Réseau électrique 26224 31595148 2008-07-15T12:41:05Z Mro 335458 maintien {{Homonyme|Réseau}} {{Pas fini|Benoit81}} [[Image:Ligne haute tension.jpg|thumb|260px|Nombreuses lignes électriques aux abords d'un poste]] Un '''réseau électrique''' est un ensemble d'[[infrastructure]]s permettant d'acheminer l'[[énergie électrique]] des [[centrale électrique|centres de production]] vers les [[consommateur]]s d'[[électricité]]. Un réseau est constitué de [[ligne à haute tension|lignes électriques]] exploitées à différents niveaux de [[Tension électrique|tension]], connectées entre elles dans des [[poste électrique|postes électriques]]. Les postes électriques permettent de répartir l'[[électricité]] et de la faire passer d'une tension à l'autre grâce aux [[transformateur]]s. Un réseau électrique doit aussi assurer la gestion [[Systèmes dynamiques|dynamique]] de l'ensemble production - transport - consommation, mettant en œuvre des [[Stabilité des réseaux électriques|réglages]] ayant pour but d'assurer la [[Métastabilité|stabilité]] de l'ensemble. == Historique == Un réseau électrique étant composé de machines de production et de consommation, ainsi que de structures (lignes, transformateurs) pour les relier, les réseaux électriques ne sont apparus que vers la fin [[Portail:XIXe siècle|XIXe siècle]], lorsque chaque élément avait atteint une maturité technologique suffisante. === Les premiers réseaux à courant continu === [[Image:Thomas Edison, 1878.jpg|left|150px|thumb|Edison a été un pionnier dans la réalisation des premiers réseaux électriques en courant continu]] Lors de la première moitié du [[Portail:XIXe siècle|XIXe siècle]], les [[Liste des grandes inventions|inventeurs]] mettent au point de nombreux types de [[Machine à courant continu|moteurs électriques à courant continu]], mais leur utilisation de manière industrielle ne sera permise qu’après l’invention de la [[dynamo]] (génératrice de courant continu) par [[Zénobe Gramme]] en 1869, qui sera rapidement améliorée <ref>article "Réseaux électriques" de l'Encyclopaedia Universalis version 10</ref>. À l'Exposition Internationale d'Electricité de Paris de 1881, [[Marcel Deprez]] présente pour la première fois une installation de distribution d'énergie électrique alimentée par 2 [[dynamo]]s. À l’automne 1882, les premiers réseaux électriques apparaissent simultanément à [[Portail:New York|New York]] et [[Bellegarde-sur-Valserine| Bellegarde]], en France<ref>article "Réseaux électriques" de l'Encyclopaedia Universalis version 10</ref>. Ils sont très locaux et utilisent le [[courant continu]]. [[Thomas Alva Edison|Thomas Edison]] a joué un rôle déterminant dans le développement de l’électricité : il fonde en 1878 l'Edison Electric Light Co (qui deviendra en 1892 [[General Electric]]), dépose le brevet de l’[[Lampe électrique|ampoule électrique]] en 1879, puis crée le réseau électrique de [[Portail:New York|New York]]. Ce dernier, qui avait essentiellement pour but l’éclairage, se développe rapidement : d’une puissance de 1200 ampoules en 1882, il passe à 10000 ampoules l’année suivante.[[Image:PyramidParthenon.jpg|right|250px|thumb|L'éclairage électrique étaient souvent créés lors d'expositions internationales]]Ce réseau, qui souffre de nombreuses pannes, est constitué de petites [[Centrale électrique|centrales électriques]] (30 kW) et d’un réseau de distribution à 110 V <ref>article [[Histoire de l'électricité]] de Wikipedia</ref>. Il est cependant très limité car l’acheminement de l’électricité n’est possible que sur quelques kilomètres<ref>article [[Nikola Tesla]] de Wikipedia</ref>. À cette période les premières expérimentations de transport de l’énergie électrique se développent et sont menées notamment par [[Marcel Deprez]], qui utilise du courant continu. Ce sont cependant des échecs relatifs car elles ne permettent pas le transport de puissances industrielles ([[Marcel Deprez|Deprez]] réussi en 1882 à transporter 400 W sur 57 km de distance, mais avec un [[Rendement (physique)|rendement global]] de seulement 30%<ref>site internet de Stephane Revel sur le patrimoine du Dauphiné {{lire en ligne|lien=http://membres.lycos.fr/stephanerevel/deprez.htm}}, page consulté le 6/06/2007</ref> ). Les ingénieurs [[Lucien Gaulard]] et John Gibbs travaillent quant à eux sur le [[courant alternatif]]. Bien que le [[transformateur]] soit connu depuis 1837, ils mettent au point en 1884 un transformateur de forte puissance utilisant du courant alternatif [[triphasé]], ce qui permet de changer facilement le niveau de [[Tension électrique|tension]]. La même année ils démontrent l’intérêt du [[transformateur]] en mettant en service une ligne de 80 km de long alimenté en courant alternatif sous 2000&nbsp;V<ref>article [[Histoire de l'électricité]] de Wikipedia</ref>. === La victoire du courant alternatif triphasé === [[Image:Tesla2.jpg|right|150px|thumb|Tesla, un inventeur qui a conçu les premiers réseaux électriques en courant alternatifs]] [[George Westinghouse]], ingénieur et entrepreneur américain qui a créé sa propre compagnie d'électricité, est intéressé par la technologie du [[courant alternatif]]. En 1887, il achète les [[brevet]]s du transformateur de Gaulard et embauche [[Nikola Tesla]] qui invente l’[[alternateur]] triphasé en 1891<ref>article [[Histoire de l'électricité]] de Wikipedia</ref>. Cette même année la première installation triphasée est mise en place aux environs de [[Francfort]], avec une ligne de 175 km<ref>article [[Histoire de l'électricité]] de Wikipedia</ref>. Aux États-Unis les réseaux en [[courant continu]] poursuivent leur développement, mais sont limités en taille : chaque [[Centrale électrique|centrale]] ne peut alimenter en [[électricité]] qu’une zone d’environ 5 km de diamètre <ref>article de Wikipedia anglais [[:en:War of Currents|War of currents]]</ref>, ce qui pose problème en dehors des villes. En parallèle se constituent de petits réseaux urbains en courant alternatif. Une opposition sévère fait rage à cette époque aux États-Unis entre [[Thomas Alva Edison|Edison]] (défenseur du [[courant continu]]) et [[Nikola Tesla|Tesla]] (défenseur du [[courant alternatif]]). Edison insiste notamment sur le risque (bien réel) du [[courant alternatif]] pour les êtres vivants, et va jusqu’à financer la macabre invention de la [[chaise électrique]]<ref>article de Wikipedia anglais [[:en:War of Currents|War of currents]]</ref>. La bataille décisive entre courant continu et alternatif se déroule autour d’un projet d’alimentation électrique de l’industrie de [[Buffalo (New York)|Buffalo]] par une centrale hydraulique de 75 MW située à [[Chutes Niagara|Niagara Falls]], à 32 km de distance<ref>article de Wikipedia anglais [[:en:War of Currents|War of currents]]</ref>. [[Thomas Alva Edison|Edison]] proposait un projet en [[courant continu]] tandis que [[Nikola Tesla|Tesla]] et [[George Westinghouse|Westinghouse]] proposaient un système en courant alternatif. Le contrat fut donné à Westinghouse. En 1896, la mise en service de la première ligne industrielle en triphasé fut un succès total et conduit à imposer universellement le courant alternatif triphasé comme moyen de transport de l’énergie électrique<ref>article "Réseaux électriques" de