Nous sommes entrés dans les laboratoires où sont soumis aux tests les composants des réseaux électriques mondiaux, avec des décharges de plusieurs millions de volts, pour anticiper les pannes, prévenir les coupures de courant et garantir la stabilité du système face aux défis du changement climatique.
Les coupures d’électricité estivales deviennent une réalité de plus en plus fréquente
Les feux de signalisation éteints, les commerces fermés, les glaces qui fondent, les personnes suffoquant dans la chaleur, les villes figées dans l’attente. Les coupures de courant durant l’été se produisent de plus en plus fréquemment, et ces dernières semaines, elles ont touché plusieurs régions comme Toulouse, Lyon, Marseille (sans oublier la Bretagne ou la Normandie). Lorsqu’une demande en énergie explose, il arrive que le réseau qui transporte l’électricité des centrales jusqu’à nos compteurs – via des câbles haute, moyenne et basse tension, puis à travers transformateurs, postes de distribution, interrupteurs, répartiteurs – se mette en difficulté, voire s’effondre.
Mais comment faire pour éviter qu’une panne localisée ne se transforme en une crise globale ? Pour comprendre, nous nous sommes rendus dans les laboratoires de Milan chez Cesi, une entreprise italienne présente dans plusieurs pays, qui réalise des tests pour vérifier la résistance des différents composants du réseau électrique, afin d’en assurer la résilience face aux aléas climatiques et techniques.
Tests en profondeur, même sous l’eau
Les câbles en haute tension : le premier à être soumis à l’épreuve est le câble haute tension, qui court sur des milliers de kilomètres, souvent en mer ou enterré, et doit tenir jusqu’à 40 ans avant d’être remplacé. La membrane isolante doit supporter la chaleur générée par le passage du courant en continu, un point crucial car le changement climatique impose des températures extrêmes, rendant la dissipation thermique encore plus difficile. « Pour assurer une capacité d’isolation constante, nous simulons en un an la durée de vie totale de ces câbles, car une fois enterrés ou immergés, ils ne peuvent être facilement récupérés ou réparés », explique Alessandro Bertani, Directeur des Opérations en Italie.
Il nous explique que les fabricants lui confient des échantillons de câbles et de jonctions pour qu’il leur fasse subir ces tests. « Lors de ces essais, nous appliquons des conditions bien plus extrêmes que celles rencontrées en situation réelle. Nous envoyons des courants très importants (des milliers d’ampères) en les poussant à haute tension, jusqu’à 900 kilovolts. Pour mettre cela en perspective, la tension domestique en France est d’environ 230 volts. »
Ce processus permet de vérifier que les câbles résistent même à des sollicitations supérieures aux conditions normales et assure leur sécurité et leur fiabilité à long terme. « Nous réalisons des cycles répétés en faisant passer du courant et en appliquant des tensions élevées, tout en contrôlant la température via divers capteurs et caméras thermiques. L’objectif est de tester la résistance de la couche isolante, qu’elle soit en papier imprégné d’huile ou, de plus en plus souvent aujourd’hui, en polymère plastique. Il faut que ces câbles supportent les stress thermiques répétés sans provoquer de déperditions ou de défaillances. »
Il est à noter que si la majorité des câbles a été conçue pour fonctionner en courant alternatif, de plus en plus nombreux sont ceux qui transportent l’électricité en courant continu lors de longues distances, notamment pour minimiser les pertes – certains réseaux allant même jusqu’à 2 500 km ou plus. Une solution moderne et efficace pour des liaisons longues. Au début et à la fin de ces tests de durabilité, un dernier contrôle est effectué pour s’assurer que l’isolation résiste aux événements exceptionnels : « Nous appliquons brièvement, en quelques millisecondes, des impulsions électriques pouvant atteindre 2 millions de volts pour vérifier qu’il n’y ait pas de défaillance ou de fuite. »
Un bunker pour tester la puissance
Les impulsions électriques doivent aussi être gérées dans des composants comme les interrupteurs, les répartiteurs ou les transformateurs, qui doivent supporter des courants très élevés lors de courts-circuits, pour éviter tout scénario catastrophe. Sans ces tests, ces appareils risqueraient de fondre, de fondre ou même d’exploser. Fabio Faccheni, responsable des laboratoires haute puissance à Milan, nous montre une cabine de test où un gros poste de transformation a été littéralement calciné par une décharge électrique. « Nous faisons passer des courants de dizaines de milliers d’ampères, moins d’une seconde, pour vérifier le bon fonctionnement de ces équipements, leur capacité à couper le courant ou à résister sans se détériorer. »
Ces essais s’effectuent en extérieur ou dans un énorme bunker en béton armé conçu pour contenir d’éventuelles explosions ou dynamiter en toute sécurité. La sécurité est primordiale non seulement pour assurer la stabilité du réseau électrique, qui doit rester toujours équilibré et sans fluctuation, mais aussi pour protéger les techniciens intervenant sur le terrain. En cas de réparation ou de maintenance en cas de panne, ils doivent être à l’abri des flammes ou décharges électriques susceptibles de provoquer des accidents ou des incendies, le tout contenu dans les enceintes de la cabine.
