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Du courant continu pour bâtir les autoroutes de l'énergie

H. L.

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Le courant continu à haute tension se présente comme la technologie clé pour le transport massif d'électricité sur de longues distances.

Dès l'année prochaine, les centrales hydroélectriques de Nuozhadu, au sud-est de la Chine, alimenteront directement la province du Guangdong... à 1 500 km de là. Pour relever le défi, Siemens va livrer une véritable autoroute électrique. Fonctionnant en courant continu, ses lignes transmettront quelque 5 000 MW - cinq tranches nucléaires - à une tension de 800 kV.

Ce projet pharaonique est un exemple parmi d'autres d'une tendance des réseaux électriques : le transport d'électricité en courant continu à très haute tension. « Sur de longues distances, le courant continu dissipe beaucoup moins d'énergie. Les lignes HVDC (high voltage direct current) affichent jusqu'à 30 % de pertes en moins par rapport à des lignes classiques en courant alternatif », explique Jeorg Dorn, chef du développement HVDC chez Siemens.

C'est pendant la « guerre du courant », opposant les compagnies Edison et Westinghouse dans les années 1880 aux États-Unis que le courant continu a été délaissé. Mais les récents développements technologiques dans l'électronique de puissance ont viabilisé son usage à grande échelle.

Entre les pays émergents qui bâtissent leur réseau et les pays riches qui sont amenés à le moderniser, le marché de la technologie HVDC est estimé à quelque 3 milliards de dollars par an dans les cinq prochaines années.

Des convertisseurs de source de tension

Les spécialistes de la haute tension, Siemens, ABB et Alstom en tête, sont sur le pied de guerre. Coeur de ce marché : les liaisons dites « point à point ». Celles-ci établissent un pont entre deux réseaux déconnectés. Le courant alternatif passe d'abord en courant continu dans un poste de conversion. Il est transmis via une ligne à très haute tension avant d'être reconverti en courant alternatif dans le poste d'arrivée.

Principes même des « autoroutes énergétiques », les liaisons HVDC point à point sont un must sur de longues distances, mais manquent de souplesse pour des applications plus dynamiques comme la connexion des immenses champs éoliens offshore en Europe.

La faute à l'électronique de puissance. Cet élément névralgique contrôle et convertit l'énergie électrique par des dispositifs semi-conducteurs. Dans le cas du « point à point », ce sont des commutateurs dits thyristors qui s'accommodent mal des variations dans les caractéristiques du courant entrant.

Les électriciens ont donc plus récemment développé des convertisseurs de source de tension (VSC). À l'inverse des thyristors, ce type d'équipement génère sa propre forme d'ondes de tension. Il s'économise ainsi un arsenal d'équipements complémentaires destinés au calibrage du courant, qui peuvent représenter jusqu'à la moitié de l'équipement d'une station.

Plus souple et plus réactif, le VSC ouvre surtout une perspective inédite : pouvoir connecter plus de deux points en courant continu. En creux se dessine le fameux supergrid européen, un « super-réseau » en courant continu qui chapoterait les réseaux nationaux pour équilibrer les énergies d'un bout à l'autre du continent européen.

Vue de l'esprit ou réalité ? « Sur la base de la technologie VSC, on peut actuellement envisager de connecter jusqu'à 10 points en courant continu », tempère Jeorg Dorn, chef du développement HVDC chez Siemens. Outre une réelle demande du marché, l'avènement d'un supergrid nécessite encore de nombreux progrès en électronique de puissance, ainsi que dans l'intelligence logicielle capable de répartir les immenses flux d'énergie en temps réel. Sans compter les véritables ruptures technologiques, comme un disjoncteur pouvant cloisonner des dizaines de lignes en courant continu.

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