l'Encyclopaedia Universalis version 10</ref>, mieux adapté au transport sur de longues distances. === L’interconnexion progressive des réseaux === A la fin du [[Portail:XIXe siècle|XIXe]] et au [[Portail:Années 1900|début du XXe siècle]], les usages de l’[[électricité]] se multiplient, aussi bien au niveau [[Électricité domestique|domestique]] qu'industriel (notamment l’électrification des [[tramway]]s, [[métro]]s et [[Système d'électrification ferroviaire|chemins de fer]]). Dans chaque grande ville s'implante des compagnies d'électricité. Ces dernières construisent des [[Centrale électrique|centrales électriques]] et de petits réseaux locaux, chacun utilisant des [[fréquence]]s et des niveaux de [[Tension électrique|tension]] différents. Les opérateurs se rendent compte tardivement de l’intérêt d’utiliser une [[fréquence]] unique (indispensable à l’interconnexion des réseaux), et l’on voit apparaître finalement 2 standards de [[fréquence]] : le 60 Hz sur la majorité du continent américain et le 50 Hz quasiment partout dans le reste du monde. [[Image:Usine électrique de tramway.JPG|left|thumb|300px|Dynamos alimentant les tramway de l'est parisien]] Dans la première moitié du {{s-|XX|e}} les réseaux urbains des pays industrialisés se sont agrandis afin d’électrifier les campagnes. En parallèle, ces réseaux se sont interconnectés entre eux au niveau régional afin d'engranger des économies d'échelle sur la taille des [[Centrale électrique|centrales de production]], et de mieux valoriser des ressources énergétiques géographiquement localisées, comme la [[Énergie hydroélectrique|production hydraulique]] située dans les zones montagneuses, éloignée des grands centres de consommation. Au fur et à mesure de l’augmentation des puissances appelées et des distances des [[Ligne à haute tension|lignes d’interconnexion]], la tension d’exploitation des lignes a également augmentée (1{{re}} ligne à 220 kV construite en 1923 aux États-Unis, celle à 380 kV en 1930 en Allemagne). L’apparition en 1937 du premier turbo-alternateur refroidi à l’[[hydrogène]], d’une puissance de 100 MW, ouvre la voie des [[Centrale électrique|centrales électriques]] de forte puissance<ref>article [[Histoire de l'électricité]] de Wikipedia</ref>. Une difficulté du développement des réseaux électriques est l’héritage du passé, car les infrastructures sont conçues pour durer plusieurs dizaines d’années. L’électrification des campagnes était aisée du fait de l’absence de tout réseau antérieur, permettant ainsi la mise en œuvre des [[Normes et standards industriels|standards]] du moment (en terme de [[Tension électrique|tension]] et de [[fréquence]]). Au niveau urbain en revanche le problème était complexe car plusieurs réseaux non interconnectables coexistaient, conduisant à la multiplication des câbles. Les réseaux en [[courant continu]] ont ainsi subsisté très longtemps localement : jusque 1965 à [[Portail:Paris|Paris]] <ref>Philippe CARRIVE, ''Réseaux de distribution - Structure et planification'', volume D4210, collection Techniques de l'ingénieur, en page 3</ref>, et 2005 à [[Portail:New York|New York]]<ref>article de Wikipedia anglais [[:en:War of Currents|War of currents]]</ref> ! Dans les [[Portail:Années 1950|années 1950]], les compagnies européennes se coordonnent pour uniformiser les [[Tension électrique|tensions]] des réseaux de transports à 400 kV, ce qui permet en 1967 la première interconnexion des réseaux français, allemands et suisse à [[Laufenburg (Argovie)|Laufenbourg]]<ref>article [[Histoire de l'électricité]] de Wikipedia</ref> (Suisse). Pour le XXIème siècle, un nouveau défi est d'interconnecter des sources stables et relativement régulières et prédictibles (électricité issues d'énergies fossiles, de l'hydroélectrique et du nucléaire) et des sources délivrant un courant plus irrégulier et aux variations un peu moins prévisibles, notamment produit par le [[énergie solaire|solaire]] et [[énergie éolienne|l'éolien]]. L'[[Union européenne]] a pour objectif au moins 20% d'énergies renouvelables, propres et sûres comme source de l'électricité à partir de 2020. === Historique des réseaux électriques en France === [[Image:Centrale nogent.jpeg|right|thumb|300px|Le programme de construction des centrales nucléaires a dimensionné le réseau de transport d'électricité français]] L’électrification du territoire français est effectuée au cours de la première moitié du {{s-|XX|e}} : de 7&nbsp;000 communes électrifiées en 1919, elles sont 36&nbsp;528 à l’être en 1938<ref>''Un siècle de transport d'électricité'', site internet de [http://www.rte-france.com/ RTE], {{lire en ligne|lien=http://www.rte-france.com/htm/fr/accueil/historique.jsp}}</ref>. En parallèle, les réseaux proches s’interconnectent progressivement : * les réseaux de [[Portail:Paris|Paris]] le sont en 1907 à 12 kV * ceux des Pyrénées en 1923 à 150 kV * enfin la quasi-totalité du territoire français est interconnectée en 1938 à 220 kV, mais de grandes régions restent isolées<ref>article "Réseaux électriques" de l'Encyclopaedia Universalis version 10</ref>. Même au cours de la [[Portail:Seconde Guerre mondiale|seconde guerre mondiale]], le réseau de transport d’électricité croit de 30 % et à la Libération il est le plus dense au monde. En 1946, le cumul des lignes électriques de plus de 100 kV atteint 12&nbsp;400 km, alors qu’il n’était que de 900 km en 1923<ref>''Un siècle de transport d'électricité'', site internet de [http://www.rte-france.com/ RTE], {{lire en ligne|lien=http://www.rte-france.com/htm/fr/accueil/historique.jsp}}</ref>. Le 8 avril 1946 l’état [[Nationalisation|nationalise]] les entreprises d’électricité, en rassemblant les sociétés de production, distribution et transport en un établissement unique : [[Électricité de France|EDF]]. Jusqu’en 1950, [[Électricité de France|EDF]] devra organiser les coupures d’électricité, suite à la pénurie de [[Centrale électrique|centrales de production]]. La [[fréquence]] à 50 Hz se généralise en [[France]] (elle était par exemple de 25 Hz sur une grande partie du littoral méditerranéen). Le réseau à 225&nbsp;kV se substitue aux réseaux à 110, 120 et 150 kV<ref>''Un siècle de transport d'électricité'', site internet de [http://www.rte-france.com/ RTE], {{lire en ligne|lien=http://www.rte-france.com/htm/fr/accueil/historique.jsp}}</ref>. En 1956, il est décidé de généraliser pour la distribution basse tension le couple de tension 220 / 380 V en remplacement de l'ancien couple 127 / 220 V (en 1986 la tension normalisée sera le couple 230 / 400 V)<ref>Philippe CARRIVE, ''Réseaux de distribution - Structure et planification'', volume D4210, collection Techniques de l'ingénieur, en page 6</ref>. Le réseau 400 kV, décidé au niveau européen, se développe en [[France]] en coordination avec le [[Centrale nucléaire|plan électro-nucléaire]], notamment à partir des années 1970-1980. == Généralités == Un réseau électrique est tout d'abord définit par le type de courant électrique qu'il utilise. Une fois fixé, ce choix engage l'avenir et est lourd de conséquences car les modifications sont a posteriori très délicates. Ensuite, lors de l'exploitation des réseaux, certaines grandeurs électriques doivent être surveillées