Systèmes de stockage par batterie sur pieux — principes de base pour les conteneurs BESS
Un système de stockage d'énergie par batterie (BESS – Battery Energy Storage System) est un ensemble de modules de batteries en conteneurs qui stockent de l'énergie électrique en vue d'une injection ultérieure dans le réseau ou pour stabiliser les fluctuations de la production et de la consommation. La base des conteneurs, fixée au sol à l’aide de vis de fondation, permet un montage rapide sans bétonnage, un positionnement précis selon la trame de support du conteneur et une installation réversible, qui peut être démontée sans laisser de traces une fois le projet terminé.
Qu'est-ce que le stockage par batterie et pourquoi est-ce essentiel ?
Les projets BESS se multiplient à travers l'Europe — qu'il s'agisse de petites installations commerciales situées à proximité de sites industriels, de projets hybrides combinant photovoltaïque et stockage, ou encore de systèmes de stockage autonomes d'une capacité de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mégawattheures. Le point commun est que chaque conteneur (généralement un conteneur ISO de 20 ou 40 pieds) pèse, une fois entièrement équipé, plusieurs dizaines de tonnes, et que son poids est transféré à la fondation par le biais de plusieurs points d’appui précisément définis sur le châssis du conteneur.
Contrairement à un support photovoltaïque, où la charge est répartie sur toute la longueur de la structure, dans le cas d'un conteneur BESS, la charge est concentrée en quelques points — généralement entre quatre et huit pieds porteurs. La fondation doit donc remplir deux conditions à la fois : une capacité de charge ponctuelle suffisante et une planéité précise, dans les limites de la tolérance prescrite par le fabricant du conteneur pour le montage correct des panneaux, du système de refroidissement et des installations de protection contre l'incendie.
Pourquoi utiliser des vis de terre pour les installations de stockage de batteries ?
Rapidité d'exécution. Une fondation en béton nécessite un délai de prise (généralement de 21 à 28 jours) avant de pouvoir supporter une charge maximale. Une vis de terre peut être mise en charge immédiatement après son installation : le conteneur peut être posé le jour même.
Documentation précise concernant la capacité de charge. L'unité télématique enregistre l'évolution du couple et de la profondeur à chaque vis. Cet enregistrement sert de référence tant pour les ingénieurs en statique que pour la compagnie d'assurance : pour un investissement de l'ordre de quelques millions à plusieurs dizaines de millions de couronnes par bloc BESS, la capacité de charge vérifiable des fondations constitue un élément essentiel de la due diligence.
Réversibilité. De nombreux projets BESS sont mis en œuvre sur des terrains dont la durée de bail est limitée (15 à 25 ans) ou sur des terres agricoles, où l'investisseur s'engage à remettre le terrain dans son état d'origine. Les pieux vissés peuvent être retirés sans laisser de traces à la fin de leur durée de vie — le béton, quant à lui, doit être démoli et évacué.
Indépendance vis-à-vis des conditions météorologiques. Le bétonnage est sensible à la température et aux précipitations. Le forage s'effectue indépendamment des conditions climatiques, dans les limites de la plage normale de températures de fonctionnement de la machine.
Travaux sur un terrain accidenté ou compacté. Les conteneurs BESS sont souvent installés en périphérie de sites industriels existants ou sur des terrains ayant déjà été exploités, où l'homogénéité du sol n'est pas garantie. Un forage d'essai avec télémétrie permet de déterminer rapidement s'il est nécessaire d'ajuster la longueur ou le diamètre de la vis à un endroit précis.
Particularités des charges liées aux conteneurs BESS
Contrairement aux installations photovoltaïques, pour les conteneurs BESS, il est nécessaire de tenir compte des charges indiquées par le fabricant du conteneur dans la documentation technique — généralement sous la forme d'une force exercée sur chaque pied de support, combinant le poids propre, la charge d'entretien et la charge climatique (vent, voire neige sur le toit du conteneur).
