Il stocke de l’électricité avec des VOLANTS D’INERTIE

Pour stocker de l’électricité, nous connaissons la batterie, les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) ou encore l’air comprimé. Méconnu du grand public, le volant d’inertie permet également d’accumuler de l’électricité via l’énergie cinétique. Le concept est très simple, il consiste à mettre une lourde masse en rotation en réduisant au maximum les frottements. Un moteur électrique couplé sur l’axe permet de « recharger » en accélérant la rotation ou de « décharger » en produisant de l’électricité via le ralentissement de la rotation. Nous avons visité la petite usine d’Energiestro, l’un des rares fabricants de volants d’inertie destinés au stockage d’électricité, située à Belfort.

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Sommaire :
0:00 • Introduction
0:11 • Générique
0:28 • « Bonjour de nous recevoir » 😅
0:20 • Principe d’un volant d’inertie
4:10 • Fabrication d’un volant d’inertie
9:09 • Capacité de stockage
10:50 • Puits d’essais
15:57 • Avantages du volant d’inertie

Salut à tous bienvenue sur révolution énergétique aujourd’hui on vous fait découvrir un système de stockage d’électricité hyper rare c’est le volant d’inertie allez c’est parti [Musique] nous sommes à Belfort dans le laboratoire d’énergie estros qui développe et qu’on soit donc des volants d’inertie et donc je suis avec monsieur

Genesio bonjour de nos recevoir vous êtes donc le fondateur d’énergie pro et on se retrouve donc derrière un volant d’inertie en tout cas une partie du volant d’inertie et vous allez nous expliquer comment ça fonctionne quel est le principe de fonctionnement parce que finalement c’est un mode de stockage qui

Est très rarement utilisé dans le monde exactement donc bonjour Voici un volant d’inertie que nous appelons Voss pour volant de stockage solaire car il a été spécialement conçu pour stocker de l’énergie solaire c’est-à-dire stocker sur des cycles de 24 heures on stocke dans la journée et on a de l’énergie

Disponible la nuit alors le principe du volant est très ancien c’est de l’énergie cinétique qui est stockée c’est-à-dire c’est l’énergie de la vitesse donc le principe c’est de le faire tourner le plus vite possible et on a un moteur électrique qui n’est pas visible ici qui est monté sur cet

Arbre quand on a de l’énergie renouvelable donc des panneaux solaires ça peut être aussi de l’énergie éolienne on l’envoie dans le moteur et le volant se met à accélérer il tourne de plus en plus vite et il accumule l’énergie et donc on périphérie on peut atteindre des vitesses qui vont

Aller jusqu’à pratiquement 1000 km heure la vitesse d’un avion on va tout faire pour la garder le mieux possible avec le moins de pertes première chose déjà on va enlever l’air donc ce volant va tourner dans un vide relatif ensuite on va minimiser les pertes à tous les niveaux au niveau des

Roulements va mettre une suspension magnétique pour que les roulements n’aient pas trop de charges et donc pas trop de frottement et pour récupérer l’énergie on fait le processus inverse le moteur va devenir un frein il va freiner le volant le volant va ralentir et en même temps de l’électricité va

Être générée dans le moteur et va être renvoyée vers le réseau et l’utilisateur et de quoi est composé du coup ce volant on voit du béton notamment principalement c’est ça exactement alors nous nous avons travaillé sur la matière parce que les volants d’inertie qui existent depuis très longtemps sont

Faits avec des matériaux comme l’acier très résistant ou la fibre de carbone mais ce sont des matériaux qui sont vraiment chers et donc si on veut stocker des très grosses quantités d’énergie ça n’est pas du tout rentable c’est beaucoup plus cher que des batteries et donc nous nous avons

Imaginé un volant en béton précontraint alors le béton on le voit il fait 90% de la masse c’est sur le dessus et notre innovation c’est de comprimer le béton avant de faire tourner le volant pourquoi parce que le béton est un matériau qui ne fonctionne que en

Compression et un volant est un produit qui ne fonctionne que en traction qu’on le fait tourner la force centrifuge tant à le faire éclater donc un volant en béton tout seul ne fonctionne pas et donc l’idée c’est de comprimer le béton avant de le faire tourner avec un enroulement de fibre de verre

Que l’on voit ici qui est tendu avec une tension très très élevée on en met une bonne couche mais la fibre de verre ne représente qu’une petite fraction on a 90% de la masse et du béton et donc quand on a comprimé le béton on peut le faire tourner à grande vitesse