régulièrement pour s'assurer que les conditions d'exploitation sont bien respectées. === Choix stratégiques de l'onde électrique === Les réseaux électriques actuels utilisent un [[courant alternatif]] [[triphasé]] [[Signal sinusoïdal|sinusoïdal]]. Ce choix décisif découle d'un ensemble de raisons que nous présentons ici. ==== Nécessité de transporter l'électricité à une tension élevée ==== De la sortie de la [[centrale électrique]] au [[Compteur électrique|compteur]] de l'utilisateur final, l'[[électricité]] doit transiter sur un réseau électrique. Ces réseaux possèdent souvent la même structure d'un pays à l'autre, car le transport de fortes puissances sur de longues distances impose la minimisation de l'[[effet Joule]]. Le transport d'électricité génère des [[Effet Joule|pertes dûes à l'effet Joule]], qui dépendent de l'[[Courant électrique|intensité]] ''I'', de la [[Tension électrique|tension]] ''U'' et de la [[Résistance (électricité)|résistance]] ''R'' de la [[Ligne électrique|ligne]]. Pour du courant triphasé on obtient : <math> P_{pertes Joule} = R I^2 \ = R\frac{P_{electrique}^2}{3U^2}\, </math> Pour une même [[Puissance (physique)|puissance électrique]] transmise par la [[Ligne électrique|ligne]], les pertes par [[effet Joule]] diminuent très rapidement dès que l'on travaille avec des [[Tension électrique|tensions]] élevées. Par exemple, une [[Ligne électrique|ligne]] d'une centaine de km avec une résistance de 3Ω sur laquelle circule 400 MW générerait environ 4 MW de perte Joules si elle était exploitée à 200 kV, mais seulement 1 MW si elle était exploitée à 400 kV. Ces pertes représentent des montants très importants d'[[Portail:Énergie|énergie]] : pour la France, cela représente pour l'année 2005 environ 25 TWh de pertes<ref> Jean-Michel Tesseron, « Les pertes des réseaux électriques: estimations et achats », dans ''ACTU SEE'', Société de l'Electricité, de l'Electronique et des Technologies de l'Information et de la Communication, décembre 2006 {{lire en ligne|lien=http://www.see.asso.fr/bulletin/actu/2006/1206.htm}} </ref> (pour cause d'[[effet Joule]], d'[[Effet corona|effet couronne]] ou de pertes à vide) sur les 509 TWh produits<ref> Électricité en France : les principaux résultats en 2006, DGEMP / Observatoire de l'énergie {{lire en ligne|lien=http://www.industrie.gouv.fr/energie/statisti/f1e_stats.htm}} </ref>, soit 5% de la production électrique française. Les coûts de construction d'une [[Ligne électrique|ligne]] à 400 kV, 20 kV ou 220 V sont cependant très différents. Il faut donc trouver un optimum technico-économique entre les différents [[Tension électrique|niveaux de tension]], au vu du gain espéré (relatif à la diminution des pertes par [[effet Joule]]). On arrive ainsi à une structure multicouche des réseaux électriques, avec les réseaux transportant de grandes quantités d'énergie exploités à des tensions de plusieurs centaines de kV, et la tension diminuant au fur et à mesure que les puissances transportées décroissent. ==== Courant alternatif ou continu ? ==== Le transport de puissances importantes sur de longues distances nécessite des tensions élevées. Il faut donc des [[transformateur]]s pour passer d'une tension à une autre; or ils ne fonctionnent qu'avec du [[courant alternatif]]. Un réseau à base de [[courant continu]] ne pourrait être exploité qu'à une seule tension constante, ce qui n'est pas envisageable vu la diversité des usages de l'énergie électrique et des [[effet Joule|pertes Joules]] qu'un tel système entraînerait. De plus la coupure des courants dans les [[Disjoncteur à haute-tension|disjoncteurs]] est facilitée par le passage répétitif à zéro du [[courant alternatif]]. Ce dernier génère quand même des contraintes d'utilisation, notamment les 2 suivantes : * l'existence d'[[Réactance|effets inductifs et capacitifs]] dans les [[Ligne électrique|lignes électriques]] qu'il faut compenser afin d'en limiter les effets sur la tension ; * la création d'un [[effet de peau]] qui concentre le courant à la périphérie des câbles électriques, augmentant ainsi les [[effet Joule|pertes Joules]] et nécessitant dans certains cas des dispositions particulières. Bien que le [[courant alternatif]] se soit imposé universellement dans tous les réseaux, le [[courant continu]] reste utilisé pour certains projets particuliers où le recours à des [[HVDC|stations de conversion]] onéreuses sont nécessaires (exemple des [[IFA 2000|interconnexions sous-marines]] ou celles de très longues distance). ==== Pourquoi une tension sinusoïdale ? ==== La solution la plus commode pour produire de manière industrielle de l'énergie électrique est l'entraînement d'un [[alternateur]] par une [[turbine]], le tout en rotation autour d'un axe. De manière naturelle ces installations produisent des tensions [[Signal sinusoïdal|sinusoïdales]]. ==== Un système monophasé ou triphasé ? ==== Il est tout à fait possible de réaliser un réseau uniquement en courant [[monophasé]]. Les raisons qui ont conduit à adopter le réseau [[triphasé]] sont les avantages techniques et économiques importants qu'il présente : *Un alternateur de très forte puissance ne peut pas fonctionner en produisant un courant monophasé car la puissance fluctuante qui en résulte provoque une destruction de l'arbre de liaison entre l'alternateur et la source d'énergie mécanique qui le met en rotation. En effet, un système [[monophasé]] voit sa [[Puissance (physique)|puissance instantanée]] passer par une valeur nulle à chaque oscillation de l'[[Courant alternatif|onde de tension]] (lorsque la tension ou l'intensité passe par zéro). La [[Puissance (physique)|puissance instantanée]] est donc variable. Au contraire, les [[triphasé|systèmes triphasés équilibrés]] assurent une [[Puissance (physique)|puissance instantanée]] constante, c'est-à-dire "sans à coup", ce qui est important en [[électromécanique]]. {{boîte déroulante|align=left|titre=Pourquoi et comment annuler la puissance fluctuante|contenu= Supposons qu'un alternateur monophasé délivre 1000 A sous une tension de 1000 V et de fréquence 50 Hz. L'expression de la puissance délivrée se met sous la forme : :<math>P = U\sqrt 2\sin( \omega t) \cdot I\sqrt 2\sin( \omega t+\varphi)</math> :<math>P = UI\cos \varphi - UI\cos( 2\omega t+\varphi)</math> Donc la puissance active délivrée (le premier terme de la somme) est comprise entre 0 et 1 MW (elle dépend du [[facteur de puissance]] de la charge), mais la puissance fluctuante (le deuxième terme de la somme) est une puissance sinusoïdale de fréquence 100 Hz et d’amplitude obligatoirement égale à 1 MW. La turbine, du fait de son inertie, tourne avec une vitesse mécanique quasi constante, et donc à chaque instant elle fournit une puissance identique. Ces différences de puissance se traduisent par des oscillations de couples qui sont, en majeure partie, absorbées par l’[[Déformation élastique|élasticité]] de l’[[arbre de transmission]] et finissent par provoquer sa destruction. Pour supprimer cette puissance fluctuante, les alternateurs de grande puissance doivent donc nécessairement produire un système de tensions polyphasées : il faut produire n phases (n ≥ 2) déphasées convenablement dans le temps. Par exemple en diphasé: :<math>P = U\sqrt 2\sin( \omega t) \cdot I\sqrt 2\sin( \omega t+\varphi)+U\sqrt 2 \cos( \omega t) \cdot I\sqrt 2 \cos( \omega t+\varphi)</math> :<math>P = UI \cos \varphi - UI \cos( 2\omega t+\varphi)+UI \cos \varphi + UI \cos( 2\omega t+\varphi)</math> :<math>P = 2UI\cos \varphi</math> La puissance fluctuante a bien été annulée. Le choix qui a été fait pour l'ensemble des [[réseau électrique|réseaux]] industriel du monde est n = 3, c'est à dire une distribution en triphasé.