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LE PRINCIPE : L'ÉCONOMIE D'ÉCHELLE SUR UN SEUL SITE
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Les versions 1 à 4 sont des modules de 1 MW : une éolienne, deux bassins, une turbine. Pour avoir 6 MW, il faut six sites, six raccordements, six dossiers, six équipes. La version 7 met les six éoliennes sur le même versant, autour d'un seul couple de bassins un peu plus grands, d'une seule conduite forcée et d'une seule usine qui abrite trois turbines Pelton. Les bassins, la conduite, le raccordement, l'accès, les études et l'exploitation sont partagés par six fois plus de production. C'est là que se trouve l'économie d'échelle, et elle est réelle : à puissance et production égales, la version 7 coûte 18 % de moins que six versions 4, et son kWh revient 15 % moins cher.
Deux précisions de physique, pour éviter un malentendu :
* Plusieurs turbines sur les mêmes bassins ajoutent de la puissance, pas de l'énergie. L'énergie stockée est fixée par le volume des bassins et la hauteur de chute : 44 MWh ici. Avec 6 MW de turbines on la vide en 7 heures, avec 2 MW en 22 heures. C'est le même stock, livré plus ou moins vite. La version 7 a donc des bassins agrandis (60 000 m³ au lieu de 20 000) pour que les 6 MW tiennent toute la soirée.
* Une seule conduite vaut mieux que trois. Le prix d'une conduite est à peu près proportionnel à son diamètre, mais son débit croît comme le diamètre à la puissance 2,5 : une DN1000 coûte moins cher que trois DN600 et transporte plus d'eau. On met donc une seule conduite forcée et, en bas, un collecteur qui alimente trois Pelton de 2 MW côte à côte. Trois machines au lieu d'une, c'est le rendement à charge partielle (une seule tourne quand le bassin est bas), la révision sans arrêt de la centrale, et la panne d'une machine qui ne coûte qu'un tiers de la puissance.
Et le circuit fermé : la version 7 n'a pas de cours d'eau. Elle remplace le torrent des versions 5 et 6 par une retenue de pluie en amont, qui capte le ruissellement de 300 ha de bassin versant, stocke 147 MWh et écrête les crues du vallon. Elle perd les kWh gratuits du torrent, et elle gagne de pouvoir s'implanter sur n'importe quel versant de 300 m qui reçoit de la pluie, sans prélèvement, sans restitution, sans dossier de continuité écologique. Pour un plan mondial, c'est cette liberté d'implantation qui compte le plus.
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EN RÉSUMÉ : COMMENT ÇA MARCHE
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La centrale, c'est deux bassins de 60 000 m³ séparés par 300 m de dénivelé, reliés par une conduite forcée DN1000 de 1 000 m. En bas, une usine avec trois Pelton de 2 MW sur un collecteur commun et une pompe multicellulaire de 8 MW à 30 bars. Sur la crête, six éoliennes de 4,5 MW ; sur le replat et sur les bassins, 10 MWc de photovoltaïque. Au-dessus du bassin haut, une retenue collinaire de 200 000 m³ recueille la pluie de 300 ha. L'eau est remplie une fois au départ, puis elle tourne entre les bassins pendant 50 ans ; la pluie compense l'évaporation et remplit la retenue.
Le cycle d'une journée : quand le vent et le soleil produisent et que le prix est bon, l'électricité est vendue ; quand le prix est nul, la pompe remonte 44 MWh dans le bassin haut en 6 heures. Le soir, les trois Pelton livrent 6 MW pendant 7 heures. Les semaines de pluie, la retenue d'amont prend le relais : 20 mm de pluie sur 300 ha donnent 26 MWh par jour par gravité, soit 4 h à 6 MW sans pomper, et la retenue pleine offre 147 MWh de réserve à étaler sur les soirs suivants.
Les auxiliaires sans électricité sont ceux de la version 4, point 3 : trompe hydraulique sous l'usine (100 kW d'air pendant le turbinage, stockés en réservoir pour les 17 h restantes), extracteurs ASD sur la couverture du bassin haut, pompes à membrane au point bas, cloches anti-bélier au pied de la conduite et au refoulement, drainage gravitaire.
