Comprendre le stockage d’électricité par batteries en 5 repères

La transition énergétique s’appuie désormais sur la capacité à stocker l’électricité renouvelable produite en surplus pour la restituer aux moments de tension sur le réseau. À Saint‑Laurent‑de‑Terregatte, la société TagEnergy développe un système de batteries d’une puissance de 100 MW installés, qui illustre très concrètement cet enjeu. Le projet montre comment le stockage par batteries lithium‑ion devient à la fois un outil industriel, un service au réseau national et une nouvelle source de revenus pour les exploitants.

À retenir

• Stockage BESS : unités de batteries pour lisser la production d’énergies renouvelables.
• TagEnergy à Terregatte : 100 MW, 2 ha, encadré par l’ICPE.
• Services auxiliaires : aFRR, réglage de fréquence, arbitrage marché.
• Risques principaux : emballement thermique, pollution d’eaux de confinement.
• Coût moyen : 2 000–4 000 € / kW installé en France (2024).
• Alternatives : STEP (pompage-turbinage hydraulique).

Définition et périmètre

Un Battery Energy Storage System (BESS) est une installation de batteries, le plus souvent en lithium‑ion, conçue pour absorber les excédents de production d’électricité et les restituer rapidement. Ces systèmes participent à la stabilisation de la fréquence du réseau et fournissent des réserves de puissance lors des pointes de consommation. En France, ils sont intégrés au cadre réglementaire des installations classées ICPE, qui impose des exigences en matière de sécurité industrielle et de protection de l’environnement.

Qu’est‑ce qu’un BESS et pourquoi il apparaît aujourd’hui

Les réseaux électriques ont besoin de flexibilité en temps réel pour compenser l’intermittence du solaire et de l’éolien. Un BESS remplit cette fonction en stockant l’énergie produite en surplus, notamment lors des périodes de vent fort ou d’ensoleillement, puis en la réinjectant quand la demande augmente. En 2024, la capacité nationale de stockage par batteries atteint environ 1,1 GW raccordés, soit un quadruplement depuis 2020, en appui à la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE).

Le projet TagEnergy à Saint‑Laurent‑de‑Terregatte

Installée à moins d’un kilomètre du bourg, l’unité de 100 MW de puissance occupe près de 2 hectares à proximité immédiate d’un poste de transformation haute tension. Le site a bénéficié d’un permis de construire tacite, mais il est encadré de manière stricte par le préfet de la Manche, Xavier Brunetière, dans le cadre d’un régime déclaratif ICPE. L’installation est conçue pour lisser la production renouvelable et renforcer la stabilité du réseau national opéré par RTE, en particulier lors des épisodes climatiques extrêmes ou des pointes hivernales.

Cadre réglementaire et publics concernés

Les installations BESS sont soumises au régime des installations classées pour l’environnement, ce qui implique la présence de capteurs de fumée et de température, de systèmes d’extinction automatiques et de procédures d’urgence formalisées. Les services d’incendie disposent, sur ces sites, d’un dispositif d’injection d’eau direct dans les enceintes en cas de départ de feu. La réglementation encadre également le niveau sonore des équipements, les risques de pollution des sols et la gestion des eaux de confinement issues d’un éventuel sinistre.

Notions clés et fonctionnement

Le fonctionnement d’un BESS repose sur un cycle répété charge‑décharge, piloté par des algorithmes de commande avancés pour optimiser l’usage des batteries et la valeur créée sur les marchés de l’électricité. À la clé : un outil capable d’agir à la seconde près pour maintenir l’équilibre entre production et consommation.

Mécanisme de charge et de décharge

La batterie, souvent conditionnée dans des conteneurs standardisés comme le Tesla Megapack, se charge lorsqu’il existe un surplus d’électricité renouvelable à faible prix, voire à prix négatif. Lors des pics de consommation, elle restitue l’énergie quasi instantanément grâce à un temps de réponse de quelques secondes aux écarts de fréquence du réseau. Cette réactivité place les BESS parmi les outils les plus rapides pour sécuriser le système électrique français.

Logiciels et services auxiliaires

Des plateformes logicielles comme Autobidder de Tesla s’appuient sur l’intelligence artificielle pour positionner automatiquement des offres sur les marchés de gros et de services système. Les BESS fournissent ainsi des services auxiliaires critiques tels que la réserve secondaire aFRR, le réglage de fréquence ou encore la réserve rapide, qui contribuent à éviter les délestages et les coupures généralisées.