}} * le transport d'une même puissance électrique en [[triphasé]] (sans [[Neutre (électricité)|neutre]]) nécessite une section de [[Conducteur (physique)|câbles conducteurs]] deux fois plus faible qu'en [[monophasé]]. L'économie qui en découle sur le coût de réalisation des lignes est notable. * Les courants [[triphasé]]s peuvent générer des [[Champ magnétique|champs magnétiques]] tournants en répartissant d'une manière spécifique les [[Bobine (électricité)|bobinages]] sur un [[rotor]]. Or les [[Machine électrique|machines électriques]] qui produisent et utilisent ces courants fonctionnent de manière optimale en régime [[triphasé]]. * Une distribution de l'électricité en courant [[triphasé]] avec [[Neutre (électricité)|fil de neutre]] permet de proposer pour un même réseau deux tensions d'utilisation différentes : ** soit entre une [[Phase (électricité)|phase]] et le [[Neutre (électricité)|neutre]] : par exemple 230 V en Europe ** soit entre deux [[Phase (électricité)|phases]] : par exemple 400 V en Europe ==== Fréquence des réseaux électriques ==== {{Article détaillé|Fréquences des courants industriels}} Choisir la [[fréquence]] d'un réseau est déterminant car on ne peut plus revenir en arrière une fois que le réseau a atteint une certaine taille. Une fréquence élevée est particulièrement intéressante pour les [[transformateur]]s, permettant ainsi de réduire leur taille. Les [[Lampe électrique|ampoules électriques]] sont elles aussi mieux adaptées aux fréquences élevées (apparition de clignotements avec des fréquences faibles). D'autres applications, particulièrement celles faisant appel aux [[inductance]]s (type moteur électrique, ou ligne de transport à grande distance), ont un meilleur [[Rendement (physique)|rendement]] avec des fréquences faibles. C'est à la fin du {{s-|XIX|e}} que cette question s'est posée, mais la faible dimension des réseaux permettait à cette époque d'ajuster la fréquence en fonction de l'utilisation que l'on devait en faire, et des fréquences de 16 Hz à 133 Hz coexistaient. C'est [[George Westinghouse|Westinghouse]], probablement avec les conseils de [[Nikola Tesla|Tesla]], qui imposa progressivement le 60 Hz aux États-Unis. En Europe, après que [[Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft|AEG]] eut choisi le 50 Hz, cette fréquence se diffusa petit à petit. On conserve aujourd'hui cette historique et les réseaux actuels sont exploités soit à 50Hz, soit à 60 Hz. === Grandeurs électriques importantes === Les grands réseaux électriques nécessitent la surveillance constante de certains paramètres afin de maintenir le réseau, ainsi que les installations de production et de consommation qui y sont raccordées, dans les domaines d'utilisation prévus. Les principales grandeurs à surveiller sont la [[fréquence]], la [[Tension électrique|tension]], l'intensité dans les ouvrages, et la puissance de court circuit. ==== Surveillance de la tension ==== Un grand réseau électrique possède de multiples niveaux de [[Tension électrique|tension]]. Chaque niveau de tension est conçu pour une plage d'utilisation bien spécifique. Des tensions légèrement trop élevées conduisent à une usure prématurée du matériel, puis si elles sont franchement trop élevées à un « [[claquage]] » de l'[[Diélectrique|isolant]] (cas des câbles souterrains, des câbles domestiques, ou des [[isolateur]]s des lignes électriques). Les surtensions très élevées (par exemple causées par la [[foudre]]) sur des [[Conducteur (physique)|conducteurs]] « nus » (c'est-à-dire sans isolant, ce qui est le cas des [[Ligne à haute tension|lignes électriques]]) peuvent conduire à des [[Arc électrique|amorçage]] avec des objets proches, par exemple des arbres. A contrario, des [[Tension électrique|tensions]] trop basses par rapport à la plage spécifiée conduisent à un mauvais fonctionnement de beaucoup d'installations, que ce soit chez les consommateurs (par exemple les [[Machine électrique|moteurs]]), ou sur le réseau en lui même (mauvais fonctionnement des [[Protection des réseaux électriques|protections]]). De plus, des tensions basses sur les réseaux de transport d'électricité ont été la cause de [[Panne de courant|grands incidents]] qui ont été responsables de la coupure de plusieurs millions de foyers (ex. du blackout grec le 12 juillet 2004 ou du 12 janvier 1987 en France). Bien que les plages d'utilisation des matériels spécifient une marge de 5 à 10 % par rapport à la tension nominale, les grands opérateurs de réseaux privilégient actuellement une exploitation plutôt en [[Tension électrique|tension]] haute. ==== Intensité et problématique de l'IMAP ==== L'[[Courant électrique|intensité]] est un paramètre surveillé en permanence sur les [[Ligne à haute tension|lignes électriques]] aériennes, souterraines et les [[Transformateur électrique|transformateurs]]. Le problème créé par une [[Courant électrique|intensité]] élevée (c'est-à-dire une puissance transmise élevée) est un échauffement par [[effet Joule]] important. La conséquence de cet échauffement se manifeste de différente manière selon les ouvrages considérés : * '''pour les câbles électriques''' (présence d'une gaine isolante) : la chaleur produite par le câble doit être évacuée par l'intermédiaire de l'[[isolant]] électrique, qui est souvent mauvais conducteur de chaleur. De plus, les câbles étant souvent souterrains, cette chaleur s'évacue d'autant plus mal : en cas d'[[Courant électrique|intensité]] trop élevée, le risque est la destruction physique du câble par surchauffe. * '''pour les [[transformateur]]s''' : les enroulements des [[transformateur]]s sont en général immergés dans un bain d'huile qui joue le rôle d'[[Diélectrique|isolant électrique]] mais également de [[Fluide caloporteur|fluide de refroidissement]], et qui est lui même refroidit par des [[aéroréfrigérant]]s. En cas d'[[Courant électrique|intensité]] trop élevée, l'huile ne peut plus évacuer assez de chaleur et les enroulements risquent de se détériorer par surchauffe. * '''pour les lignes aériennes''' (absence de gaine isolante) : les conducteurs s'echauffant par [[effet Joule]], ils vont aussi s'allonger par le phénomène de [[dilatation]] thermique ; la [[ligne électrique]] étant maintenue à chaque extrémité par un pylone, cet allongement va se matérialiser par une réduction de la hauteur entre la ligne et le sol. En cas d'[[Courant électrique|intensité]] excessive, la [[ligne électrique]] ne respectera plus la hauteur minimale de sécurité, voire pourra entrer en contact avec le sol, créant ainsi un arc électrique. L'[[Courant électrique|intensité]] est un paramètre particulièrement important à surveiller car elle peut entraîner la destruction de matériel coûteux (les [[transformateur]]s et les câbles), ou bien