Tests à domicile pour une sécurité renforcée
Une fois que l’électricité a parcouru tout le réseau, elle arrive à nos domiciles. Là aussi, les composants tels que les compteurs, transformateurs ou interrupteurs sont soumis à des tests rigoureux afin de garantir leur bon fonctionnement. En effet, Alessandro Bertani indique que « la probabilité de défaillance de ces composants, testés en conditions extrêmes, avoisine les 25 %, mais pour ceux équipés d’électronique moderne – comme les compteurs connectés ou autres dispositifs à contrôle à distance – ce taux peut monter jusqu’à 60 %. »
Pour cela, ils sont placés dans des salles semi-àcoustiques pour être irradiés avec des ondes électromagnétiques simulant celles qu’ils rencontreraient dans la vie courante, que ce soit en intérieur ou en extérieur, afin d’évaluer leur immunité ou détecter d’éventuels dysfonctionnements. Par ailleurs, ces tests permettent aussi de mesurer les émissions électromagnétiques que ces appareils peuvent produire, pour éviter qu’elles n’interfèrent avec d’autres équipements électroniques dans l’environnement.
Laboratoires de pointe pour une résistance maximale
Voici une image des laboratoires de Cesi, où sont réalisés ces essais cruciaux. Ces lieux sont équipés d’installations modernes conçues pour vérifier la résistance des matériels à toutes sortes de contraintes techniques ou climatiques, et surtout pour anticiper l’impact du changement climatique. En effet, la mise en place de projets ambitieux tels que le Tyrrhénien Link, un câble sous-marin de 970 kilomètres reliant la Sicile à la Sardaigne, puis au continent italien, en est un exemple concret. Cette connexion augmentera considérablement la capacité du réseau à intégrer l’énergie produite par les sources renouvelables, en particulier dans le contexte de la transition écologique.
De nouveaux projets d’ampleur voient régulièrement le jour, comme les corridors nord-sud en Allemagne, les liaisons entre la France et le Monténégro, ou encore celles entre les États-Unis et le Canada, entre l’Égypte et l’Arabie Saoudite, sans oublier de nombreux autres en Asie et ailleurs. Concevoir aujourd’hui, c’est exploiter toutes ces connaissances, mais aussi effectuer des inspections répétées en utilisant des échantillons prélevés sur la filière en service, afin d’anticiper tout problème potentiel dans un avenir de plus en plus complexe. »
Selon Nicola Melchiotti, PDG de Cesi, « le changement climatique apporte des incertitudes sans précédent. Nous devons concevoir et tester des câbles et composants capables de résister dans plusieurs décennies à des températures que personne ne peut prévoir avec précision. Cette volatilité climatique commence aussi à impacter notre secteur avec l’émergence de problématiques jusqu’ici insoupçonnées. Par exemple, il devient nécessaire d’installer les transformateurs haute et moyenne tension à seulement quelques centimètres du sol, pour leur permettre de résister aux inondations qui, hier rares, deviennent aujourd’hui courantes. »
