Lorsque la production éolienne et solaire varie, le réseau a besoin de moyens capables de déplacer l’électricité dans le temps. Les stations de transfert d’énergie par pompage, ou STEP, répondent à ce besoin en utilisant deux retenues situées à des altitudes différentes. En période de disponibilité électrique, elles pompent l’eau vers le bassin supérieur ; lorsque le système en a besoin, l’eau redescend à travers des turbines qui produisent de l’électricité. Cette fonction de stockage est précieuse, mais elle dépend étroitement de la géographie, de la ressource en eau et des usages du réseau.
Une STEP n’est pas une source d’énergie primaire : elle restitue une partie de l’électricité consommée pour le pompage, avec des pertes liées aux équipements et aux opérations. Son intérêt tient plutôt à sa capacité à fournir de la puissance à la demande, à ajuster rapidement sa production et à absorber temporairement des excédents. Elle peut ainsi contribuer à l’équilibrage, à certains services système et à la gestion des variations de la production renouvelable. Il faut toutefois distinguer la puissance mobilisable, exprimée en mégawatts, de la capacité de stockage, qui dépend du volume d’eau et de la hauteur de chute.
Cette différence détermine la durée pendant laquelle une installation peut soutenir le réseau. Une retenue peut permettre plusieurs heures de production, mais la durée varie selon sa configuration, son niveau de remplissage et les contraintes d’exploitation. Le pilotage consiste à choisir quand pomper et quand turbiner, en tenant compte des besoins du système, des prix de l’électricité et des réserves disponibles. Une décision fondée uniquement sur les signaux économiques peut se révéler inadaptée si elle ne considère pas les besoins locaux, les contraintes du réseau ou les autres fonctions assignées à l’ouvrage.
Les conditions hydrologiques et environnementales pèsent aussi sur le fonctionnement. Les sécheresses, les restrictions de prélèvement et les arbitrages entre énergie, eau potable, irrigation et milieux aquatiques peuvent limiter les volumes disponibles ou modifier les périodes d’exploitation. Dans les installations en circuit fermé, l’eau est principalement transférée entre deux bassins, mais les pertes par évaporation et les besoins de compensation restent à prendre en compte. La construction de nouveaux ouvrages soulève, elle, des questions d’emprise foncière, de continuité écologique et d’acceptabilité locale ; les possibilités de réutiliser des sites existants ne suppriment pas automatiquement ces enjeux.
L’intégration au réseau constitue une autre condition de performance. Une installation peut disposer d’une forte puissance, mais sa contribution dépend de la capacité des lignes à transporter l’électricité vers les zones de besoin et de la coordination avec les autres moyens de flexibilité. Les règles de marché et de rémunération influencent également les choix d’exploitation : une STEP doit pouvoir valoriser plusieurs services sans compromettre sa disponibilité ultérieure. Une planification cohérente examine donc ses interactions avec les interconnexions, les centrales hydroélectriques, les batteries et le pilotage de la demande, plutôt que de considérer le stockage comme une ressource isolée.
Les STEP apportent au système électrique une combinaison utile de stockage, de puissance pilotable et de flexibilité, particulièrement lorsque la production renouvelable est variable. Leur développement ne se résume cependant pas à augmenter le volume des retenues : la ressource en eau, les impacts écologiques, le raccordement et le modèle d’exploitation conditionnent leur utilité réelle. Pour les décideurs, l’enjeu est d’évaluer chaque projet à l’échelle du bassin versant et du réseau, puis de comparer sa contribution avec celle d’autres options de flexibilité. C’est à ces conditions que l’hydroélectricité de pompage peut soutenir la transition énergétique sans déplacer les contraintes vers les territoires.