mettre en danger la sécurité des biens et des personnes (cas des lignes aériennes). L'IMAP (Intensité Maximale Admissible en Permanence) est l'intensité maximale à laquelle un ouvrage peut être exploité sans limitation de durée. Afin de faciliter l'exploitation des réseaux électriques, certains ouvrages peuvent être exploités à une intensité supérieure à l'IMAP mais pendant une durée limitée. De plus, certains ouvrages sont munis de protections particulières qui les mettent en sécurité si l'[[Courant électrique|intensité]] dépasse une certaine valeur pendant une durée définie. ==== Intensité de court circuit ==== {{Article détaillé|Courant de court-circuit}} L'[[Courant de court-circuit|intensité de court circuit]] (abrégée Icc) est une grandeur théorique qui correspond au [[Courant électrique|courant]] que l'on pourrait mesurer en un point du réseau si ce point était relié directement à la [[Terre (électricité)|terre]]. Elle est égale au courant circulant dans un ouvrage lors d'un [[Court-circuit|défaut]] [[triphasé]] franc à la [[Terre (électricité)|terre]] (c'est-à-dire qui relie directement les 3 [[Phase (électricité)|phases]] à la terre). L'Icc est fournie principalement par les [[Générateur électrique|groupes de production]]. Elle est élevée dans les nœuds du réseau que sont les [[poste électrique|postes électriques]] (sur le réseau 400 kV européen, les valeurs sont de l'ordre de 30 à 50 kA). L'Icc devient de plus en plus faible au fur et à mesure que les niveaux de [[Tension électrique|tension]] décroissent et que l'on s'éloigne des postes électriques. Les [[Poste électrique#Les différents éléments|matériels]] utilisés dans les postes électriques sont conçus pour résister à une valeur maximale d'Icc : au-delà, il y a un risque de casse de matériel en cas de court-circuit (causé par la [[foudre]], le [[givre]], une rupture de matériel...) Les bris de cette nature sont notamment causés par des phénomènes [[électrodynamique]]s puissants qui ont lieu lorsque des [[conducteur électrique|conducteurs]] sont soumis à des [[courant électrique|courants]] exceptionnellement forts. Un réseau électrique a cependant tout intérêt à avoir une Icc élevée. En effet, cela permet l'[[Amortissement physique|amortissement]] des [[Perturbation électromagnétique|perturbations]] émises par les grandes [[industrie]]s (problème des ''[[papillottement|flickers]]''), ainsi qu'une réduction des chutes de tension lors des courts circuits sur le réseau. Pour le consommateur, l'Icc correspond à l'intensité maximum que peut founir le réseau : une Icc suffisante est donc indispensable au démarrage des gros [[moteur électrique|moteurs électriques]]. De manière générale, une Icc élevée maintient une bonne qualité de l'[[courant électrique|onde électrique]] fournie aux clients. == Structure des réseaux électriques == Les réseaux électriques peuvent être organisés selon plusieurs types de structures exposées ci-dessous : <Center> <gallery> Image:Grid-spiderweb.svg|'''structure maillée''' : les postes électriques sont reliés entre eux par de nombreuses lignes électriques, apportant une grande sécurité d'alimentation. Image:Grid-artere.svg|'''structure radiale ou bouclée''' (les postes rouges représentent les apports d'énergie) : la sécurité d'alimentation, bien qu'inférieure à celle de la structure maillée, reste élevée. Image:Grid-tree.svg|'''structure arborescente''' (les postes rouges représentent les apports d'énergie) : la sécurité d'alimentation est faible puisqu'un défaut sur la ligne ou sur le poste rouge coupe l'ensemble des clients en aval. </gallery> </Center> Chaque type de structure possède des spécifités et des modes d'exploitation très différents. Les grands réseaux d'énergie utilisent tous ces types de structure. Dans les niveaux de tension les plus élevés, on utilise la structure maillée : c'est le réseau de transport. Dans les niveaux de tension inférieurs, la structure bouclée est utilisée en parallèle de la structure maillée : c'est le réseau de répartition. Enfin, pour les plus bas niveaux de tension, la structure arborescente est quasiment exclusivement utilisée : c'est le réseau de distribution. === Le réseau de transport === [[Image:grid-spiderweb.svg|thumb|200px|Les réseaux de transport sont basés sur une structure de réseau maillée]] Les réseaux de transport sont à très haute tension (de 150 kV à 800 kV) et ont pour but de transporter l'énergie des grands centres de production vers les régions consommatrices d'électricité. Les grandes puissances transitées imposent des lignes électriques de forte capacité de transit, ainsi qu'une structure maillée (ou interconnectée). Les réseaux maillés garantissent une très bonne sécurité d'alimentation, car la perte de n'importe quel élément (ligne électrique, transformateur ou groupe de production) n'entraîne aucune coupure d'électricité si l'exploitant du réseau de transport respecte la règle dite du "N-1" (possibilité de perdre n'importe quel élément du réseau sans conséquences inacceptables pour les consommateurs). {{clr}} '''Illustration du report de charge :''' [[Image:report de charge etat1.svg|thumb|left|180px|'''A)''' Etat normal d'une partie de réseau électrique]] '''A)''' Dans le réseau ci contre, l'électricité se répartit sur les lignes électriques en fonction de la localisation de la production, de la consommation et des impédances des ouvrages (lignes et transformateurs) selon les [[lois de Kirchhoff]]. Les lignes sont plus ou moins chargées selon le nombre de triangles : * de vert à orange : intensité supportable par la ligne en régime permanent ; * rouge : l'intensité n'est pas supportable en régime continu, il faut réduire rapidement l'intensité sinon la ligne se mettra hors service soit d'elle même, soit suite à un amorçage avec le sol. Dans cet exemple, les lignes sont normalement chargées (couleur verte à jaune). [[Image:report de charge etat2.svg|thumb|right|180px|'''B)''' Etat du réseau immédiatement après l'incident : l'énergie s'est répartie différemment]] '''B)''' Un incident s'est produit sur le réseau : une ligne a déclenché ; elle est donc hors service. Du fait de la structure maillée, l'énergie s'est répartie sur les lignes restantes en fonction de leur impédance, tout en assurant la continuité de l'alimentation électrique. Par contre une ligne est en surcharge : il faut donc agir rapidement pour ramener son intensité à une valeur acceptable. [[Image:report de charge etat2bis.svg|thumb|left|180px|'''C1)''' Si aucune action n'est menée, l'incident s'aggrave et va conduire à la mise hors tension de la zone]] '''C1)''' Si aucune action n'est menée dans les délais suffisants, la ligne en surcharge va déclencher à son tour : l'énergie va alors se répartir à nouveau pour alimenter la consommation appelée. Avec de moins en moins de lignes électriques pour acheminer la même puissance, les surcharges sur les lignes restantes deviennent très importantes et les délais de réaction vont être réduits d'autant. Dans cette situation une ligne est en très forte surcharge et va déclencher très rapidement, mettant ainsi les 3 postes qu'elle alimentait hors tension. Un enchaînement de ce type est appelé une cascade de surcharge et est quasiment