L'ingénieur en structure doit s'assurer que :
- La disposition des vis correspond exactement à la trame de charge du conteneur (généralement 4 à 8 points selon le type et le fabricant)
- La tête porteuse de la vis (plaque en acier ou profilé UNP/IPE) répartit uniformément la charge ponctuelle sur la vis
- La tolérance de planéité entre les différents points correspond aux exigences du fabricant du conteneur (généralement de l'ordre de quelques millimètres sur la longueur du conteneur)
- La vis est également dimensionnée pour résister à la composante horizontale de la charge (vent sur la paroi latérale du conteneur), et pas seulement à la charge verticale
Dans les zones présentant un risque sismique accru (notamment en Europe du Sud), il est nécessaire de compléter l'analyse des charges par une évaluation conforme à l'Eurocode 8 — les détails sont traités par l'ingénieur en structure local conformément à l'annexe nationale.
Procédure d'installation de la base pour le BESS — étape par étape
- Étude géotechnique et détermination des charges ponctuelles. Sur la base de la fiche technique du conteneur et de l’étude géotechnique du site, l’ingénieur en statique détermine la capacité de charge requise, ainsi que la longueur et le diamètre de la vis pour chaque point d’ancrage.
- Proposition d'implantation selon la trame porteuse. L'emplacement des vis doit correspondre exactement aux pattes du conteneur — un écart de quelques centimètres seulement peut empêcher la mise en place. Le traçage est effectué par un géomètre.
- Forage d'essai et vérification du couple. Les premières vis sont enfoncées à titre d'essai. L'unité télématique de la machine enregistre l'évolution du couple en fonction de la profondeur ; si le profil du sous-sol correspond aux hypothèses de l'étude préliminaire, le forage de l'ensemble complet se poursuit.
- Forage de l'ensemble du dispositif avec enregistrement télémétrique. Chaque vis est vissée à la profondeur prescrite, en vérifiant sa verticalité (écart maximal conformément au projet). L'enregistrement télémétrique de chaque point est archivé dans le dossier de chantier.
- Montage des têtes de support et contrôle de la planéité. Des têtes de support ou des profilés en acier sont fixés sur les vis ; le géomètre vérifie la planéité de l'ensemble dans les limites des tolérances indiquées par le fabricant du conteneur. Une fois l'installation validée, le conteneur peut être mis en place.
Comparaison des modèles Glentor pour les systèmes de stockage par batterie
| Paramètres | A70 | B80 | C65 |
|---|---|---|---|
| Couple | 7 000 Nm | 8 000 Nm | 8 500 Nm |
| Longueur max. de la vis | 2,4 m | 2,5 m | 3,5 m |
| Poids de la machine | 1 700 kg | 2 480 kg | 3 050–3 250 kg |
| Marteau hydraulique | ❌ Non | ❌ Non | ✅ 900 J |
| Type de fondation | Front | Front | Latéral |
| Convient pour | Petits systèmes BESS commerciaux, stockage complémentaire | Systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) industriels de taille moyenne | Systèmes de stockage grand format |
Qu'est-ce qui est moins cher ? Comparaison des postes de dépenses
A70 Il convient aux petites installations commerciales — généralement 1 à 4 conteneurs sur un site industriel ou en combinaison avec une petite installation photovoltaïque.
B80 Il est capable de venir à bout de blocs BESS de taille moyenne sur un sol standard, là où un couple plus élevé que celui de l'A70 est nécessaire, mais où le terrain ne nécessite pas l'utilisation d'un marteau.
C65 C'est le choix idéal pour les grands sites de stockage comprenant des dizaines de conteneurs : le chargement latéral facilite le travail dans des rangées très serrées, et le marteau hydraulique MTB36 vient à bout même des sols compactés ou caillouteux, fréquents sur les sites ayant fait l'objet d'une utilisation industrielle antérieure (friches industrielles).
Étude de cas : le bloc BESS dans un projet de centrale photovoltaïque hybride
L'investisseur prévoyait d'ajouter à la centrale photovoltaïque existante un système de stockage par batteries d'une capacité de l'ordre de quelques MWh, situé sur un terrain voisin faisant l'objet d'un bail de quinze ans. Le bailleur avait posé comme condition que le terrain soit remis dans son état d'origine à l'expiration du bail — une fondation en béton aurait compliqué le respect de cette condition.
