Le Portugal pourrait stocker son énergie renouvelable dans les roches souterraines

Et si une partie de l'électricité produite par les éoliennes et les panneaux solaires portugais pouvait être stockée à plusieurs kilomètres sous nos pieds ? Des chercheurs portugais ont étudié une solution étonnante : utiliser des formations rocheuses profondes et poreuses pour conserver de l'air comprimé, avant de le récupérer lorsque le réseau électrique a besoin d'énergie.

Les travaux menés par des chercheurs de la NOVA FCT et de l'Instituto Dom Luiz, de l'Université de Lisbonne, montrent qu'un tel système pourrait théoriquement atteindre une capacité considérable. Dans le scénario le plus favorable étudié, un seul réservoir pourrait stocker jusqu'à 1 TWh d'énergie.

Ce chiffre ne correspond cependant pas à une installation existante ni même à un gisement déjà identifié au Portugal. Il représente le potentiel maximal obtenu dans une simulation scientifique. Mais l'étude ouvre une piste intéressante pour résoudre l'un des grands problèmes posés par le développement des énergies renouvelables : comment conserver leur production pendant suffisamment longtemps pour pouvoir l'utiliser plus tard ?

Comment peut-on stocker de l'électricité dans la roche ?

Le principe repose sur le stockage souterrain d'air comprimé. Lorsque les éoliennes, les panneaux solaires ou les installations hydroélectriques produisent davantage d'électricité que le réseau n'en consomme, le surplus d'énergie peut être utilisé pour comprimer de l'air atmosphérique.

Cet air est ensuite injecté profondément dans le sous-sol. Il ne s'agit pas nécessairement de remplir une immense caverne vide : les chercheurs s'intéressent ici à des formations géologiques poreuses.

À première vue, la roche paraît compacte. À une échelle beaucoup plus petite, elle contient pourtant des espaces entre ses grains, généralement occupés par de l'eau salée impropre à la consommation. Ces pores peuvent servir de réservoir à l'air injecté sous pression.

Lorsque la production renouvelable diminue ou que la consommation d'électricité augmente, l'air stocké peut être récupéré et utilisé pour actionner des turbines et produire de nouveau de l'électricité.

L'intérêt d'un tel dispositif réside notamment dans sa capacité à conserver de grandes quantités d'énergie pendant plusieurs jours, voire davantage. Cette possibilité pourrait compléter les batteries utilisées pour gérer des variations beaucoup plus courtes de la production et de la consommation.

Pourquoi descendre jusqu'à 3000 mètres sous terre ?

Dans leur étude publiée dans la revue scientifique Geoenergy, les chercheurs portugais se sont notamment intéressés à l'influence de la profondeur. Celle-ci joue un rôle essentiel puisque la pression et la température évoluent à mesure que l'on s'enfonce dans le sous-sol.

Le scénario le plus favorable étudié apparaît à une profondeur maximale de 3000 mètres. Dans les conditions théoriques retenues par les chercheurs, le système pourrait atteindre une densité énergétique allant jusqu'à 156 kWh par mètre cube et une capacité totale de 1 TWh.

Un térawattheure représente un milliard de kilowattheures. L'ordre de grandeur est donc considérable, mais il doit être interprété avec prudence : les chercheurs ont calculé un potentiel théorique dans des conditions optimisées, et non la capacité d'un réservoir actuellement exploitable au Portugal.

L'étude permet surtout de mieux déterminer les caractéristiques géologiques nécessaires à ce type de stockage. Toutes les formations poreuses ne conviennent pas. Elles doivent disposer d'un volume suffisant, supporter les variations de pression et permettre d'injecter puis de récupérer l'air dans des conditions adaptées.

Une partie du Portugal pourrait présenter des conditions intéressantes

Les premières recherches orientent notamment l'attention vers la Bacia Lusitânica, un vaste bassin géologique s'étendant entre les régions de Lisbonne et d'Aveiro.

Certaines de ses formations pourraient présenter des caractéristiques intéressantes pour étudier cette technologie. Sa situation géographique constitue également un avantage potentiel puisqu'elle se trouve à proximité de zones de consommation d'électricité ainsi que de différentes sources de production éolienne, solaire et hydroélectrique.

Cela ne signifie toutefois pas qu'une immense installation de stockage va prochainement être construite sous cette partie du Portugal. Identifier des formations géologiques susceptibles de convenir n'est que la première étape d'un processus beaucoup plus long.

Il faudrait ensuite sélectionner précisément les secteurs présentant les meilleures caractéristiques, réaliser des études géologiques approfondies et procéder à des sondages afin de vérifier les propriétés réelles du sous-sol.

Une technologie qui reste encore à tester sur le terrain

Entre une simulation scientifique et une installation capable d'alimenter effectivement le réseau électrique portugais, plusieurs étapes restent donc nécessaires.

Après les études géologiques et les sondages, un projet pilote devrait permettre de tester le comportement réel d'un réservoir, notamment lors des cycles successifs d'injection et de récupération de l'air. Les chercheurs évoquent un horizon de cinq à dix ans avant qu'une éventuelle exploitation commerciale puisse être envisagée.

Un autre obstacle reste à résoudre : le Portugal ne dispose pas encore d'un cadre réglementaire spécifiquement conçu pour ce type de stockage géologique de l'énergie. Selon les auteurs de l'étude, sa définition sera nécessaire pour permettre le développement de futurs projets et donner suffisamment de visibilité aux entreprises et investisseurs susceptibles d'y participer.

Le Portugal n'est d'ailleurs pas le seul pays à s'intéresser au stockage d'énergie par air comprimé. Des recherches et des projets autour de cette technologie sont également développés dans d'autres pays, notamment en Chine et en Allemagne.

Pour un Portugal produisant une part croissante de son électricité à partir de sources renouvelables, la question du stockage devient aussi importante que celle de la production. L'idée d'utiliser les profondeurs du sous-sol pour conserver les surplus reste aujourd'hui largement expérimentale, mais les travaux des chercheurs portugais montrent que certaines roches pourraient un jour participer, elles aussi, au fonctionnement du système électrique.