Il reste comprimé simplement la force centrifuge va diminuer la compression on s’arrête quand la compression devient presque 0 donc ce qui est important c’est que le béton est toujours comprimé et ça c’est ça assure des durées de vie qui sont quasiment illimitées nous on a dimensionné et validé le fonctionnement

Pour un million de cycles ce qui est évidemment très supérieur à ce que demande les clients puisque si on fait un cycle par jour un million de cycles c’est 3000 ans nous nous allons garantir 30 ans ce qui est déjà beaucoup c’est la durée de vie des parcs solaires et des

Panneaux photovoltaïques pour faire cette enroulement vous avez une machine spéciale qui est juste derrière est-ce qu’on peut aller la voir tout à fait donc c’est une machine que vous avez développée en interne c’est ça exactement en fait nous avons pris contact avec les fabricants de machines d’enroulement qui enroulent de la fibre

De verre et ces gens-là ont essayé de faire des volants selon nos spécifications et non pas réussi parce qu’il est très très difficile de tirer sur la fibre de verre c’est un matériau fragile si on tire un peu fort elle se casse et donc nous avons développé même pris

Un brevet sur une manière de tirer très très fort sur une fibre de verre avant de l’enrouler et donc ce qui est décrit dans notre brevet ça a été réalisé dans cette machine on utilise une série de rouleaux ici qui sont la fibre de vin

Qu’on voit voilà ça c’est de la fibre de verre donc sont des filaments ultra fins de quelques microns d’accord on les fait passer sur ces rouleaux il y a un moteur ici qui est un frein qui va les retenir un peu comme le tir à la corde on a un moteur ici qui

Est enroule la fibre de verre ici un moteur qui retient la fibre de verre donc à la fin la fibre de verre est enroulée mais très très tendue et on utilisant des roulettes avec des diamètres très légèrement différents on arrive à attendre la fibre de verre selon un programme très défini et

Surtout qu’elle ne casse pas en arrivant sur le sur le volant donc là on voit un volant brut c’est à dire c’est uniquement le cylindre en béton voilà ça c’est brut de moulage et c’est quoi comme qualité de béton de bâtiment ce sont des bétons hautes performance d’accord ça n’est pas le

Béton le plus résistant qu’on sait faire parce que c’est bétons là sont trop chers mais ce sont des bétons qui sont je dirais au maximum de ce qu’on peut faire avec des bétons classiques c’est pas du béton armé il y a pas de structure métallique il n’y a rien il y

A quand même l’arbre central parce que ensuite on va mettre des roulements et donc ça il nous faut un arbre en acier pour pour les roulements et on a quel poids uniquement en comptant le béton brut alors le béton seul fait à peu près 2 tonnes 7 d’accord on vient rajouter

300 kg de fibre de verre et on compte pas l’arbre en acier qui doit peser une trentaine de kilos on se trouve au sommet de volant qui est donc couché dans sa boîte de transport et on voit des petits cylindres ils ont un rôle très très particulier que vous allez

Nous expliquer exactement ces silence servent à l’équilibrage donc quand on fait un volant en béton et avec de la fibre de verre autour on n’a pas quelque chose qui est parfaitement homogène un peu comme un pneu avec des matériaux élastiques et fibreux et donc on est

Obligé de passer par cette étape là et donc on met le volant sur une machine d’équilibrage qui est juste à côté on peut la voir et donc on le fait tourner on mesure les efforts sur chacun des paliers et un calculateur nous dit voilà les masses à rajouter à des emplacements

Précis et ensuite on fait un deuxième tour pour vérifier que les efforts ont disparu ça paraît dérisoire par rapport à la masse de béton qui est installée on a quel poids alors pour un tonnes on doit mettre en tout 3 kg de masse de correction ce qui veut dire que

Au départ on a un volant qui est déjà très précis au niveau du béton et très homogène au niveau de l’enroulement de fibre de verre alors ensuite le volant est mis dans un carter étanche parce qu’il faut pouvoir faire le vide et donc ici on a un carter étanche avec son

Couvercle et donc un béton un volant en béton à l’intérieur et donc on a une pompe à vide qui aspire l’air et qui permet de faire le vide et sur le dessus on met tous les composants qui servent à faire fonctionner le volant donc évidemment la pompe à vide on a aussi un

Circuit de refroidissement pour que le système puisse fonctionner même quand il fait très chaud ou très froid et donc évacuer les calories on en a très peu puisque on a quand même un très haut rendement on a aussi un système de lubrification pour les roulements on a l’électronique de pilotage et l’électronique de

