire du réseau, REE, qui n'a pas réussi à réguler la tension et amortir les oscillations sur le réseau.
En 2019, un incident similaire avait plongé la Grande-Bretagne dans une obscurité partielle après une baisse de la fréquence du réseau électrique.
Stabilisation
Cette panne a poussé l'opérateur britannique Neso à lancer un programme qu'il assure "unique au monde" pour trouver des solutions de stabilisation, incluant notamment des volants d'inertie et des batteries.
Ces deux dispositifs apportent de l'inertie au réseau électrique, mais les volants en acier sont plus rentables et durables que les batteries au lithium-ion, qui ont une durée de vie moins longue et sont gourmandes en matériaux rares, note le professeur d'ingénierie Keith Pullen.
Selon cet enseignant, qui dirige aussi la start-up de volants d'inertie Levistor, avec les voitures électriques, les pompes à chaleur et les centres de données gourmands en énergie, "nous aurons plus d'appels de charge soudain (sur le réseau)... ce que le volant d'inertie permet de lisser", explique-t-il à l'AFP.
Traditionnellement, le système électrique fonctionne avec des centrales conventionnelles à gaz ou à charbon dotées de grands générateurs en rotation, qui aident à maintenir une fréquence stable en amortissant les fluctuations de la production et la consommation de courant.
Mais avec l'essor du solaire et de l'éolien - qui ne sont pas dotés de ces mêmes générateurs -, cette stabilisation devient plus complexe.
Dans ce contexte, le volant d'inertie permet de remplir la même fonction avec une grande réactivité.
L'opérateur Neso avait dit, en 2023, soutenir 11 projets utilisant cette technologie, comme le "Greener Grid Park" du géant énergétique norvégien Statkraft à Liverpool, dans le nord-ouest de l'Angleterre.
Près d'une ancienne centrale à charbon qui dominait la ville le siècle précédent, deux grands volants d'inertie pesant une quarantaine de tonnes fournissent désormais 1% de l'inertie nécessaire au réseau anglais, écossais et gallois.
Objectif 2035
Ce système, opérationnel depuis 2023, fonctionne "sans brûler de combustible fossile, ni émettre d'émission", souligne Guy Nicholson, responsable des solutions réseau neutres en carbone chez Statkraft.
Le Royaume-Uni a pour objectif d'alimenter l'ensemble de son réseau électrique avec 95% d'énergie renouvelable (solaire, éolienne) d'ici 2030, puis 100% en 2035.
"A ce stade, nous n'y parvenons même pas pendant une heure", souligne M. Nicholson car, même lorsqu'il y a suffisamment d'énergie solaire ou éolienne produite, des "turbines à gaz doivent fonctionner pour maintenir la stabilité du réseau".
Si les plus importants systèmes utilisant les volants d'inertie se trouvent en Chine et aux Etats-Unis, en Europe, le Royaume-Uni et l'Irlande sont en avance sur leurs voisins, chez qui il n'y a "pas eu le même élan", assure-t-il.
Mais des incidents majeurs comme la panne en Espagne pourraient "pousser à des changements" davantage de pays, veut-il croire.