2025, « l'année de la batterie à eau »

Les capacités hydroélectriques installées dans le monde ont atteint près de 1 470 GW à fin 2025, dont 1 269 GW d'installations dites « conventionnelles » et 201 GW de stations de transfert d'énergie par pompage (« STEP »).

Pour rappel, ces STEP sont des installations hydroélectriques particulières, composées de deux bassins situés à des altitudes différentes, qui permettent de stocker de grandes quantités d'électricité (en pompant l'eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur lorsque la demande électrique est faible et en turbinant l'eau du bassin supérieur vers le bassin inférieur en cas de besoin sur le réseau).

L'an dernier, les installations de nouvelles capacités hydroélectriques se sont au total élevées à 28 GW dans le monde (la Chine ayant compté pour plus de 40 % de ce total), avec un niveau record de 11,7 GW de STEP. L'IHA qualifie à ce titre 2025 d'année de « la batterie à eau ».

Des disparités géographiques, mais des contraintes « très limitées » selon l'IHA

Il existe des disparités régionales dans l'implantation des STEP. Trois pays comptent à eux seuls pour 58 % de la puissance mondiale installée en matière de pompage-turbinage : la Chine (65 940 MW de STEP), le Japon (27 470 MW) et les États-Unis (22 586 MW). Il n'y a en revanche quasiment pas de STEP en Amérique latine, « continent qui repose pourtant majoritairement sur l'hydroélectricité avec des stocks d'eau énormes », rappelle Bernard Tardieu, spécialiste de l'hydroélectricité et président de la Commission Énergie et changement climatique de l'Académie des technologies.

« Le principal stock d'électricité lié à l'énergie hydraulique est représenté par les stocks des retenues de barrage qui sont remplies chaque année par la pluie et la fonte de la neige. En Allemagne, il y a peu de stock d'où la nécessité des STEP », souligne Bernard Tardieu. En Norvège, seules deux petites STEP dans le sud du pays « permettent d'équilibrer un réseau électrique très long, alimenté à presque 100 % par l'énergie hydraulique ».

Selon Kiran Bose, responsable communication à l'IHA, les contraintes topographiques pour implanter une STEP sont « très limitées, surtout si l'on considère les centrales de pompage-turbinage en circuit fermé : la seule exigence est la présence d'une colline ». L'Université nationale australienne a par exemple « mené un vaste travail de cartographie et recensé 820 000 sites distincts offrant un potentiel de stockage d'énergie de 86 millions de GWh, soit l'équivalent d'environ 2 000 milliards de batteries de véhicules électriques ».

Kiran Bose évoque ainsi un potentiel quasi « illimité » et indique que, « à l'échelle européenne, un potentiel de pompage-turbinage de plus de 143 000 GWh (pour une durée de 12 heures) a été identifié en ne retenant que les projets présentant une excellente rentabilité (catégories A, AA, AAA) et situés en dehors des zones protégées ».

À quel prix ?

Les STEP « ne produisent pas d'électricité mais en consomment — en perte hydraulique et électrique. Le modèle économique implique une forte variation en quantité et en prix selon les périodes, car à prix moyen, le système est structurellement en perte », rappelle Bernard Tardieu, qui souligne que les STEP « gagnent aussi de l'argent par le service au réseau (fréquence, énergie réactive, etc.) ».

Selon l'Agence internationale pour les énergies renouvelables (Irena), les STEP constituent la solution de stockage d'énergie de longue durée la plus économique. « En termes de puissance (MW), les coûts sont comparables à ceux des centrales hydroélectriques conventionnelles et sont généralement estimés à environ 2 500 € par kW », indique Kiran Bose sur la base des travaux de l'Irena. En outre, « ce chiffre s'applique aux projets hydroélectriques réalisés sur des sites vierges (greenfield), alors que la majeure partie du développement du pompage-turbinage en Amérique du Nord ou en Europe s'appuie sur des installations à réservoir existantes, soit en les convertissant en stations de pompage-turbinage, soit en reliant des réservoirs déjà en place. Ces opérations ne nécessitent que des travaux souterrains, ce qui réduit le coût global du projet ».

Coût total d'installation des solutions de stockage de longue durée (USD/kWh, 2025)

Source : Irena, Renewable Power Generation Costs 2025 (figure 9.9).

« Le vrai game changer, c'est la capacité de faire de grands et longs tunnels entre des retenues existantes à des cotes très différentes », note Bernard Tardieu.

Plus de STEP que d'installations conventionnelles en construction

Compte tenu des besoins de flexibilité et de stockage d'électricité de longue durée et à grande échelle, les STEP disposent de fait d'une dynamique particulière. Selon l'IHA, « le portefeuille mondial de projets hydroélectriques s'élève à 1 127 GW, dont 621 GW de projets de pompage-turbinage à divers stades de développement », soit plus de la moitié des projets.

Portefeuille mondial de projets de STEP par stade de développement (MW)

Source : International Hydropower Association, 2026 World Hydropower Outlook.

À l'heure actuelle, 243 GW de capacités de pompage-turbinage sont déjà en construction, contre environ 160 GW de capacités hydroélectriques « conventionnelles ». Ces nouvelles STEP en construction sont, pour l'immense majorité, dans la zone Est de l'Asie & Pacifique.

Et en France ?

La France dispose de 5 061 MW de capacités cumulées liées à des STEP (sur un total de 25 352 MW hydroélectriques), selon l'IHA. Cela en fait le 4^e pays européen en matière de puissance de pompage-turbinage, derrière l'Allemagne (9 384 MW), l'Italie (7 245 MW) et l'Espagne (5 875 MW).

La France « jouit d'un avantage stratégique unique : les Alpes et les Pyrénées françaises regorgent de réservoirs et de lacs artificiels existants qui pourraient être convertis, de manière simple et économiquement avantageuse, en centrales de pompage-turbinage afin d'accroître la capacité actuelle », souligne Kiran Bose.

Le programme français de STEP a été lancé « dans les années 1970 en même temps que le nucléaire », rappelle Bernard Tardieu. « L'hypothèse était que le nucléaire serait peu modulable et les STEP étaient prévues pour compenser les variations de consommation jour/nuit et, pour Grand'Maison et Montezic, la compensation du week-end ».

Le règlement récent du différend européen de la France au sujet des concessions hydroélectriques ouvre par ailleurs de nouvelles perspectives à ces installations : « cela déclenche l'agrandissement de la STEP de Montezic par EDF et l'appétit d'autres acteurs y compris les promoteurs de méga STEP », selon Bernard Tardieu. La surélévation de barrages existants a également « un potentiel réel ».