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Prix de l'inventeur européen

Une alimentation fiable en courant à partir de nombreuses sources

D'ici 2050, l'Allemagne pourrait avoir réussi le tournant énergétique. Dans ce cas, on entend par « tournant énergétique » le fait que, de l'avis de la plupart des spécialistes, tout le courant nécessaire dans la République fédérale puisse être généré, au plus tard d'ici cette date, à partir d'énergies renouvelables telles que le vent, l'eau, le soleil et la biomasse pour ne citer que les principales sources d'énergie. Néanmoins, avant que l'Allemagne puisse être indépendante de l'énergie nucléaire et des sources d'énergie fossiles, il faudra d'une part que de nombreuses éoliennes soient encore construites, que des milliers de mètres carrés de panneaux solaires soient montés et que des centrales de chauffage à distance soient installées dans les caves de maisons individuelles. D'autre part, il faudra aussi que le vieux réseau électrique, organisé de manière rigide à l'échelle régionale, se modernise et s'assouplisse.

Petr Korba et Mats Larsson ont considérablement perfectionné une technique de réseau plus intelligente en poursuivant dans un premier temps un objectif principal : protéger davantage les grands réseaux électriques contre les pannes de courant. C'est pour ces travaux qu'ils sont à présent nominés au Prix de l'inventeur européen 2011 qui sera décerné le 19 mai à Budapest.

Tous les spécialistes sont d'accord sur un point : pour pouvoir garantir à l'avenir avec certitude l'approvisionnement continu en courant du réseau, il faut que celui-ci soit alimenté de manière décentralisée, flexible et stable en même temps, à partir de différentes sources. Il faut être en mesure de compenser de manière fiable avant tout les périodes de faible ensoleillement et sans vent - le soleil et le vent n'étant malheureusement pas toujours disponibles en quantités suffisantes pour couvrir les besoins en courant. Dans ce contexte, la contribution apportée par l'équipe suisse de Petr Korba et Mats Larsson au réseau électrique du futur appelé « smart grid » a, dès 2004, tellement convaincu le célèbre « Massachusetts Institute of Technology » (MIT) - Institut de technologie du Massachusetts - qu'il a élu son système de surveillance à grande échelle (« Wide Area Monitoring System », WAMS) des réseaux électriques parmi les dix technologies qui devraient changer notre vie à tous au plus tard d'ici 2014.

Synchronisation par GPS

Dans le système de surveillance à grande échelle (WAMS), des synchrophaseurs (également appelés Phasor Measurement Units) recueillent à certains endroits du réseau des données de tension et de courant, qui sont couplées avec des données GPS indiquant le lieu et l'heure et transmises à un centre de contrôle du réseau où elles sont évaluées à l'aide de programmes informatiques spéciaux et représentées à la microseconde près. Par conséquent, ce nouveau système de surveillance est au moins 100 fois plus rapide et plus actuel que ses prédécesseurs.

Il permet non seulement de stabiliser l'offre et la demande mais aussi d'optimiser les capacités de transmission. De plus, le système calcule aussi, si besoin est, les meilleures possibilités de réaction aux oscillations ou à la surcharge dans les réseaux.

« Nos inventions portent toutes sur l'automatisation et le contrôle intelligents des courants électriques pour nous permettre de stabiliser les réseaux » déclare M. Larsson qui définit ainsi l'objectif de son équipe. « En effet, l'inconvénient majeur du courant est qu'il faut toujours veiller à l'équilibre entre sa production et sa consommation » explique P. Korba. « Sinon, le système devient instable et commence à présenter des oscillations. »

Lorsque les réseaux connaissent des oscillations, de grandes quantités de courant font à plusieurs reprises la navette entre le Portugal et la Pologne par exemple, en l'espace de quelques secondes, en raison de petits incidents survenus au sein du système, ce qui coûte de précieuses capacités aux réseaux et, par conséquent, de l'argent aux exploitants. Une panne temporaire et inattendue d'un producteur d'énergie survenant n'importe où, suffit à elle seule à occasionner des oscillations dans le réseau. Les autres producteurs d'énergie essaient alors automatiquement de compenser ce manque, ce qui peut conduire à des corrections excessives provoquant des oscillations. « De telles oscillations existent toujours dans les réseaux électriques. Tant qu'elles sont bien amorties, cela n'a pas de conséquences. Par contre, des oscillations non amorties peuvent même provoquer une panne de courant » déclare P. Korba.

Pour préparer les réseaux d'énergie européens aux défis de l'avenir, il faudrait investir, d'ici 2020, environ 200 milliards d'euros dans ce domaine en Europe, estime Günther Oettinger, commissaire européen à l'Énergie. La Chine a annoncé vouloir investir, au cours de la même période, près de 470 milliards d'euros dans ses réseaux électriques. Selon les prévisions de l'Agence Internationale de l'Énergie, les investissements dans les réseaux intelligents se chiffreront entre 35 et 55 milliards d'euros par an à l'échelle mondiale.

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