Des gratte-ciel qui deviennent des batteries gravitationnelles
Le cabinet d’ingénierie et d’architecture Skidmore, Owings & Merrill (SOM) — connu pour le Burj Khalifa à Dubaï et le One World Trade Center — s’associe à la startup Energy Vault pour intégrer du stockage d’énergie gravitationnelle directement dans la conception des futurs immeubles. L’ambition: faire des tours de demain des infrastructures capables d’emmagasiner et de restituer de l’électricité, afin d’alléger l’empreinte carbone des bâtiments sur toute leur durée de vie. Cette approche vise autant la résilience du réseau que la décarbonation de la construction, en transformant une partie de l’ossature technique des bâtiments en système de stockage.
Le principe, simplement
L’idée repose sur une mécanique connue: élever des masses pour accumuler de l’énergie potentielle, puis les abaisser pour la convertir en électricité. Concrètement, des grues ou des chariots élévateurs soulèvent de gros blocs issus de matériaux recyclés quand il y a un surplus d’énergies renouvelables (par exemple à midi avec le solaire). Lorsque la demande grimpe — typiquement en début de soirée — ces blocs sont redescendus, entraînant des générateurs qui produisent du courant. Le système agit comme un tampon: il stocke l’excédent et délivre l’énergie au bon moment, sans combustion et avec des matériaux en fin de vie réemployés.
Ce qui existe déjà
Energy Vault a déjà déployé plusieurs projets réels. En Chine, une installation d’environ 100 MWh a été raccordée au réseau, démontrant une capacité utile à l’échelle industrielle. Près du siège européen de l’entreprise, en Suisse, un pilote d’environ 5 MW sert de banc d’essai pour les opérations et les logiciels de contrôle. L’entreprise affirme pouvoir dimensionner ses systèmes jusqu’à des configurations de plusieurs gigawattheures (GWh), et dispose de chantiers en cours sur différents continents. Cette montée en échelle progressive sert à éprouver la performance, la fiabilité et les coûts dans des contextes variés.
Pourquoi c’est utile maintenant
Les énergies renouvelables grandissent vite, mais restent intermittentes. Le pic de production solaire tombe en journée, alors que la consommation culmine souvent après le coucher du soleil. Sans stockage, on gaspille une part du potentiel vert ou on revient à des centrales fossiles en appoint. Les systèmes gravitationnels permettent:
- d’absorber les pics de production et de réduire le délestage,
- de décaler l’énergie vers les heures de pointe,
- de limiter l’appel aux combustibles fossiles,
- d’augmenter la part de renouvelables intégrées au réseau.
Cette approche s’ajoute à d’autres solutions, comme l’hydroélectricité par pompage — par exemple en remontant de l’eau dans d’anciens puits de mine — qui fonctionne sur le même principe de gravité.
Les défis à surmonter
Même si le concept est élégant, sa réussite dépend de nombreux détails:
- Intégration structurelle et architecturale dans des tours occupées (charges, vibrations, sécurité).
- Économie du projet: coût par kWh stocké, maintenance, durée de vie, utilisation de matériaux locaux réellement recyclés.
- Rendement global (mécanique, conversion, électronique de puissance) et fiabilité des automatismes.
- Acceptabilité urbaine: bruit, exploitation en horaires sensibles, cohabitation avec les occupants.
- Réglementation et normes: sécurité incendie, ascenseurs/levage, responsabilités d’exploitation.
Le potentiel est réel, mais il faudra prouver la scalabilité, la robustesse en exploitation et la compétitivité face aux batteries et à l’hydraulique de pompage.
Et après ?
L’alliance entre une grande agence comme SOM et un spécialiste du stockage comme Energy Vault ouvre la voie à des immeubles-producteurs d’énergie. Les prochaines étapes clés: normaliser les modules de levage, industrialiser la fabrication des blocs recyclés, affiner les logiciels de pilotage, et déployer des projets phares qui démontrent des retours mesurables sur la carbone et les coûts. Si ces jalons sont franchis, les gratte-ciel pourraient devenir des nœuds énergétiques pour des micro-réseaux urbains, en complément des panneaux solaires, des batteries et de l’hydraulique.
FAQ
Quel est le rendement typique d’un stockage gravitationnel ?
Le rendement aller‑retour se situe généralement entre 70 % et 85 %, selon la qualité des treuils, des transmissions, des freins, et de l’électronique de conversion. Les versions hydrauliques (pompage-turbinage) peuvent atteindre des valeurs proches ou supérieures à 80 % dans de bonnes conditions.
De quoi sont faits les blocs soulevés et pourquoi est-ce important ?
Ils peuvent être composés de déchets inertes: terres excavées, gravats, béton recyclé, sous-produits industriels. Cela réduit l’extraction de matières premières, donne une seconde vie à des matériaux lourds et diminue l’empreinte carbone globale du système.
Est-ce compatible avec un immeuble occupé ?
Oui, à condition d’une isolation vibratoire et acoustique, d’une planification des cycles en dehors des heures sensibles, et d’un respect strict des normes de levage et de sécurité. Les systèmes peuvent être concentrés dans des volumes techniques (niveaux supérieurs, noyaux centraux, annexes).
En quoi cela diffère d’une batterie au lithium ?
- Moins de densité énergétique volumique, mais peu de dégradation au fil des cycles.
- Composants majoritairement mécaniques et matériaux courants, avec un risque d’incendie plus faible.
- Idéal pour le lissage et le déplacement d’énergie à l’échelle du réseau, en complément des batteries plus réactives.
Quelle est la durée de vie d’un tel système ?
Les blocs et la structure peuvent durer plusieurs décennies. Les éléments d’usure (câbles, freins, moteurs, capteurs) requièrent une maintenance régulière, mais le cœur du système supporte un grand nombre de cycles avec une perte de performance limitée.