toujours impliqué dans les grands blackouts rencontrés au niveau mondial. Ceci illustre qu'à partir d'une situation de réseau a priori "normale", un évènement bénin (par exemple un coup de foudre sur une ligne) peut rapidement avoir des conséquences non maîtrisables et de grande ampleur. {{clr}} [[Image:report de charge etat3.svg|thumb|right|180px|'''C2)''' En cas de surcharge, les exploitants du réseau peuvent modifier la topologie afin d'optimiser la répartition de l'énergie entre les lignes]] '''C2)''' Suite au déclenchement de la première ligne électrique, plusieurs moyens sont à disposition des dispatchers pour "lever" cette surcharge. Ici, le dispatcher a changé la topologie d'un poste pour y passer à 2 nœuds électriques : cela permet de répartir de manière différente l'énergie, et donc de mieux équilibrer l'intensité sur les lignes. On revient donc à une situation pérenne. D'autres solutions, plus contraignantes, auraient pu être adoptées pour lever la surcharge : * augmentation rapide de production dans la zone problématique afin de diminuer les apports d'énergie par les lignes ; * coupure volontaire ciblée de consommation (on parle alors de délestage) afin de conserver l'alimentation d'un maximum de clients. {{clr}} === Le réseau de répartition === [[Image:Grid-artere.svg|thumb|right|210px|Entre les 2 postes rouges, la structure est bouclée. Les réseaux de répartition ont souvent cette structure dans les régions faiblement consommatrices]] Les réseaux de répartition sont à haute tension (de l'ordre de 30 à 150 kV) et ont pour but d'assurer à l'échelle régionale la fourniture d'électricité. L'énergie y est injectée essentiellement par le réseau de transport via des transformateurs, mais également par des centrales électriques de moyennes puissances (inférieures à environ 100 MW). Les réseaux de répartition sont distribués de manière assez homogène sur le territoire d'une région. Ils ont une structure à la fois maillée et bouclée suivant les régions considérées. Contrairement au réseau de transport qui sont toujours bouclés (afin de pouvoir assurer un secours immédiat en N-1), les réseaux de répartition peuvent être exploités bouclés ou débouclés selon les transits sur le réseau (débouclé signifie qu'un disjoncteur est ouvert sur l'artère, limitant ainsi les capacités de secours en N-1). Les problèmes de report de charge se posent également pour le réseau de répartition, sa conduite est donc assurée en coordination avec celle du réseau de transport et nécessite également des moyens de simulation en temps réel. === Le réseau de distribution === {{Article détaillé|Réseau de distribution électrique}} [[Image:Reseau_arborescent.svg|thumb|200px|Les réseaux de distribution sont généralement basés sur une structure arborescente de réseau : à partir d'un poste source (en rouge), l'énergie parcourt l'artère ainsi que ses dérivations avant d'arriver aux postes de transformation MT/BT]] Les réseaux de distribution ont pour but d'alimenter l'ensemble des consommateurs. Il existe deux sous niveaux de tension : * les réseaux à moyenne tension (de 3 à 33 kV) ; * les réseaux à basse tension (de 110 à 600 V), sur lesquels sont raccordés les utilisateurs domestiques. Contrairement aux réseaux de transport et répartition, les réseaux de distribution présentent une grande diversité de solutions techniques à la fois selon les pays concernés, ainsi que selon la densité de population. Les réseaux à moyenne tension (MT) ont de façon très majoritaire une structure arborescente, qui autorise des protections simples et peu coûteuses : à partir d'un poste source (lui même alimenté par le réseau de répartition), l'électricité parcourt une artère (ou ossature) sur laquelle est reliée directement des branches de dérivation au bout desquelles se trouvent les postes MT/BT de distribution publique, qui alimentent les réseaux basse tension (BT) sur lesquels sont raccordé les plus petits consommateurs. La structure arborescente de ces réseaux implique qu'un défaut sur une ligne électrique MT entrainera forcément la coupure des clients alimentés par cette ligne, même si des possibilités de secours plus ou moins rapides existent. Les ossatures des réseaux à moyenne tension (MT) européens ne sont constituées que des 3 phases, alors qu'en Amérique du Nord le fil de neutre est également distribué (3 phases + 1 neutre). Les dérivations MT quant à elles peuvent être constituées de 1 fil (cas de l'Australie où le retour de courant s'effectue par la terre) à 4 fils (cas des États-Unis), ou encore systématiquement 3 fils (les 3 phases) comme le réseau français. Les réseaux MT aériens sont majoritaires en zone rurale, où la structure arborescente prédomine largement. Par contre en zone urbaine les contraintes d'encombrement, d'esthétique et de sécurité conduisent à une utilisation massive des câbles souterrains. Les réseaux souterrains étant soumis potentiellement à de longues indisponibilités en cas d'avarie (plusieurs dizaines d'heures), il est fait appel à des structures en double dérivation ou à des structures radiales débouclées munies d' appareils automatiques de réalimentation, permettant une meilleure sécurité d'alimentation. Les réseaux BT résultent de la structure des réseaux MT : en Amérique du Nord les réseaux monophasés sont courants (1 neutre + 1 phase), tandis qu'en Europe la distribution triphasée avec fil de neutre est très majoritaire (1 neutre + 3 phases). La structure arborescente est là aussi de loin la plus répandue, car elle est à la fois simple, bon marchée, et permet une exploitation facile. === Le réseau électrique maroccain === A venir bientôt ... == Matériels utilisés dans les réseaux électriques == Le réseau électrique est constitué non seulement de matériel haute tension (dit matériel de puissance), mais également de nombreuses fonctions périphériques telles que la téléconduite ou le système de protection. === Matériels de puissance === Les lignes électriques relient les postes entre eux. À l'intérieur d'un poste, on trouve pour chaque niveau de tension un [[jeu de barre]] qui relie les départs lignes et les départs transformateurs. ==== Les lignes électriques ==== {{Article détaillé|ligne à haute tension}} [[Image:Pylone and line drawing.svg|thumb|right|300 px|Le câble violet est le câble de garde. Ces pylônes supportent 2 ternes : le rouge et le bleu. Chaque terne est constitué de 3 phases. Chaque phase est supporté par un isolateur.]] Les lignes électriques assurent la fonction "transport de l'énergie" sur les longues distances. Elles sont constituées de 3 phases, et chaque phase peut être constituée d'un faisceau de plusieurs conducteurs (de 1 à 4) espacés de quelques centimètres afin de limiter l'[[Effet corona|effet couronne]] qui génère des pertes en lignes, différentes des [[Effet Joule|pertes Joule]]. L'ensemble de ces 3 phases électriques constitue un terne. Un pylône électrique peut supporter plusieurs ternes : en France jamais plus de 2, mais d'autre pays comme l'Allemagne ou le Japon font supporter à leur pylône jusqu’à 8 ternes. Les pylônes sont tous soigneusement reliés à la terre par un [[Terre (électricité)|réseau de terre]] efficace. Les pylônes supportent les conducteurs par