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1. LE SITE
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* Un versant de 300 m de dénivelé entre deux replats, une crête ventée à 6 m/s et plus, un vallon au-dessus du replat haut capable de recevoir une retenue collinaire, un poste HTA 20 kV à moins de 5 km. Aucun cours d'eau nécessaire. Moyenne montagne, plateaux, grandes collines, anciennes carrières et friches minières de versant : la version 7 a dix fois plus de sites possibles que la version 5.
* Deux bassins de 60 000 m³ en géomembrane soudée, 12 000 m² chacun, 5 m de profondeur. Bassin haut couvert et ventilé par extracteurs ASD, bassin bas aéré par la trompe.
* Une retenue collinaire de 200 000 m³ sur le talweg amont, digue en terre de 5 à 6 m, géomembrane, déversoir de sécurité pour la crue centennale, décanteur à l'entrée du bassin haut.
* Emprise 100 ha avec les six éoliennes et la retenue, 4 km² avec l'espacement.
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2. LA BOUCLE DE STOCKAGE
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| Élément | Version 4 (1 MW) | Version 7 (6 MW) |
| Chute nette | 160 m | 300 m |
| Bassins | 2 × 20 000 m³ | 2 × 60 000 m³ |
| Stockage utile | 7,8 MWh | 44 MWh, plus 147 MWh dans la retenue de pluie |
| Turbines | Pelton 1 MW | 3 Pelton de 2 MW sur collecteur commun, 7,4 h à pleine puissance |
| Débit turbiné | 710 L/s | 2 270 L/s |
| Pompe | 1,4 MW, 16 bars | 8 MW multicellulaire, 30 bars, à vitesse variable, remplit le bassin en 6 h |
| Conduite forcée | DN800, 16 bars, 500 m | une seule DN1000 acier, 30 bars, 1 000 m, deux cloches anti-bélier |
| Apport d'eau | pluie et drainage de 20 ha | pluie et drainage de 300 ha par la retenue, 1 million de m³ par an |
| Rendement aller-retour | 75 % | 75 % |
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3. LES SOURCES D'ÉNERGIE
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| Source | Production annuelle | Rôle |
| 6 éoliennes de 4,5 MW, mât 100 m | 81 GWh | la source principale, vendue en direct ou pompée |
| Photovoltaïque 8 MWc sur trackers | 11,8 GWh | pompage en courant continu direct le jour |
| Photovoltaïque flottant 2 MWc | 2,2 GWh | anti-évaporation sur les bassins |
| Retenue de pluie, 300 ha | 0,8 GWh par an en moyenne, 26 MWh par jour de pluie forte | remplace le pompage les semaines de pluie, réserve de 147 MWh |
| Boucle de stockage | 15,3 GWh turbinés, 19,4 GWh pompés | 6 MW chaque soir pendant 7 h |
| Électricité vendue | 91 GWh | dont 15,3 GWh pilotables à heure fixe, plus la réserve de pluie |
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4. LA RETENUE DE PLUIE, LE CŒUR DE LA VERSION PASSE-PARTOUT
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Sans cours d'eau, une STEP ne reçoit d'énergie gratuite d'aucune part : tout ce qu'elle turbine, elle l'a pompé. La retenue de pluie corrige cela en partie, et surtout elle corrige le point faible de toutes les versions fermées, les semaines de pluie sans soleil :
* En moyenne annuelle, les 300 ha captés apportent un million de m³, soit 0,8 GWh à 300 m de chute : 1 % de la production, ce n'est pas pour cela qu'on la construit.
* Par jour de pluie forte (20 mm), 36 000 m³ arrivent par gravité dans la retenue, soit 26 MWh, c'est-à-dire 4,4 h de turbinage à 6 MW sans pomper, au moment précis où le photovoltaïque de toute la région est à zéro. Avec le vent des dépressions, la centrale tourne alors sans discontinuer.