L'étude géotechnique a confirmé la présence d'un sol argilo-sableux modérément compacté, adapté à un forage standard. L'équipe de chantier a mis en place la machine B80, a réalisé un forage d'essai avec un jeu de forets dès le premier jour sur le site et a comparé le couple mesuré aux prévisions du calculateur. Une fois la conformité confirmée, l'installation de l'ensemble du système a pu être effectuée, y compris les châssis porteurs en acier destinés aux conteneurs.
L'ensemble de la partie fondation (forage + montage des têtes de support) a été réalisé en quelques jours, sans délai technique pour le durcissement du béton — les conteneurs ont pu être mis en place immédiatement après l'achèvement des travaux et la vérification de la planéité. L'enregistrement télémétrique de chaque forage a servi de base à la réception des travaux et a également été intégré au dossier d'assurance de l'investissement.
Béton ou pieux vissés pour BESS — comparaison
| Critère | Fondation en béton | Vis de terre |
|---|---|---|
| Délai de réalisation | Semaines (y compris les interruptions techniques) | Jours |
| Dépendance vis-à-vis des conditions météorologiques | Élevé (température, précipitations) | Faible |
| Réversibilité | Démolition, enlèvement des gravats | Dévissage sans laisser de traces |
| Documentation relative à la capacité de charge | Calcul statique sans vérification directe sur le terrain | Enregistrement télémétrique du couple pour chaque point |
| Adéquation pour les terrains en location | Limité (réhabilitation nécessaire) | Haute |
| Travaux sur un terrain compacté ou une friche industrielle | Il est nécessaire de démolir les anciennes structures | Possibilité d'utiliser un pré-foret DTH ou un marteau C65 |
Foire aux questions
Combien de temps faut-il pour installer le conteneur après avoir vissé les vis ?
Une fois la planéité vérifiée et les têtes de support montées, le conteneur peut être installé immédiatement : la vis de terre peut supporter une charge maximale dès son installation et, contrairement au béton, ne nécessite pas de délai de prise.
Quelle machine Glentor convient à un grand système de stockage comportant des dizaines de conteneurs ?
Pour les projets de grande envergure, nous recommandons le modèle C65 : son chargement latéral facilite le travail dans des rangées de conteneurs très serrées, et le marteau hydraulique MTB36 vient à bout même des sols compactés typiques des friches industrielles.
Peut-on utiliser des pieux vissés sur un terrain ayant fait l'objet d'une exploitation industrielle antérieure ?
Oui, à condition de réaliser une étude géotechnique permettant de vérifier qu'il n'y a pas d'anciennes fondations ou d'autres obstacles dans le sol. Le C65, équipé d'un pré-forage DTH ou d'un marteau hydraulique, est capable de venir à bout même des sols de friches industrielles les plus difficiles.
Comment traite-t-on les charges horizontales dues au vent exercées sur la paroi latérale d'un conteneur ?
L'ingénieur en structure tiendra compte de la composante horizontale de la charge dans ses calculs, conformément à l'Eurocode 7 et à la norme EN 1990 : la vis et la tête porteuse doivent supporter une combinaison de charges verticales et horizontales ; la conception varie en fonction de l'emplacement et de l'exposition au vent.
Faut-il également tenir compte des distances de sécurité anti-incendie dans le cadre du projet BESS ?
Oui, mais cette question ne relève pas du cadre de la structure de fondation : les distances de sécurité entre les conteneurs et par rapport aux bâtiments environnants sont régies par la réglementation nationale en matière d'incendie, et non par la norme géotechnique. Pour plus de détails, voir Normes européennes relatives à la mise en place de sites de stockage de batteries.
Où continuer ?
Cadre normatif pour la conception des systèmes BESS — Eurocode 7, EN 1990 et réglementations en matière d'incendie dans l'UE : Normes européennes relatives à la mise en place de sites de stockage de batteries
Comparaison entre les vis de forage et le béton en général : Vis de fondation vs béton
Les systèmes de stockage par batterie viennent souvent compléter les projets photovoltaïques : Parcs solaires sur pieux de fondation