des isolateurs en verre ou en porcelaine qui résistent aux tensions élevées des lignes électriques. Généralement la longueur d'un isolateur dépend directement de la tension de la ligne électrique qu'il supporte. Les isolateurs sont toujours munis d'éclateurs qui sont constitués de deux pointes métalliques se faisant face. Leur distance est suffisante pour qu'en régime normal la tenue de tension puisse être garantie. Leur utilité apparait lorsque la [[foudre]] frappe la ligne électrique : un arc électrique va alors s'établir au niveau de l'éclateur qui contournera l'isolateur. S'il n'y avait pas d'éclateur, la surtension entre le pylône et la ligne électrique foudroyée détruirait systématiquement l'isolateur. Un câble de garde, constitué d'un seul conducteur, surplombe parfois les lignes électriques. Il est attaché directement au pylône, et ne transporte aucune énergie : il est relié au réseau de terre et son but est d'attirer la foudre afin qu'elle ne frappe pas les 3 phases de la ligne. ==== Les transformateurs de puissance ==== [[Image:Kolonia Oporów - Transformator.JPG|thumb|right|150px|un petit transformateur MT/BT]] {{Article détaillé|Transformateur électrique}} On trouve sur les réseaux électriques deux types de transformateurs de puissance : * les autotransformateurs qui n'ont pas d'isolement entre le primaire et le secondaire. Ils ont un rapport de transformation fixe quand ils sont en service, mais qui peut être changé si l'autotransformateur est mis hors service. * les transformateurs avec régleurs en charge sont capables de changer leur rapport de transformation quand ils sont en service. Ils sont utilisés pour maintenir une tension constante au secondaire (la tension la plus basse) et jouent un rôle important dans le maintien de la tension. Les transformateurs étant des matériels particulièrement coûteux, leur protections est assuré par différents mécanismes redondants. ==== Les postes électriques ==== {{Article détaillé|Poste électrique}} [[Image:Pristina SubStation-02 2004.jpg|thumb|left|200px|Poste électrique haute tension]] Les postes électriques sont les nœuds du réseau électrique. Ce sont les points de connexion des lignes électriques. Les postes des réseaux électriques peuvent avoir 2 finalités : * l'interconnexion entre les lignes de même niveau de tension : cela permet de répartir l'énergie sur les différentes lignes issues du poste ; * la transformation de l'énergie : les [[Transformateur électrique|transformateurs]] permettent de passer d'un niveau de tension à un autre. De plus, les postes électriques assurent des fonctions stratégiques : * assurer la protection du réseau : un système complexe de protection permet qu'un défaut sur un seul ouvrage n'entraîne pas la mise hors tension de nombreux ouvrages, ce qui risquerait de mettre une vaste zone hors tension. Cette protection est assurée par des capteurs qui fournissent une image de la tension et du courant à des relais de [[protection des réseaux électriques|protection]], lesquels élaborent des ordres de déclenchement à destination des [[Disjoncteur à haute-tension|disjoncteurs]] ; * permettre l'exploitation normale du réseau : présence de plusieurs [[jeu de barre|jeux de barre]] et de couplage afin de pouvoir prendre différents schéma électriques ; * assurer la surveillance du réseau : la tension du réseau et l'intensité dans les lignes sont surveillées dans les postes électriques, via des transformateurs de mesure de tension et de courant. === Matériels de surveillance et de contrôle === ==== Protection des réseaux électriques ==== {{Article détaillé|Protection des réseaux électriques}} Tout réseau électrique possède des systèmes de protection pour déconnecter le système de production en cas de defaut sur la ligne. L'objectif est de protéger les 3 constituants d'un réseau électrique : * les organes de production (alternateur) * les réseaux de transport (lignes aériennes, transformateurs, jeux de barre) * les réseaux de distribution (les clients finaux) ==== Matériel de conduite et de surveillance ==== La conduite s'effectue depuis des centres de conduite régionaux (dispatchings) ou nationaux. Ceux-ci disposent d'instruments de téléconduite comprenant des dispositifs permettant : * de commander les organes de coupure (disjoncteurs, sectionneurs), * de connaître la position de ces organes. * de mesurer un certain nombre de grandeurs (tension, intensité, fréquence) * de signaler des dysfonctionnements (alarmes) Outre les éléments ci-dessus permettant la conduite à distance, on trouve également des dispositifs locaux, pouvant réaliser de façon automatique des manœuvres destinées à sauvegarder le fonctionnement du système électrique où à rétablir le service lorsque celui a été interrompu. Un important réseau de voies de télécommunication fiables et sécurisées est nécessaire pour échanger ces informations entre le centre de conduite et les postes qu'il exploite. Le matériel de surveillance est destiné à l'analyse a posteriori des incidents. Il comprend essentiellement des consignateurs d'état chargés de relever la position des organes de coupure, et des perturbographes qui, grâce à un système de mémoire, restituent l'évolution des tensions et des courants pendant le déroulement des incidents. Lorsque des clients sensibles se trouvent à proximité du poste, des qualimètres, destinés à mesurer les coupures brèves, peuvent aussi être installés. Les données fournies par ces équipements sont consultées sur place. Par commodité, elles peuvent être transmises à distance, mais la fiabilité demandée aux voies de transmission utilisées est moins importante que dans le cas précédent. == Stabilité et réglage des réseaux électriques == {{Article détaillé|Stabilit%C3%A9_des_r%C3%A9seaux_%C3%A9lectriques}} Ces 3 sous parties sont prévues pour début 2008, merci de votre patience. === Équilibre production - consommation === === Réglage de la tension === La fréquence de rotation étant imposée, le réglage de la tension ne peut se faire qu'en agissant sur le courant d'excitation de la [[machine synchrone]] ( alternateur). === Stabilité des groupes === == Dérégulation des marchés : impact sur les réseaux électriques == {{Loupe|contenu= Voir : [[Marché de l'électricité]]}} Dans le cadre du processus de [[déréglementation]] des systèmes électriques, la question du statut économique et juridique des réseaux s'est posée. La théorie économique reconnaît dans les réseaux électriques, une des formes du [[monopole naturel]], c'est-à-dire une activité qu'il est moins coûteux de confier à un seul acteur économique. Cependant pour des raisons économiques et historiques, dans la quasi totalité des pays, le développement, la maintenance et la conduite des réseaux de transport, et à un moindre degré de distribution était intégrés avec les entreprises de production, dont les démarches de déréglementation cherchaient précisément la mise en concurrence. Par ailleurs, la théorie économique reconnaît également aux réseaux électriques le statut d'[[infrastructure essentielle]], c'est-à-dire permettant de faciliter ou entraver l'accès au marché, qu'il s'agissait de créer. Pour ces raisons les processus de déréglementation en Europe ou aux États-Unis, ont