Dominique Meeùs
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Électricité, réseaux

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Le réseau relie diverses sources de courant alternatif (si la source est à courant continu il faut le redresser) à des consommateurs de courant alternatif. De nombreux pays ont connu un système national plus ou moins unifié de production, transmission (réseau haute tension) et distribution (tension moyenne ou basse vers les usagers). Dans le monde actuel, la tendance étant à la privatisation, ces fonctions se retrouvent séparées. Le où les organismes responsables de la transmission (transmission system operator, TSO) doivent assurer l’équilibre en temps réel entre production et charge de la demande. En Belgique, c’est Elia qui assure la transmission à haute tension et l’équilibre du réseau. Il y a aussi une coordination européenne des TSO. La distribution à basse tension est le fait des DNO (distribution network operator). La production basse tension (panneaux photovoltaïques des particuliers) est injectée directement dans la distribution basse tension.

Dans un premier temps (vers 1880), le courant était produit en courant continu (direct current, gelijkstroom) (à 110 V) et distribué comme tel au consommateur (Edison). Le continu n’est pas susceptible de transformation de potentiel : dans ce modèle, il doit être produit, distribué et consommé à la même tension (moins les chutes de tension). À cette époque, il n’y avait de moteurs qu’à courant continu et des lampes à filament. On pouvait monter plusieurs génératrices en parallèle et stocker dans des batteries. Les chutes de tension en ligne étaient importantes et imposaient une production très locale.

On a pallié ce défaut au début par des réseaux d’énergie à eau ou à air comprimé, actionnant des groupes turbine-dynamo locaux (Claes 1994).

Au début des années 1890, le courant alternatif (alternating current, wisselstroom) l’a emporté définitivement (Tesla, Westinghouse, http://en.wikipedia.org/wiki/War_of_Currents).

Lignes à haute tension en courant continu

Les progrès en redresseurs de puissance ont permis d’obtenir du courant continu à partir de courant alternatif en haute tension. Le courant continu à haute tension (CCHT, HVDC en anglais) présente certains avantages pour le transport (plus grande capacité à section égale, moins de pertes). On l’utilise aussi pour échanger de l’énergie entre réseaux non en phase ou de fréquence différente.

Les redresseurs coûtent cher, tout comme les onduleurs (retour à l’alternatif).

Les lignes à courant continu ne conviennent pas pour les réseaux mais seulement pour les lignes point à point. Il existe quelque lignes multipoints, en série ou en parallèle, mais cela suppose une relation stable entre les puissances en jeu.

Les lignes sont moins chères que les lignes à haute tension classiques. Ce sont les terminaux qui sont très coûteux. Le transport en courant continu est plus économique lorsque la longueur est telle que l’économie sur la ligne (investissement et pertes électriques) compense le coût des terminaux.

Le surcoût des terminaux HVDC par rapport aux sous-stations habituelles pourrait être de l’ordre de cent millions de dollars par GW (Rudervall & al. 2000, p. 6).

Le prix est mal connu. Exemples (http://en.wikipedia.org/wiki/High-voltage_direct_current#Costs_of_high_voltage_DC_transmission) : 1 milliard de livres sterling pour 8 GW sur 40 km sous-marins (Angleterre-France) ; 700 millions d’euros pour 2 GW à travers une montagne sur 64 km (Espagne-France).

Liaison BritNed (Angleterre-Pays-Bas) : 600 millions d’euros pour 1 GW sur 260 km sous-marins (http://solar.gwu.edu/index_files/Resources_files/BRITNED_HVDC.pdf).

La liaison Basslink (Australie-Tasmanie) est peu représentative. Les pétroliers de la région ont imposé des coûts supplémentaires par crainte du courant de retour par la terre (liaison monopole).

Réseaux intelligents

Les « réseaux intelligents » sont ceux qui peuvent faire face à des situations fluctuantes et imprévues. Ils ne constituent pas un idéal, mais une nécessité pénible imposée par une dérégulation qui est, elle, inintelligente : « Overall, the economics of the electrical grid do not align sufficiently with the physics of the grid. » (http://en.wikipedia.org/wiki/Grid_%28electricity%29#DeRegulation).

La décentralisation dont les écologistes se réjouissent n’est pas rationnelle, mais la conséquence du libéralisme.

Certains comparent à l’Internet et appellent de leurs vœux un réseau complètement décentralisé (http://www.energymatters.com.au/index.php?main_page=news_article&article_id=1424 où l’auteur s’interviewe lui-même, par exemple). C’est idiot parce que les problèmes sont complètement différents. Un réseau électrique doit être en permanence parfaitement équilibré en charge, en fréquence et en phase, ce qui n’est pas le cas d’un réseau informatique (ni d’un réseau routier).

Dominique Meeùs. Date: 2012-…