Electricity storage

Electricity storage
Vision de la transition

Stocker l’électricité pour accompagner la transition énergétique

Le développement de l’éolien et du solaire augmente la part d’une production électrique variable et non pilotable, qui ne coïncide pas toujours avec la demande. Cette évolution accroît les besoins de flexibilité pour maintenir l’équilibre du système électrique.

Le stockage constitue l’une des réponses à ce besoin : il permet de conserver l’électricité lorsqu’elle est disponible pour la restituer ultérieurement, notamment lors des périodes de forte demande. Il complète d’autres leviers de flexibilité comme le pilotage de la consommation ou les interconnexions électriques.

En quelques chiffres :

  • Une forte progression de l’éolien et du solaire attendue d’ici 2035, augmentant les besoins de flexibilité du réseau — RTE, Bilan prévisionnel 2025-2035.
  • 1,6 GW de batteries en service et près de 14 GW de projets en file d’attente fin 2025, signe d’une forte dynamique du stockage électrique — RTE, Bilan électrique 2025.
  • Plus de 4 heures de stockage pour répondre aux besoins de stockage longue durée (LDES), notamment avec des technologies de stockage massif — IFPEN, 2024.

Réseaux électriques et stockage : IFPEN classé 9e mondial pour ses innovations

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Technicien en casque et gilet de sécurité inspectant des conteneurs de stockage par batteries, près de panneaux solaires

Développer des solutions de stockage adaptées aux besoins du réseau électrique

Le stockage peut répondre à des besoins différents selon la quantité d’énergie à stocker, la puissance nécessaire, la durée de stockage et les services attendus du réseau. Il n’existe donc pas de solution unique : les systèmes électriques doivent pouvoir s’appuyer sur des technologies complémentaires, du stockage de courte durée au stockage massif et longue durée.

Défis

  • Adapter les technologies aux différents besoins de puissance, de capacité et de durée de stockage
  • Améliorer leur rendement, leur durée de vie et leur compétitivité économique
  • Maîtriser leurs impacts environnementaux et accompagner leur passage à l’échelle
     

IFPEN accompagne le développement du stockage stationnaire en évaluant et développant des technologies adaptées aux différents besoins du système électrique. Ses travaux visent notamment le stockage massif et longue durée, en complément des batteries électrochimiques, de leur évaluation à leur passage à l’échelle.


"The Conversation" : un article pour approfondir le sujet du stockage d'électricité

Solutions & innovations

Développer des solutions de stockage massif

IFPEN travaille sur des technologies capables de stocker de grandes quantités d’énergie sur plusieurs heures, notamment les batteries de Carnot et le stockage d’énergie par air comprimé (AA-CAES). Il associe expérimentation et modélisation pour dimensionner ces systèmes, évaluer leurs performances et les adapter aux usages et aux services attendus du réseau électrique.

Stocker l’électricité par air comprimé

Objectif : développer des solutions de stockage massif longue durée adaptées aux réseaux électriques.

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AA-CAES (Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage)

→ stockage de l’électricité sous forme d’air comprimé, avec récupération de la chaleur de compression pour améliorer le rendement lors de la restitution de l’électricité. L’air comprimé peut être stocké en cavité souterraine ou dans des pipelines.

 

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I-CAES (Isothermal Compressed Air Energy Storage)

→ technologies de compression quasi-isotherme étudiées avec des partenaires afin de limiter la gestion de la chaleur lors de la compression et de la détente

 

Bénéfices

  • Stocker de grandes quantités d’électricité sur plusieurs heures 
  • Absorber les surplus de production et restituer l’électricité lorsque le système en a besoin 
  • Apporter de la flexibilité au système électrique 
  • Accompagner l’intégration d’une part croissante d’éolien et de solaire

Convertir l’électricité en chaleur stockable

Objectif : développer des solutions de stockage thermique pour les besoins longue durée.

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Batteries de Carnot (Power to Heat to Power via stockage thermique)

  • Systèmes de stockage convertissant l’électricité en chaleur, stockée puis reconvertie en électricité lors des besoins du réseau

 

Évaluer et dimensionner les solutions de stockage

Objectif : comparer les solutions et accompagner leur intégration dans les systèmes énergétiques.

Approches

  • dimensionnement selon la puissance, l’énergie à stocker, les profils de production et de consommation et les services rendus au réseau
  • analyses technico-économiques
  • analyses de cycle de vie et évaluation des performances environnementales
  • simulation des systèmes sur leur durée de vie.
     

Applications

  • comparaison des technologies de stockage
  • choix et dimensionnement des solutions selon les cas d’usage 
  • aide à la décision pour les acteurs publics et industriels.

Gestion intelligente de l’énergie

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Réseau lumineux de connexions au-dessus d'une ville, évoquant un réseau énergétique intelligent

Piloter le stockage selon les besoins du réseau

En conservant l’électricité pour sa restitution ultérieure, les technologies de stockage fournissent différentes flexibilités selon leur capacité, leur durée de stockage et leurs performances. Les systèmes de gestion de l’énergie (EMS) permettent d’en piloter l’utilisation en fonction de la production, de la consommation et des services attendus du réseau.