* Quand la pluie cesse, la retenue pleine contient 147 MWh, trois fois les bassins, à turbiner sur les cinq soirs suivants aux heures les mieux payées.
* L'automate vide la retenue vers la turbine avant une pluie annoncée (électricité produite, aval protégé), la laisse se remplir pendant l'orage (60 000 m³ gardés vides absorbent 50 mm sur 200 ha), et étale le turbinage après. Protection contre les crues et production ne se gênent pas, elles s'enchaînent.
* Coût : 1,6 M€ pour 200 000 m³ en retenue collinaire. La moitié relève de la protection contre les inondations (GEMAPI, agences de l'eau) et se finance à ce titre ; le bilan ci-dessous compte 0,8 M€ à la charge de la centrale. Le détail du raisonnement est sur la page de la
version 4, point 5.
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5. BILAN EN SÉRIE DE 10 CENTRALES
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| Poste | À l'unité (M€) | En série (M€) |
| 6 éoliennes 4,5 MW, mât 100 m | 34,2 | 27,6 |
| Photovoltaïque 8 MWc sur trackers | 5,7 | 4,6 |
| Photovoltaïque flottant 2 MWc | 2,7 | 2,1 |
| Bassins 2 × 60 000 m³, couverture froide, drainage | 3,0 | 2,3 |
| 3 Pelton 2 MW, collecteur, pompe 8 MW à 30 bars, usine, trompe, pompes à membrane | 18,0 | 14,5 |
| Conduite forcée DN1000, 30 bars, 1 000 m, cloches | 3,5 | 2,8 |
| Retenue de pluie 200 000 m³, part à la charge de la centrale | 1,0 | 0,8 |
| Raccordement HTA, contrôle-commande, bâtiment | 2,3 | 1,8 |
| Total | 70,4 | 56,5 |
Production vendue 91 GWh. OPEX 0,9 M€. Recette nette 8,0 M€ par an (électricité 0,09 €/kWh, prime de capacité 0,7 M€ pour 6 MW disponibles selon météo). Temps de retour 7,1 ans en série, 8,8 ans à l'unité. LCOE 46 €/MWh en financement privé, 39 en public.
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6. LA PREUVE DE L'ÉCONOMIE D'ÉCHELLE : VERSION 7 CONTRE SIX VERSIONS 4, ET CONTRE LA VERSION 5
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| Indicateur (série de 10) | Six versions 4 sur six sites | Version 5, 300 m, torrent | Version 7, un seul site |
| Éoliennes | 6 × 4,5 MW | 3 × 4,5 MW | 6 × 4,5 MW |
| Puissance de turbine | 6 × 1 MW | 5 MW | 3 × 2 MW |
| Stockage | 6 × 7,8 = 47 MWh | 37 MWh | 44 MWh + 147 MWh de pluie |
| Cours d'eau | non | oui, 300 L/s | non |
| Électricité vendue | 93 GWh | 56 GWh | 91 GWh |
| Investissement | 68,7 M€ | 36,8 M€ | 56,5 M€ |
| Investissement par GWh annuel | 0,74 M€ | 0,66 M€ | 0,62 M€ |
| Temps de retour | 8,6 ans | 6,8 ans | 7,1 ans |
| LCOE privé / public | 54 / 46 €/MWh | 48 / 41 €/MWh | 46 / 39 €/MWh |
| Sites, raccordements, dossiers | 6 | 1, avec torrent | 1, sans torrent |
| Emprise totale | 6 km² | 2 km² | 4 km² |
* Contre six versions 4 : même vent, même puissance, même production, 12 M€ de moins et 8 €/MWh de moins. L'économie vient des bassins (deux grands au lieu de douze petits), d'une seule usine, d'une seule conduite, d'un seul raccordement et d'une seule exploitation. C'est exactement l'économie d'échelle attendue, et elle est de 15 à 18 %.
