Dynamiter la stabilité du système électrique : mode d’emploi

Le système électrique, donc, est un organisme vivant au sens propre du terme, qu’on commettrait une grave erreur à ne pas considérer avec la même approche holistique que l’organisme humain.

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Dynamiter la stabilité du système électrique : mode d’emploi

Publié le 23 décembre 2022
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National ou européen, le système électrique ne saurait être assimilé à un réseau de grande distribution par voies routière, ferroviaire et/ou aérienne, ne serait-ce que parce qu’il est tenu de livrer partout et tout le temps une marchandise intégralement consommée sitôt produite, de laquelle pouvoirs publics et consommateurs des plus intransigeants ne tolèrent aucune altération des caractéristiques nominales. Pourtant, un gouvernement désemparé car contraint de tenir ferme la main de RTE, sous peine de rupture d’approvisionnement, n’a aujourd’hui d’autre choix qu’entretenir cette confusion légitimant le dévoiement risqué de l’usage de la machine d’approvisionnement électrique. Cette périlleuse situation paye 30 années d’impérities ministérielles et présidentielle.

Le système électrique, donc, est un organisme vivant au sens propre du terme, qu’on commettrait une grave erreur à ne pas considérer avec la même approche holistique que l’organisme humain. Toute perturbation de l’un de ses deux paramètres vitaux – la fréquence et la tension du courant – ne laisse indifférents aucun de ses secteurs ni aucun de ses éléments, aussi éloignés soient-ils du lieu de l’évènement et quelles que soient l’intensité et la durée de la perturbation. La nature électrique des phénomènes observés en la circonstance rend même pertinent de qualifier de psychosomatiques certaines évolutions locales de la fréquence et de la tension, que les techniciens vont jusqu’à qualifier de « sympathiques », même en les sachant prévisibles et mesurables.

Tout cela tient au fait que l’agrégation des machines électrogènes – tournantes pour la plupart – raccordées au même réseau électrique confère à l’outil de production national en résultant l’homogénéité fonctionnelle d’une seule très grosse unité de production. La robuste solidarité électromécanique des composantes de cette dernière lui confère une inertie telle qu’elle peut absorber sans peine la plupart des « extrasystoles » de la production électrique d’ensemble et sécuriser tout équilibre production-consommation normalement établi, c’est-à-dire en l’absence de conduite extravagante du système. Précisons qu’une telle optimisation fonctionnelle n’est possible que grâce aux régulations et aux protections sophistiquées dont sont équipées toutes les machines, sauf les non pilotables que sont éolien et photovoltaïque.

Le schéma ci-après est une représentation simplifiée du système électrique français. Y sont illustrées les conséquences de la perte réelle d’un groupe nucléaire de 1200 MW survenue à la centrale de Saint-Alban, le 19 août 1987 à 15 h 13, et ayant provoqué une chute de la fréquence du réseau national de 60 millihertz.

On observe également que :

  • tous les tronçons du réseau électrique national furent affectés par des surtentions allant de 2 à 5 KV ;
  • la quasi-totalité des autres sites de production fut confrontée à des creux de tension pouvant aller jusqu’à 15 KV.

On aura également noté que, en 1987, la présence d’un éolien et d’un photovoltaïque impropres à recevoir la régulation de tension à 4 boucles ici à l’œuvre n’aurait non seulement été d’aucun secours dans la gestion de l’incident mais en aurait sans doute compliqué la gestion.

La défaillance d’un système électrique

L’autre évènement rapporté en suivant n’a pas trait comme le précédent à une situation accidentelle imprévisible et prise en charge par les systèmes de protection et de régulation mais illustre bien ce que les Français et même les Européens redoutent le plus en ce moment : la défaillance partielle ou totale d’un système électrique européen livré à des opérateurs placés sous férules politiques ordonnant de prioriser des nécessités commerciales hors du commun.

Il y a quelque décennies de cela, le journal Spectrum, une revue de l’IEEE américaine, relata que durant l’été 1988 les compagnies d’électricité du nord-est des USA furent contraintes de baisser à 12 reprises la tension de leurs réseaux pour juguler une consommation excessive. Cette dernière avait atteint des sommets à cause d’un suréquipement des usagers en climatiseurs. Or, la très forte demande ne pouvait être satisfaite pas une production alors structurellement insuffisante sur la côte est des USA. Dans l’urgence, lesdites compagnies n’eurent donc d’autre choix qu’acheter massivement de l’énergie électrique au Canada et aux compagnies voisines (voisines à l’échelle du pays !) les mieux loties et l’acheminer suivant les voies de transits mentionnées sur la carte ci-après, autour des grands lacs.

L’opération se traduisit par des transits massifs et difficilement contrôlables sur des lignes en limite de surcharge par une précarisation croissante de la stabilité du système et surtout par des tensions de plus en plus mal tenues à cause du défaut de puissance réactive réglante… de celle qui est également fournie par les générateurs de puissance active alors absents !

Dès l’automne 1988, pour pallier dans l’urgence une aussi catastrophique situation, il fut bien procédé à l’installation massive de condensateurs et même à l’installation d’un système déphaseur ayant paraît-il épargné une catastrophe à l’État de New-York. Mais début juin 1989 le scénario canicule se reproduisait…

 

 

On remplace les climatiseurs par les chauffages et par les traditionnels besoins hivernaux, l’absence de capacités de la production nord-est américaine par l’indisponibilité rédhibitoire de 16 réacteurs, on note que lundi 12 mai 2022 à 6 h 30 la France était quasiment à la limite de ses capacités d’importation, avec 13297 GW, et l’on transpose sans difficulté le scénario catastrophe américain au contexte français !