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Impacts

Des impacts concrets pour la flexibilité des systèmes énergétiques

Climat — accompagner l’intégration des énergies renouvelables

  • Meilleure valorisation des surplus d’électricité renouvelable grâce au stockage et à leur restitution selon les besoins du réseau. 
  • Plus de flexibilité pour intégrer l’éolien et le solaire grâce au stockage massif et longue durée. 

Industrie — accompagner le passage à l’échelle

  • Développement de technologies complémentaires aux batteries électrochimiques pour répondre aux besoins de stockage massif et longue durée.
  • Rendement énergétique visé de l’ordre de 70 % pour l’AA-CAES, grâce notamment à la récupération et au stockage de la chaleur produite lors de la compression. 
  • 1 MW restitué pendant 5 heures par le démonstrateur Electrovault 1, pour valider la technologie de batterie de Carnot à l’échelle industrielle

Ressources & circularité — limiter le recours aux matériaux critiques

  • Recours à des matériaux naturels, abondants et recyclables pour le stockage thermique des batteries de Carnot. 
  • Moindre dépendance aux matériaux critiques grâce à des technologies fondées notamment sur l’air comprimé et le stockage thermique. 

Filières — développer une filière du stockage longue durée

  • Développement d’une filière industrielle française et européenne associant R&D, start-up industrielles, énergéticiens et acteurs du système électrique. 
  • Rapprochement de la recherche et des besoins industriels pour accélérer la maturation et la mise sur le marché des technologies de stockage.
Recherche & expertise

Une expertise scientifique pour développer le stockage stationnaire

IFPEN développe des approches de modélisation, de thermodynamique et d’analyse système pour concevoir et évaluer les technologies de stockage d’électricité et leur intégration dans les réseaux énergétiques.

Compétences scientifiques mobilisées

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Illustration en coupe d'un terrain habité avec éolienne, montrant les couches du sous-sol et une cavité souterraine


Thermodynamique Physique du transfert et du transport Modélisation et simulation des systèmes  Génie chimique et génie des procédés Science des surfaces, des interfaces et des matériaux Méthodes numériques et optimisation Analyse et caractérisation  Évaluation des impacts environnementaux & ACV

Accéder à toutes les compétences

Infrastructures et plateformes 

  • moyens expérimentaux dédiés au stockage thermique (TES) permettent d’étudier les transferts thermiques, la tenue et le vieillissement des systèmes. 
  • outils de simulation dynamique permettent de modéliser le fonctionnement des systèmes AA-CAES et de leurs composants thermiques. 
  • outils de dimensionnement permettent d’adapter les solutions aux besoins de puissance, d’énergie, aux profils d’usage et aux services attendus du réseau.

Accéder aux infrastructures

Formation

Former les compétences des systèmes énergétiques et du stockage

Formation académique

IFP School

→ Programme Énergie et produits

Formation par la recherche

Thèses

Encadrement de x travaux de thèse sur le stockage d’électricité et les flexibilités énergétiques (à compléter)
→ Accéder au site des thèses

Contribution à la filière

Ingénieur spécialisé

• Diffusion des compétences en stockage stationnaire et systèmes énergétiques
• Accompagnement des professionnels dans l’adoption des nouvelles technologies énergétiques 

Utilité publique & tiers de confiance

Éclairer les choix en matière de stockage d’électricité

IFPEN mobilise ses capacités d’évaluation technico-économique et environnementale pour comparer les technologies de stockage et éclairer les conditions de leur intégration dans les systèmes électriques.

Évaluer les technologies et leurs conditions de déploiement

  • comparaison des solutions selon les usages et services attendus ;
  • analyses technico-économiques et environnementales ;
  • Contribution aux réflexions sur les flexibilités énergétiques et la PPE

IFPEN contribue également aux travaux de l’ATEE sur le stockage d’énergie, notamment au sein du groupe de travail consacré au stockage thermique.

Contribuer au débat public sur la transition énergétique

À travers les Rendez-vous IFPEN de l’innovation, IFPEN réunit chercheurs, industriels, acteurs publics et régulateurs pour croiser les expertises, confronter les points de vue et nourrir le débat sur les choix technologiques et énergétiques.

Voir le Replay : RDV IFPEN | EnR, flexibilité et stockage massif d’électricité : le trio gagnant ?
 

Collaborer

Collaborer pour développer les solutions de stockage massif

IFPEN s’appuie sur des collaborations scientifiques et industrielles pour développer, tester et faire monter en échelle les technologies de stockage massif, jusqu’à leur validation dans des conditions industrielles et leur déploiement.

FAQ

Foire aux questions

Vous trouverez ici les réponses aux questions les plus fréquentes.
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Contact

Yannick Peysson

Yannick Peysson

Program Manager: "Energy Storage and Management" and "Sustainable Uses of the Subsurface for the Energy Transition"