* Contre la version 5 : la version 7 n'a pas le torrent et ses 7 GWh gratuits, et elle fait pourtant un kWh moins cher, parce que six éoliennes partagent la boucle au lieu de trois. Le levier n'est pas la hauteur de chute ni le cours d'eau, c'est le nombre d'éoliennes par couple de bassins. Un torrent reste un plus (une version 7 avec torrent descendrait vers 40 €/MWh), mais il n'est plus nécessaire.
* La limite de cette logique : au-delà de six à huit éoliennes par site, la crête manque, et le stockage devient trop petit par rapport à la production variable ; la part pilotable, déjà de 17 % ici, diminue. La version 7 est le bon équilibre entre l'économie d'échelle et la fermeté. Pour plus de fermeté, c'est la version 6 ; pour plus de sites, c'est celle-ci.
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7. LA VERSION 7 DANS LE PLAN MONDIAL
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* Pour remplacer 50 % de l'électricité fossile (9 120 TWh), il faut 100 000 versions 7, contre 460 000 modules de 1 MW. Chaque site de 4 km² sur un versant de 300 m, sans cours d'eau, avec un vallon à retenir en amont : le relief qui convient existe dans tous les pays qui brûlent du charbon.
* Le budget est le plus bas de la série : 100 000 × 56,5 M€ = 5 650 milliards € de centrales, contre 4 800 milliards de modules V3 mais avec 15 % de puissance de pointe en plus par TWh et les 147 MWh de réserve de pluie par site, ce qui réduit la part de réseaux et de stockage complémentaire à ajouter.
* Le nombre d'éoliennes ne change pas : 600 000 machines de 4,5 MW, 2 700 GW, davantage qu'avec des modules de 1 MW (2 070 GW) parce que la version 7 est plus éolienne. Aucune version ne lève cette contrainte, et la variante solaire du module (8 MWc par éolienne remplacée) reste la réponse dans les pays chauds.
* La version 7 est celle qu'un pays peut décider seul : pas de concession de cours d'eau, pas de conflit d'usage de l'eau, un dossier d'éoliennes et de plans d'eau, et un chantier de deux ans par des entreprises locales. C'est pour cela qu'elle est la version de base du plan, les versions 5 et 6 étant réservées aux massifs qui ont un torrent.
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8. POINTS DE VIGILANCE
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* À 6 MW on est en régime de concession hydroélectrique en France (au-delà de 4,5 MW) ; une variante à 2 × 2,2 MW reste sous le seuil, au prix d'une soirée plus courte. Dans les pays sans ce seuil, la question ne se pose pas.
* Le bilan d'eau repose sur la couverture des bassins et sur la retenue : sans elles, l'évaporation de 24 000 m² de bassins nus atteint 25 000 m³ par an et il faut un appoint les années sèches.
* La retenue de 200 000 m³ sur 5 à 6 m de digue est en dessous des seuils de classement des barrages, mais passe par la loi sur l'eau, avec déversoir de sécurité pour la crue centennale et étude géotechnique de la digue. Le financement GEMAPI suppose un enjeu d'inondation réel en aval.
* Six éoliennes sur une crête, c'est le dossier paysage et avifaune qui décide du calendrier, pas la boucle d'eau.
* La part pilotable à heure fixe n'est que de 17 % : la version 7 est une centrale de production bon marché avec une pointe de 6 MW, pas une centrale de base. La réserve de pluie allonge la pointe les semaines humides, pas les semaines sèches.
* Les chiffres en série ne valent qu'à partir de la dixième centrale identique.
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SOURCES
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Hydroloop Muhleisen 2026 V4 ECO fermée, le circuit fermé de base, les auxiliaires et la retenue d'amont
Hydroloop Muhleisen 2026 V5, 300 m avec torrent
Hydroloop Muhleisen 2026 V6, 600 m, 10 MW
Le plan mondial : décarboner 50 % de l'électricité en 10 ans
Wikipédia : retenue collinaire
Wikipédia : turbine Pelton
Olivier Muhleisen en collaboration avec Claude (Anthropic), octobre 2026. Plans libres de droit, open source.