STEP : comment fonctionne le stockage d'électricité par pompage, et où en est la France
Le réseau électrique n'a presque pas de stock : la production doit égaler la consommation à chaque seconde. Les stations de transfert d'énergie par pompage, ou STEP, sont la principale exception. Elles stockent de l'électricité sous la forme la plus simple qui soit : de l'eau remontée en hauteur, prête à redescendre. Dans un système qui fait une place croissante au solaire et à l'éolien, ces ouvrages des années 1970 et 1980 redeviennent stratégiques.
Le principe : deux bassins et une machine réversible
Une STEP associe un bassin supérieur et un bassin inférieur, reliés par des conduites et une usine équipée de machines réversibles. Quand l'électricité est abondante et bon marché (la nuit, le week-end, ou en milieu de journée quand le solaire produit beaucoup), les machines fonctionnent en pompes et remontent l'eau. Quand la demande est forte, elles fonctionnent en turbines et produisent de l'électricité, comme une centrale de lac classique.
La machine la plus courante est la turbine-pompe de type Francis, accouplée à un alternateur qui fonctionne aussi en moteur (voir Turbines hydrauliques). Certaines installations utilisent des groupes séparés, ou des machines à vitesse variable qui permettent de moduler la puissance de pompage, un atout pour absorber une production solaire fluctuante.
Un rendement élevé pour du stockage
Pomper puis turbiner fait perdre de l'énergie : frottements, pertes dans les machines, dans les conduites et dans les transformateurs. Le rendement d'un cycle complet se situe couramment entre 70 et 80 % : pour 100 kWh consommés au pompage, on en restitue 70 à 80. C'est moins qu'une batterie électrochimique récente, mais les STEP offrent ce que les batteries offrent difficilement : de très grandes puissances, des durées de plusieurs heures à plusieurs jours, et une durée de vie de plusieurs décennies.
Une STEP gagne sa vie sur l'écart entre le prix de l'électricité achetée pour pomper et celui de l'électricité vendue en turbinant, et sur les services rendus au réseau (réserves, réglage de fréquence et de tension). Plus les prix de marché varient au cours de la journée, plus elle est utile et rentable.
Le parc français
Selon le ministère de la Transition écologique, les STEP représentent environ 4,6 GW de puissance en métropole, pour une production moyenne d'environ 4 TWh par an. L'essentiel du parc a été construit entre la fin des années 1960 et le milieu des années 1980, en parallèle du programme nucléaire, dont il compensait la faible souplesse.
- Grand'Maison (Isère), la plus puissante, avec environ 1 800 MW en turbinage. Le lac de Grand'Maison, retenu par un barrage en enrochement, sert de bassin supérieur ; la retenue du Verney, dans la vallée de l'Eau d'Olle, de bassin inférieur.
- Montézic (Aveyron), Revin (Ardennes), Super-Bissorte et La Coche (Savoie), Le Cheylas (Isère) complètent les principales installations.
L'Auvergne-Rhône-Alpes concentre ainsi une part importante de la capacité de pompage nationale, grâce aux dénivelés alpins ; voir L'hydroélectricité en Auvergne-Rhône-Alpes.
Pourquoi on en reparle
Le profil de la production a changé. Le solaire produit beaucoup en milieu de journée, au printemps et en été, et les prix de marché y deviennent parfois nuls ou négatifs. L'éolien varie selon la météo sur plusieurs jours. Les STEP peuvent absorber ces surplus et les restituer le soir ou lors d'une période sans vent. Le bilan électrique 2025 de RTE souligne d'ailleurs le développement rapide du solaire, dont le parc a atteint 30,4 GW en fin d'année.
La programmation pluriannuelle de l'énergie 2019-2028 identifiait un potentiel d'environ 1,5 GW de nouvelles STEP, avec des mises en service visées entre 2030 et 2035, et le ministère a mené en 2023 une consultation publique sur les conditions de leur développement. La troisième programmation, publiée le 13 février 2026, maintient l'objectif de développer le stockage. Les projets passent souvent par l'agrandissement ou la transformation d'aménagements existants : ajouter des pompes entre deux retenues qui existent déjà coûte bien moins cher, et pose moins de difficultés environnementales, que de créer deux lacs.
STEP et batteries : concurrentes ou complémentaires ?
Les grandes batteries électrochimiques se développent rapidement sur les réseaux européens. Elles réagissent en une fraction de seconde, s'installent en quelques mois et se placent près des besoins. Mais leur durée de décharge à pleine puissance reste en général de quelques heures, et leurs cellules doivent être remplacées au bout de quelques milliers de cycles. Les STEP, elles, stockent de l'énergie pour plusieurs heures ou plusieurs jours et fonctionnent pendant des décennies, au prix de délais de construction très longs et de sites rares. Les deux technologies répondent donc à des besoins différents : réglage rapide et lissage infra-journalier pour les batteries, transferts massifs entre le jour et la nuit, ou entre plusieurs jours, pour les STEP.
Le cadre juridique
Les STEP relèvent du livre V du code de l'énergie. Selon le ministère, celles dont les plans d'eau sont artificiels relèvent en principe du régime d'autorisation, mais l'État peut décider de les concéder. La loi n° 2026-554 du 29 juin 2026, qui transforme le régime des grandes installations hydroélectriques, a par ailleurs précisé la définition de leur puissance maximale brute, calculée à partir de la hauteur de chute, du débit maximal et de la pesanteur. Le détail de la réforme figure dans notre article Concessions hydroélectriques : ce que change la loi de 2026.
Les limites
- Les sites. Il faut un fort dénivelé entre deux bassins proches, de l'eau disponible, et un terrain géologiquement sûr. Les meilleurs sites sont déjà équipés.
- L'environnement. Les marnages (variations rapides du niveau des retenues) affectent les rives et la faune aquatique.
- Le temps. Une nouvelle STEP demande des années d'études, d'autorisations et de travaux.
- Le modèle économique, qui dépend des écarts de prix futurs et des règles de rémunération des services de flexibilité.
Remonter l'eau quand l'électricité abonde, la laisser redescendre quand elle manque.
Sources
- Ministère de la Transition écologique, Hydroélectricité, page de politique publique (consultée en 2026).
- Ministère de la Transition écologique, Programmations pluriannuelles de l'énergie (PPE), mise à jour du 13 février 2026.
- RTE, Bilan électrique 2025, synthèse, 2026.
- Loi n° 2026-554 du 29 juin 2026 visant à relancer les investissements dans le secteur de l'hydroélectricité, Journal officiel du 30 juin 2026.
- Décret n° 2020-456 du 21 avril 2020 relatif à la programmation pluriannuelle de l'énergie, Légifrance.
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