Dans les deux cas, c’est bien l’atrophie commerciale incontrôlée du système électrique caractérisé ci-avant qui l’aura placé à la merci d’une décrochage dévastateur ou aura contraint ses conducteurs à gérer la corruption plus ou moins volontaire ou plus ou moins subie des paramètres fréquence et tension permettant de conserver le service en mode dégradé.

Cette atrophie commerciale se sera pourtant contentée de consommer toutes les marges d’une exploitation sûre et économique du Système. Une chose est sûre en tout cas : de la banale excommunication EcoWatt au blackout national subi le 19 décembre 1978, tous les états de ce mode dégradé vont être possibles dans les prochaines semaines, qui, tous, auront un coût économique. Ne reste donc à chacun de nous qu’à trouver le moyen de se faufiler à travers les bonnes contingences…

Voir les commentaires (8)

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  •  » juguler une consommation excessive.  »
     » à cause d’un suréquipement des usagers en climatiseurs »

    curieux…ça signifie quoi? sinon..que les vendeurs de contrats électrique ont déconné… pas prévu la conso future!!!

    On COMPREND… que c’est compliqué un réseau..

    mais je ne sais pas penser collectiviste à moitié..

    la stabilité a simplement un prix..et d’ailleurs SI un impératif  » collectif » était l’indépendance électrique ça signifierait d’avoir une capacité de production alignée sur le cas le plus pessimiste pic de conso + panne les pires.. .. et non importer..

    l

    avec la part de pensée magique que on peut importer que nos voisins sont en situation de vendre..

    la stabilité se pense donc désormais en vérité à l’échelle de la zone interconnectée européenne.

    la taille a des atouts..mais pas que…

    la stabilité a un prix or l’etat se mêle de tarif..il ne laisse pas le consommateur décider vraiment.

    -3
    • Le consommateur que je suis a décidé…….. de ne pas dépendre en cas de coup dur, de l’Etat nounou!
      Donc mon groupe électrogène est prêt, le stock de carburant approvisionné, et si les coupures deviennent la règle de gestion du système, il y a de fortes chances que je révise unilatéralement les conditions du contrat de fourniture signé avec mon opérateur/fournisseur.

    • je ne suis pas un antinucléaire mais je suis par contre un anti ingénieur en charge de ma vie!!!!
      et ce n’ets pas vraiment « technique…c’est une forme d’escroquerie par omission ou petites lettres en bas de la page..
      c’etait écrit où sur le contrat des amerloques qu’il ne devaient pas acheter de clim ou en France baisser le chauffage en hiver CAR les fournisseurs ne voulaient pas prévoir de cas de figure et DONC avait essentiellement fait sur surbookage… vous avez vu quelque part une limite supérieur de conso?? ça DEVRAIT::: car c’est implicite dans le système!!! et je ne parle pas des pannes…

      c’est simple le système ne tient que parce que les gens se comportent « normalement »… EN PARTIE aléatoirement..c’est le nombre qui assure la stabilité mais c’est aussi un risque.. tout facteur qui rompt la normalité de conso est un risque…

      la MODE de la voiture électrique est un risque.. anticyclone hivernal durable sur l’europe est un risque …
      qui serait maitrisable par une baisse de la puissance des compteurs.. mais qui ferait tâche pour les politiques

      le problème actuel est de capacité de puissance contrôlable…

      et on ajoute un risque technologique particulier avec les intermittents qui en plus d’une certaine façon sont naturellement associés avec une nécessité de surcapacité..pour marcher.. normalement.

      moi quand macron me dit qu’en 2035 je consommerait 40% de moins d’nergie……

      ça fait éco avec vos gaspillage et surconsommation!!!

      • un ingénieur est juste responsable dans les limites qu’on lui a donné!!!

        autour de ségolène royal et de sa route électrique on avait une cohorte d’ingéneurs…qui disaient oui madame… parce OUI une route électrique et faisable. techniquement…

        un ingénieur n’ets pas un entrepreneur!!!

  • Votre article est très intéressant mais je crains qu’il soit légèrement trop technique pour des ministres qui n’ont jamais entendu parler de boucle d’asservissement.
    J’exclus, bien-sûr, Agnès Panier-Runacher qui sait comment soulager le réseau en récupérant la charge des voitures électriques.

    • C’est bien connu : en injectant du courant continu sur un réseau alternatif à 50hz, Agnès Panier-pétrole va soulager le réseau. Encore une qui fait partie des 80% de réussite au bac sans savoir lire, ni écrire, ni compter.

      • Il y a toujours alternative, mais en politique on l’appelle opportunisme.

      • C’est pas plus difficile que de réinjecter sur le réseau le courant produit par des panneaux photovoltaïques ( continu). Il faut juste un onduleur qui transforme en alternatif et synchronise l’injection avec la fréquence du réseau. Maintenant, question rendement énergétique, c’est une autre histoire! Mais dans le monde merveilleux des écolos, c’est juste un détail! Les propriétaires de VE qui seront branchés n’ont qu’à bien se tenir et préparer le vélo pour aller au boulot le lendemain!

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