d'une façon générale imposé une séparation plus ou moins prononcée entre les activités de production réputées concurrentielles et les activités de transport, voire de distribution, réputées monopolistiques. Cette séparation a pu être : * de '''gestion''', en spécifiant des exigences fonctionnelles et organisationnelles (nomination des dirigeants, champ de leur autorité, publication de comptes séparés...). C'est l'exigence de la première Directive Européenne de 1996. * '''juridique''', en imposant la création d'une société distincte, mais pouvant être une filiale d'acteurs producteurs en concurrence. C'est l'exigence actuelle en Europe en 2007, même si d'un pays à l'autre l'organisation (une ou plusieurs sociétés) et la propriété (publique ou privée, avec ou sans les producteurs historiques) peut varier. * '''patrimoniale''', en interdisant la propriété voire la détention d'intérêt patrimoniaux des acteurs en concurrence dans les entreprises de réseaux. C'est l'intention de la Commission Européenne affichée en 2007. Il est important en revanche de noter que la déréglementation n'a pas modifié les fondements techniques de la gestion des réseaux électriques, en particulier elle n'a pas modifié significativement les flux physiques d'électricité dans les réseaux interconnectés, qui restent déterminés par la localisation géographique des moyens de production et des zones de consommation, et les [[lois de Kirchhoff]]. == Partie vouée à être supprimée : Des réseaux interconnectés == Les premiers réseaux à la fin du {{XIXe siècle}} et au début du {{XXe siècle}} étaient très locaux : une ou deux centrales alimentaient localement des consommateurs à l'échelle d'un quartier ou d'une ville. De tels réseaux sont dits ilotés, et existent encore de nos jours dans certains pays en voie de développement ou dans certains lieux isolés (typiquement les îles). Dans la première moitié du {{XXe siècle}} les réseaux ont connu un développement à l'échelle interrégionale et nationale, dans le but d'engranger des économies d'échelle notamment sur la taille des centrales de production, et de mieux valoriser des ressources énergétiques primaires géographiquement localisées, comme la production hydraulique située dans les zones montagneuses, qui a pu être reliée aux grands centres de consommation et aux centres de production thermiques, en général proches des zones industrialisées. La deuxième moitié du {{XXe siècle}} a connu en outre un renforcement des interconnexions intra-nationales et un développement significatif des interconnexions transnationales, dans le but principal de créer des capacités de secours mutuel et d'améliorer globalement la stabilité des systèmes électriques, ainsi que, de façon plus ponctuelle, de créer des capacités d'échange d'énergie sur le long terme. L'Europe, avec sa forte densité de population et un niveau élevé de développement économique et industriel, présente un réseau électrique à la fois dense et maillé. La mise en place d'interconnexions physiques dans ces conditions, a nécessité l'adoption de règles communes entre les exploitants des divers systèmes, souvent nationaux. En effet dans un réseau maillé une défaillance peut potentiellement avoir des conséquences sur l'ensemble du réseau interconnecté et entraîner des [[Panne de courant|blackouts]] de très grande ampleur. Aujourd'hui, c'est l'[[Union pour la coordination du transport de l'électricité|UCTE]] qui effectue cette coordination en Europe. Enfin plus récemment, dans le cadre de la construction du marché intérieur de l'électricité, la [[Commission européenne]] a choisi d'encourager le développement des capacités d'interconnexion transfrontalières, afin d'accroître les potentiels d'échange et l'interconnexion « commerciale » des marchés nationaux. Le développement de réseaux électriques de grande taille s'explique par de très nombreux avantages, parmi lesquels : * assurer une meilleure qualité de l'électricité, notamment en permettant : ** en cas de perte d'un ouvrage de transport (ligne ou transformateur), le report sur d'autres ouvrages ce qui compense la perte du premier (cf. partie sur la conduite des réseaux de transport), et améliore la continuité de la fourniture d'électricité ; ** un meilleur maintien de la tension et la réduction ses chutes de tension en cas de défaut sur le réseau ; ** une plus grande stabilité de la fréquence autour de sa valeur de référence (50 ou 60 Hz suivant les pays) ; * bénéficier d'effet systèmiques notamment le foisonnement des aléas de demande et de production, ce qui permet de réduire le coût des marges de sécurité (cf. partie sur l'équilibre production consommation) ; * permettre la construction d'unité centralisé de production de grande puissance. Les interconnexions ne sont pourtant pas la panacée, car l'énergie électrique se transporte mal, créant des chutes de tension importantes sur le réseau. La production doit donc toujours rester relativement équilibrée entre les différentes régions consommatrices. Cet effet tend à limiter la taille des plus grosses unités de production et empécher le transport de grandes quantités d'électricités (plusieurs milliers de MW) sur de grandes distances (de l'ordre du millier de kilomètre). ==Références== {{Références | colonnes = 2}} ==Voir aussi== * [[Réseau de transport d'électricité|RTE (Réseau de transport d'électricité)]] * [[Câble électrique|Câble]] * [[FACTS]] * [[Basse tension]] * [[Haute tension]] * [[Triphasé]] * [[Infrastructure essentielle]] * [[Fréquences des courants industriels]] * [[Prise électrique]] ==Liens externes== *{{en}} [http://kropla.com/electric2.htm Normes électriques à travers le monde] *{{fr}} [http://www.greenfacts.org/fr/lignes-electriques/index.htm Champs électromagnétiques induits par les lignes électriques et santé] un résumé par GreenFacts d'un rapport scientifique du Centre International de Recherche sur le Cancer ([[IARC]]) *{{fr}} [http://www.rte-france.com/htm/fr/accueil/courbe.jsp Affichage de la consommation électrique de la France en temps réel] *{{en}} [http://etrans.ch/services/online/frequency/ Affichage de la fréquence du réseau électrique Européen en temps réel] *[http://ewh.ieee.org/r8/france/pes/ IEEE PES France, site sur les activités du Chapitre français IEEE Power Engineering Society qui édite le bulletin '''''Réseaux''''' où l'on trouve des comptes-rendus de soirées-débats sur des thèmes d'actualité concernant les réseaux électriques] *[http://www.ucte.org/ site officiel de l'UCTE (Union pour la Coordination du Transport de l'Electricité)] *[http://www.see.asso.fr/htdocs/main.php/ree.php/ Revue REE de la SEE] {{Portail|énergie|électricité et électronique}} [[Catégorie:Distribution de l'énergie électrique|*]] [[bg:Електрически далекопровод]] [[cs:Přenosová soustava]] [[de:Stromnetz]] [[en:Electric power transmission]] [[es:Red de transporte de energía eléctrica]] [[fa:انتقال انرژی الکتریکی]] [[fi:Sähköverkko]] [[hu:Átviteli hálózat]] [[it:Trasmissione di energia elettrica]] [[ja:送電]] [[lt:Elektros perdavimo linija]] [[nl:Hoogspanningsnet]] [[no:Fordelingsnett]] [[pt:Transmissão de energia elétrica]] [[ru:Линия электропередачи]] [[simple:Electric power transmission]] [[sv:Kraftledning]] [[zh:輸電系統]]