Infrastructure et sécurité

Chaque module de batteries est équipé de capteurs de fumée et température, connectés à un système de supervision en continu. Des dispositifs d’extinction automatiques et manuels complètent l’ensemble, tandis qu’à Terregatte, deux réserves d’eau de 120 m³ et un bassin de confinement de 700 m³ sont prévus. Ces équipements visent à limiter le risque d’emballement thermique des cellules et à éviter la dispersion d’eaux polluées vers les sols et les cours d’eau en cas d’incendie majeur.

Usages concrets et ordres de grandeur

Les BESS s’intègrent directement au réseau français de transport et de distribution, où ils deviennent une brique à part entière de la planification énergétique. Ils offrent des leviers économiques pour les opérateurs tout en répondant aux objectifs climatiques nationaux.

Intégration aux réseaux français

La capacité installée en France est passée d’environ 100 MW en 2020 à 1,1 GW opérationnels en 2024, sous l’effet combiné des appels d’offres et de la hausse du photovoltaïque. Le stockage permet de limiter l’écrêtement, c’est‑à‑dire la perte de production renouvelable lorsque le réseau est saturé, et de réduire le recours aux centrales thermiques de pointe mobilisées lors des épisodes de forte demande.

Impact économique et marché de la capacité

Les opérateurs valorisent leurs installations via le mécanisme de capacité RTE, les marchés de services système et l’arbitrage entre périodes de prix bas et de prix élevés. Le projet de stockage de Cernay‑lès‑Reims (240 MW) illustre ce modèle : à pleine puissance, la capacité annoncée pourrait couvrir près d’un cinquième des besoins résidentiels de la Marne pendant quelques heures, ce qui crée une nouvelle ligne de revenus pour les investisseurs.

Exemples de projets et chiffres

Outre Terregatte, un projet d’environ 150 MW de stockage est annoncé dans l’aire métropolitaine de Marseille, en appui au réseau du Sud‑Est. En parallèle, le STEP de Grand’Maison, en Isère, offre déjà une alternative hydraulique de l’ordre de 1 800 MW pour la pointe électrique. Les batteries, elles, sont appréciées pour leur déploiement en moins de 12 mois dans certains cas, ce qui constitue un atout majeur par rapport aux grands ouvrages hydrauliques.

Avantages, limites et alternatives

Les BESS présentent des bénéfices techniques et climatiques significatifs, mais soulèvent aussi des questions de sécurité, de coûts et d’acceptabilité locale, particulièrement dans les territoires ruraux et périurbains.

Avantages stratégiques et environnementaux

Les BESS contribuent à stabiliser la fréquence du réseau, réduire les émissions de CO₂ et limiter le recours aux centrales fossiles lors des pointes. En soutenant le développement du solaire et de l’éolien, ils participent à l’atteinte des objectifs de neutralité carbone à l’horizon 2050. Pour les territoires, ils peuvent également sécuriser l’alimentation électrique lors des événements météorologiques extrêmes, en apportant une réserve locale de puissance.

Limites et risques de sécurité

Le risque d’emballement thermique des batteries reste l’un des points de vigilance majeurs pour les autorités et les riverains. D’où les exigences renforcées en matière de capteurs, de dispositifs d’extinction et de bassins de confinement sur les sites classés ICPE. Les nuisances sonores des ventilateurs de refroidissement alimentent également les inquiétudes locales, tout comme la proximité éventuelle des habitations, qui peut conduire à des recours juridiques contre les projets ou à des demandes de modification du plan local d’urbanisme.

Alternatives et perspectives futures

Le pompage‑turbinage hydraulique (STEP) demeure une technologie mature en France, capable de stocker de très grands volumes d’énergie, mais avec une implantation géographique plus contrainte que les batteries au sol. Les bonnes pratiques de concertation locale – visite de sites similaires, merlons paysagers, transparence sur les plans d’urgence – améliorent l’acceptabilité sociale des BESS. La baisse continue des coûts de la batterie lithium‑ion, avec un coût moyen estimé à 3 000 € / kW installé pour les projets récents, laisse entrevoir un déploiement accru sur l’ensemble du territoire dans les prochaines années.