Conversion puisque on a des onduleurs pour convertir entre le moteur jusque au secteur voilà et ensuite l’ensemble est recouvert par un capot qui lui-même est en béton pour pouvoir être mis à l’extérieur avec une durée de vie de 30 ans aussi donc ce qu’on voit ici c’est ce que vous mettez

Dans les fosses sous terre exactement tel quel et donc la partie le cylindre il occupe quelques parties à ce niveau là d’accord et il va être enterré à peu près à ce niveau là donc le volant qui stocke l’énergie est bien en dessous du niveau du sol et ça c’est

Dans le but de garantir la sécurité c’est à dire que s’il se passe quelque chose un volant l’énergie ne va pas partir dans tous les sens elle va partir dans le plan horizontal et donc on aura une grosse épaisseur de terre pour absorber tout ce qui va être projeté et donc on

Va pouvoir garantir la sécurité dans ce qu’on voit ici il y a quelle quantité d’électricité qui est stable alors c’est volant là c’est une taille de 10 kWh c’est à peu près la taille qui va permettre à une maison d’être autonome les jours où il y a du soleil c’est ce

Que consommer une maison on va dire du coucher du soleil le soleil au lever du soleil on peut se poser la question 10 kWh dans un volume aussi grand et surtout dans 6 tonnes ça fait une densité énergétique qui est pas très élevé par rapport aux batteries notamment

Quelles vont être les usages des volants d’inertie par rapport aux batteries par exemple alors clairement les usages qui nécessitent une forte densité ne sont pas accessibles au volant ça a déjà été essayé dans l’automobile par exemple les volants si on veut les sécuriser demande beaucoup de place donc notre

Objectifs nous c’est les gens qui cherchent à baisser le coût du stockage clairement les électriciens qui ont des grandes centrales photovoltaïques ou des parcs éoliens qui ont de l’intermittence ils cherchent des solutions pour avoir de l’énergie renouvelable tout le temps et là effectivement le volant est une bonne réponse parce que les batteries

Permettent de le faire aussi comme les volants mais un prix beaucoup plus élevé parce que leur durée de vie elle est relativement courte actuellement et ils ont beaucoup de mal les fabricants de batterie à garantir des batteries 30 ans pour l’instant ça n’existe pas nous nous allons pouvoir garantir des volants 30

Ans on va aller voir dehors à quoi ça ressemble une fois que c’est installé on peut dire une version commerciale de des volants d’inertie au final on va le voir ça ressemble pas à grand chose au fond c’est ça ressemble simplement une sorte de regard presque pour les égouts et on

Arrive devant un peu le site prototype c’est l’endroit où vous testez dans quel exactement on a depuis décès donc l’un qui est bouché par un couvercle et l’autre ici on a le tout premier veau ce qui est en essai alors j’ose pas monter dessus parce que vous pouvez

Expliquer que en cas de défaillance pas encore arrivé espérons que ça m’arrive jamais mais il peut y avoir une projection exactement le concept de sécurité c’est qu’on entoure le volant avec à peu près 1 m de matériaux et c’est matériaux vont absorber toute l’énergie cinétique du volant donc ces

Matériaux vont être projetés un peu comme les démineurs qui mettent du sable ou de l’eau sur des explosifs avant de les faire détonner donc on a une projection de matériaux pulvérulant donc de sable ou de caillots mais on n’aura pas des très gros morceaux dangereux qui vont être projetés loin c’est le

Principe de de sécurité que nous avons adopté et on va être je dirais presque les seuls à proposer une solution de sécurité pour du stockage les autres proposent des stockages ils essayent de les rendre les plus sûrs possibles mais il n’empêche que ils ont quand même des accidents de temps à autre et

Ne peuvent pas les ou ils ne savent pas comment les sécuriser alors que nous on a vraiment une solution où ça va être sécurisé en fonctionnement ça fait quel bruit est-ce que ça vibre qu’est-ce qu’on est-ce que ça se voit quand le le volant est un fonctionnement alors celui-là est en fonctionnement

Voilà ok d’accord donc ce qu’on entend c’est tout simplement les les ventilateurs puisqu’on a un circuit de refroidissement liquide avec un petit ventilateur on l’entend à peine ici on est dans une zone résidentielle mais à 20 ou 30 mètres les maisons n’entendront strictement rien et en fonctionnement

Normal normalement il y a pas les ventilateurs et on a même prévu pour les déserts où il fait très très chaud un fonctionnement de de par géothermie un refroidissement par géothermie et là ce sera totalement silencieux et puis sinon un volant ça vibre un petit peu il y a des systèmes

