Réseau électrique

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Pylônes électriques d'une ligne à haute tension

On appelle réseau électrique l'ensemble des infrastructures permettant d'acheminer l'énergie électrique des centrales électriques, vers les consommateurs d'électricité.

Le réseau est constitué de lignes de différentes tension, connectées entre elles au niveau des postes électriques. Les postes électriques permettent de répartir l'électricité et de la faire passer d'une tension à l'autre grâce aux transformateurs.

Sommaire

1 De la production autonome aux réseaux interconnectés
2 Conduite du réseau
3 Dérégulation des marchés : impact sur les réseaux électriques
4 Tensions du réseau électrique
5 Fréquences du réseau électrique
6 Voir aussi
7 Liens externes

[modifier] De la production autonome aux réseaux interconnectés

Un réseau électrique permet de mettre en relation la production d'énergie (centrales électriques) avec les consommateurs (domestiques ou industriels).Une particularité importante de l'énergie électrique est qu'il est pratiquement impossible de la stocker, sauf en très petite quantité ou à un fort coût. Il faut donc équilibrer en permanence la production et la consommation. Dans le cas d'un petit réseau, typiquement un générateur alimentant un village, il est difficile d'atteindre cet équilibre, et ceci conduit en général à une utilisation non optimale des moyens de production. Le développement de réseaux électriques de grande taille permet de :

construire des générateurs de grande taille, produisant de l'énergie à coût plus faible
améliorer la fiabilité de la distribution d'énergie aux consommateurs

On a donc assisté au cours du vingtième siècle à un agrandissement et à une interconnexion des réseaux:

Les premiers réseaux étaient très locaux : un générateur alimente localement des consommateurs sur quelques kilomètres alentours. De tels réseaux sont dits ilotés, et existent encore nos jours dans certains pays en voie de développement ou dans certains lieux isolés.
Puis se sont développés des réseaux régionaux et nationaux
Puis on a vu se développer l'interconnexion des réseaux pour créer des réseaux continentaux comme l'UCTE
On en est maintenant à interconnecter des réseaux continentaux avec par exemple la liaison sous le détroit de Gibraltar.

[modifier] Conduite du réseau

La conduite du réseau vise essentiellement à assurer la continuité et la qualité de l'alimentation électrique des consommateurs, et ce tout en assurant la protection des personnes et des biens et en dépit des aléas (sauf circonstances très exceptionnelles). La qualité de l'alimentation est définie notamment par le niveau et les éventuelles variations de la fréquence et de la tension de l'onde électrique, qui doivent respecter des limites techniques (sûreté de fonctionnement) et contractuelles vis-à-vis des clients. Les aléas comprennent les variations du niveau global de consommation, de la répartition de cette consommation sur le territoire, les incidents relatifs aux groupes de production ou aux éléments du réseau)

On distingue

le réseau de transport, utilisant des lignes à haute tension, dont le rôle est d'assurer les mouvements d'énergie au niveau national (entre les principales centrales de production et les grands centres consommateurs) et international (interconnexion avec les pays voisins), et de permettre l'équilibre production - consommation.
les réseaux de distribution, à moyenne et basse tension, dont le rôle est l'acheminement de détail à l'ensemble des consommateurs.

[modifier] Dérégulation des marchés : impact sur les réseaux électriques

Voir : Marché de l'électricité

Avec l'ouverture à la concurrence du marché de l'électricité , la question du devenir des réseaux s'est posée. La solution retenue à en général consisté à :

Séparer l'activité de de production (les centrales) de l'activité de transport d'énergie électrique (le réseau électrique, avec en particulier ses lignes de transport), avec en général création de société distinctes
Ouvrir la production à la concurrence
Garder un monopole pour le transport

[modifier] Tensions du réseau électrique

Vue sur une ligne à haute tension

Le réseau est constitué de lignes à basse (110 ou 230 volts), moyenne, haute et très haute tension (plusieurs centaines de kilovolts)

La raison de ces différentes tensions est la nécessité de limiter les pertes sur le réseau pour permettre le transport d'énergie sur des distances relativement longues. En effet, pour une même puissance à alimenter, plus on élève la tension, moins les pertes en lignes induites (échauffement des câbles) sont importantes. En revanche, plus la tension est importante, plus la technique requise (notamment en termes d'isolement) est coûteuse. Le choix du niveau de tension est un optimum entre coût d'investissement initial et coût des pertes en lignes tout au long de l'exploitation, compte tenu des impératifs de sécurité et de l'état de l'art.

Schématiquement, on élève donc de façon très importante la tension en sortie de centrale, puis on diminue graduellement la tension au fur et à mesure que l'on se rapproche du consommateur final.

En France on trouve des tensions qui s'échelonnent de 230 volts jusqu'à 400 kilovolts:

Le réseau domestique est alimenté en basse tension, soit 230 V en monophasé (entre phase et neutre) ou 400 V en triphasé. Cette tension, même si elle peut être mortelle, se manipule assez facilement avec des équipements faciles de conception et peu encombrants.
Au niveau d'un quartier, le réseau est alimenté en 20 kV (15 kV sur certains vieux réseaux français, mais aussi dans de nombreux autres pays)
Au niveau régional, on rencontre des réseaux de répartition en 63 kV et 90 kV.
Enfin, le transport au niveau national se fait en 400 kV. Le réseau 225 kV français a un rôle hybride entre répartition (notamment au niveau des grandes agglomérations et soutien au réseau 400 kV).

Au Canada la tension de distribution aux résidences est de 120/240 volts.