Article de recherche / Research Article

Potentiel de valorisation de sites miniers et carriers en step en France et en Belgique

Potential for the development of mining and quarrying sites in pumping hydro-storage in France and Belgium

¹ Ineris, Parc Technologique Alata, 60550 Verneuil-en-Halatte, France
² Université d'Avignon, 84000 Avignon, France
³ Université de Mons, Geology and Applied Geology, 7000 Mons, Belgique
⁴ Hydrogéologie & Géologie de l'Environnement, Université de Liège, 4000 Liège, Belgique
⁵ Department of Computational Hydrosystems, UFZ– Helmholtz Centre for Environmental Research, Permoserstr. 15, 04318 Leipzig, Germany

^* Correspondance : philippe.gombert@Ineris.fr

Reçu : 29 Avril 2020
Accepté : 10 Juillet 2020

Résumé

Les Stations de Transfert d'Energie par Pompage (STEP) représentent plus de 97 % des stockages d'énergie électrique dans le monde et totalisent environ 170 GW de puissance installée. La France et la Belgique disposent actuellement de 9 STEP d'une puissance totale de 6,3 GW mais il n'existe plus de nouveaux sites acceptables pour des STEP conventionnelles car ces dernières nécessitent le creusement de deux bassins en surface et ne peuvent être installées que dans des zones au relief marqué. Suite à la demande de stockage d'énergie engendrée par le développement des énergies renouvelables intermittentes, on aborde la possibilité de créer de nouvelles STEP non conventionnelles en utilisant les bassins existants dans des mines ou des carrières abandonnées ou en voie d'abandon. Il peut s'agir de bassins en surface ou en souterrain, ces derniers donnant accès à la technologie des STEP souterraines ou semi-souterraine (STEP-3S). On décrit ici le potentiel de ces nouvelles technologies de STEP ainsi que les risques et impacts qu'elles sont susceptibles d'engendrer : interactions hydromécaniques et hydrochimiques avec les aquifères adjacents, mouvements de terrain, émissions de gaz. Il s'agit de risques déjà identifiés et maîtrisés dans le cadre d'autres activités du sous-sol.

Abstract

Pumped Hydro-Energy Storage (PHES) account for more than 97% of the world's electrical energy storage and cumulate approximately 170 GW of installed capacity. France and Belgium currently have 9 PHES with a total capacity of 6.3 GW, but there are no longer any new sites acceptable for conventional PHES as they require the excavation of two basins on the surface, and can only be installed in areas with a marked relief. Following the foreseeable demand for energy storage generated by the development of intermittent renewable energies, it is proposed to study the possibility of creating new non-conventional PHES using existing basins in abandoned mines or quarries. These may be surface or underground basins, the latter providing access to subterranean or semi-subterranean PHES technology (3S-PHES). This paper describes the potential of these new PHES technologies and the risks and impacts they are likely to generate. These risks concern first of all adjacent aquifers: hydromechanical disturbances (propagation of water level variations in the aquifer) and hydrochemical interactions (precipitation of carbonates and iron oxides). They also concern the ground surface with the possibility of ground movements or surface gas emissions. However, these are risks that have already been identified and controlled in the context of other underground activities.