D’absorption des vibrations donc on aura sûrement un léger on appelle ça un hum en anglais c’est le même bruit que les transformateurs donc vers une centaine de Hertz très léger bourdonnement mais qui n’est pas du tout audible dans les conditions normales où est-ce qu’on pourra voir ces installations là ça sera

Plus à proximité de centrale solaire de parc éolien de sites industriels exactement les premiers ont été commandés par engie qui va en installer 4 sur le parc Themis dans les Pyrénées à côté d’un parc solaire innovant les suivants vont être chez Voltalia en Guyane là encore à côté

D’un parc solaire donc pour l’instant c’est une technologie qui est plutôt à destination des professionnels de l’énergie solaire sur des grands parcs mais on a une énorme demande de particulier qui voudrait avoir un volant dans leur jardin donc ça c’est pas pour tout de suite déjà il faut qu’on ait des

Versions en 220 volts monophasé actuellement c’est du 400 triphasé donc ça ça suppose de développer un nouvel onduleur et aussi de absolument sûr de la sécurité donc il faudra qu’on ait fait les crash tests comme dans l’automobile pour vérifier que le concept de sécurité fonctionne

Dans la réalité là le stockage on l’a vu c’est 10 kWh maximum pour ce modèle là et en termes de puissance d’entrée de sortie on est sur quel niveau alors ce modèle là c’est un modèle de 10 kW donc c’est un modèle très puissant il peut se

Charger ou se décharger en une heure ça c’est pour répondre au cahier des charges de Voltalia donc de la craie qui demande que les gens qui mettent des parcs solaires sur des petits réseaux puissent en cas de coupure par exemple quand des nuages arrivent et arrêtent la production photovoltaïque il faut être

Capable de prendre le relais pendant une heure Enzy veut faire de la régulation de fréquence du réseau donc là encore il faut des volants très puissants donc des volants qui vont pouvoir mettre toute leur puissance pendant une heure dans un sens ou dans l’autre en série pour le stockage sur 24 heures

On aura des volantes qui seront beaucoup moins puissants et donc ça va beaucoup réduire le coût puisque le moteur est l’onduleur seront beaucoup plus petit il y a quel prix catalogue on va dire là j’imagine que comme vous êtes en train encore de développer ces volants le prix

N’est pas représentatif mais à terme vous visez quel prix catalogue pour un volant de 10 kilowatts alors l’objectif de prix c’est d’être très en dessous de 10000 euros en prix de vente installé et on estime qu’en grande série on pourrait arriver à 5000 euros c’est à dire moins

Cher que des batteries Lithium ok donc par rapport à des batteries Lithium vous vous visez d’être moins cher ah oui c’est clairement le but et même si on n’est pas moins cher ça n’est pas grave parce que nous nous allons proposer une garantie de 30 ans

Là où une batterie lithium en général ne dépasse pas 10 ans donc sur 30 ans on va mettre trois batteries Lithium un seul volant donc si on est au même prix que les batteries on sera quand même trois fois moins cher au-delà de la longévité

Il y a l’autre avantage par rapport à la batterie alors je parle que de la batterie parce que c’est le système le plus populaire actuellement c’est vrai mais par rapport à tous les autres systèmes de stockage qui existent quels sont les avantages du volant d’inertie alors le volant d’inertie c’est un

Stockage à très haut rendement on espère arriver à plus de 80% entre l’énergie qui aura été stockée et restitué c’est le même niveau que les batteries Lithium c’est ce qui se fait le mieux il n’y a pas de stockage à 99% pour l’instant mais les autres stockages les barrages

Hydroélectriques sont plutôt à 70% l’air comprimé à 50 et l’hydrogène à 30% seulement donc on est dans le haut on est au même niveau que les batteries Lithium donc ça c’est quand même très bon ensuite la durée de vie évidemment très très bonne et le coût évidemment de stockage et puis quelque chose

D’important c’est l’analyse complète du cycle de vie alors c’est quelque chose qu’on a fait dès le début parce que les gens pensaient au début qu’avec le béton sa lettre mauvais et contrairement à ce qu’il pensait on est très très bon tout compris on est à 10 g par kilowattheure d’électricité fournie là

Où les batteries sont plutôt à 40 g on est 4 fois mieux que les batteries c’est lié à la très grande durée de vie et puis le béton c’est pas un matériau si mauvais que ça le béton c’est un matériau qui émet des U CO2 à la fabrication mais dix fois moins que

L’acier par exemple et les gens critiquent beaucoup plus le béton glacier ou le vert mais le béton et le vert émet 10 fois plus de de CO2 que que le béton donc c’est un matériau qui est pas si mauvais que ça et surtout c’est un matériau qui est très

Neutre vis-à-vis il est pas toxiques donc le béton à la fin il est totalement recyclable d’ailleurs tout est recyclable le verre l’acier à se refond pour refaire du vert et de l’acier le béton le Broye on refait du béton avec le béton broyé donc en fait on est sur

Des économies vraiment circulaires ou à la fin on peut recommencer à l’infini à réutiliser les matériaux donc à la fin on n’aura pas des tas de déchets et ça c’est quand même très très bon est-ce que vous pensez que le volant d’inertie il peut être utilisé en stockage de

Longue durée et de très gros ampleur en concurrence des steps par exemple ou sa vocation reste vraiment quand on est à des sites industriels les petites centrales alors nous nous avons vraiment comme intention de faire des gros stockages dans des parcs avec si possible du photovoltaïque dans les

Déserts mais le volant a une limitation fondamentale c’est la durée de stockage qui ne dépasse pas 24 heures pourquoi parce que c’est un stockage dynamique il y a du mouvement donc quoi qu’on fasse on a quand même des pertes et donc un volant si on veut stocker une

Semaine probablement que on y arrivera pas et si on veut stocker deux jours le rendement ne sera plus de 80% mais peut-être de 50%. donc on sera beaucoup moins performant ça vaudra cher notre idée c’est que il y a un stockage qui est tout à fait complémentaire des volants

C’est le stockage chimique alors ça commence à faire de l’hydrogène mais ensuite il y a d’autres gens qui veulent faire d’autres molécules ça peut être de l’essence synthétique du méthane du gaz il y a des gens aussi qui veulent faire de l’ammoniac l’avantage du stockage chimique c’est que une fois que vous

Avez mis votre produit chimique dans un réservoir vous pouvez le garder une semaine un mois ou un an si votre réservoir est étanche vous avez l’énergie il n’y a pas de perte et donc ça c’est beaucoup plus performant que des volants voire même des batteries qui

Ont des pertes et donc ce que demande vraiment l’humanité c’est un stockage d’énergie renouvelable sur 6 mois ce que fait la nature avec la biomasse de stocker l’énergie solaire pour faire des du bois ou de l’huile et pouvoir la brûler en hiver parce que c’est en hiver qu’on consomme l’énergie et ça c’est

Quelque chose où les volants peuvent aider parce que actuellement les gens qui font de l’hydrogène utilisent des électrolyseurs mais ces électrolyseurs là ils ont besoin d’être alimentés 24 heures sur 24 ce que ne permette pas les panneaux solaires ou les énergies ou les éoliennes et donc en mettant des Vosges

À côté des panneaux solaires là on va avoir une énergie lissée sur 24 heures les électrolyseurs pourront être trois fois plus petit par rapport à la production des panneaux solaires en direct et fonctionner 24 heures sur 24 donc là on va maximiser leur utilisation et on

Va diviser grosso modo par 3 voire plus leur coût de revient donc c’est pour ça que nous sommes venus à Belfort c’est pour être à côté de start-up de l’hydrogène pour essayer de faire du stockage d’hydrogène vert enfin de la production d’hydrogène vert à des coûts qui soient économiques par rapport

Au marché de l’énergie et à quel horizon on va pouvoir espérer voir du coup des volants d’inertie en exploitation commerciale dans la rue je sais pas dans des centrales solaires alors nous ne sommes plus très loin de ça ce que vous voyez ici c’est un volant bêta donc les

Bêta tests ce sont les les prototypes qui sont testables par les clients donc les prochains vont aller comme je l’ai dit c’est des grandes de l’électricité et après on estime qu’il faut deux à trois ans pour passer en série il faut quand même construire tout un outil

Industriel donc il y a des gros investissements du recrutement trouver les locaux c’est pas des choses qui se font en quelques semaines ou quelques mois faut compter quelques années mais on est là on est au bout de quasiment 10 ans de développement depuis l’idée initiale de faire un volant en béton

Et je dirais que le cycle complet prend un peu plus de 10 ans c’est pas normal les autres technologies même les batteries Lithium entre le l’idée au laboratoire et puis la production en série ça a pris aussi une dizaine d’années merci beaucoup monsieur je suis de nous avoir fait découvrir donc le

Concept du volant d’inertie et d’autant plus dans une entreprise qui est basée qui est française et installée en France merci beaucoup d’avoir suivi cette vidéo si vous l’avez aimée n’oubliez pas de laisser un pouce bleu bombarder les commentaires et abonnez-vous à notre chaîne YouTube à très bientôt sur révolution énergétique bye bye [Musique]