Le réseau sanguin et le réseau électrique ont un indicateur commun de leur bon fonctionnement : la tension. La tension artérielle indique avec quelle force le sang circule dans le système sanguin afin d’amener l’oxygène à tous les organes d’un corps humain. Lorsqu'elle est trop élevée, la force du sang peut endommager les vaisseaux sanguins et le cœur. Lorsqu’elle est trop basse, elle entraîne faiblesse, vertiges et pertes de connaissance. Il en va de même avec la tension électrique. La perte de connaissance, ou plus précisément la panne, menace également le système électrique lorsque la tension est trop basse. Tout comme la pression artérielle fait circuler le sang, la tension électrique pousse les électrons à travers le réseau. Si la tension est trop élevée, elle peut endommager les installations électriques. Si elle est trop basse, cela entraîne des dysfonctionnements dans le réseau.

La tension électrique est donc un indicateur important de l’état du réseau, elle est surveillée de près par Swissgrid. Si elle baisse, il faut injecter de la puissance dite réactive sur le réseau, et si elle est trop élevée, il faut en soutirer pour assurer la stabilité de ce dernier. Cela se fait par exemple par des commutations ciblées, qui permettent de rediriger la puissance vers d'autres lignes disposant de capacité.

Markus Imhof, responsable de l’équipe System Operations System Management, nous explique ce qui provoque une surtension ou une sous-tension dans le réseau électrique, et comment les spécialistes de Swissgrid l’évitent au quotidien dans l’exploitation du réseau.

Que se passe-t’il si la tension baisse ou augmente soudainement ?

Nous exploitons notre réseau à très haute tension entre 220 kV et 245 kV, respectivement entre 390 kV et 420 kV. Si la tension devient trop élevée, la distance d’isolation – c’est-à-dire la taille des isolateurs – n’est plus suffisante, ce qui peut provoquer un arc électrique. Cet arc peut endommager nos installations ou, dans le pire des cas, entraîner des blessures corporelles. Il peut également déclencher une réaction en chaîne, provoquant la défaillance simultanée de nombreuses lignes, ce qui pourrait conduire à un blackout.

Si la tension est trop basse, cela peut entraîner un effondrement de la tension. Ce type d’effondrement peut être localisé ou régional, et provoquer une interruption de l’approvisionnement.

Comment Swissgrid surveille-t ’elle la tension de son réseau?

Nous disposons de deux centres de conduite, l’un à Aarau et l’autre à Prilly. Dans ces centres, nos spécialistes surveillent en continu (24h/24 et 7j/7) le respect des limites de tension. Nous utilisons notre système de conduite, qui nous permet de visualiser les valeurs de tension de nos 151 postes électriques. Si la tension devient trop élevée ou trop basse, une alerte est déclenchée et nous analysons quelles mesures sont les plus appropriées à prendre.

Comment Swissgrid s’assure-t ’elle que la tension reste dans les valeurs limites acceptables?

Le maintien de la tension en Suisse est régi par le concept de maintien de la tension. En Suisse, les centrales électriques sont tenues de contribuer au maintien de la tension. Cela signifie qu’elles doivent injecter ou absorber de la puissance réactive dans le réseau.

Qu’est-ce que la puissance réactive ?

La puissance réactive est une forme d’énergie électrique qui circule dans nos lignes mais n’effectue aucun travail direct – vous ne pouvez donc pas l’utiliser pour allumer des LED ou charger des batteries. Elle est néanmoins nécessaire pour faire fonctionner de nombreux appareils électriques, tels que des moteurs ou des transformateurs. Trop de puissance réactive peut surcharger le réseau électrique. C’est pourquoi elle est surveillée en permanence et, si nécessaire, compensée par des mesures ciblées pour garantir l’efficacité et la stabilité du réseau.

Et c’est la tâche des centrales?

C’est l’une des tâches des centrales, qui reçoivent une compensation pour l’énergie réactive produite correctement. Pour s’assurer que les centrales sachent régler correctement la tension, Swissgrid calcule ce que l’on appelle des valeurs de tension optimales. Celles-ci se basent sur un processus d’optimisation appelé Optimal Power Flow. Cela permet parallèlement de maintenir la perte de puissance dans le réseau aussi faible que possible et de minimiser les coûts de puissance réactive.

Swissgrid transmet le plan de tension calculé aux centrales. Celles-ci ajustent leur tension en échangeant plus ou moins de puissance réactive avec le réseau de transport selon les besoins.

Si la puissance réactive des centrales n’est pas suffisante, Swissgrid peut utiliser des déphaseurs supplémentaires. Dans ce cas, un générateur dans la centrale fonctionnera comme un moteur : il ne génère pas d’énergie électrique, mais peut injecter ou absorber de la puissance réactive de manière ciblée. De cette façon, il aide à maintenir la tension dans le réseau stable.

Est-ce que les réseaux de distribution exercent une influence sur le maintien de la tension?

Oui, les réseaux de distribution, c’est-à-dire les réseaux électriques des entreprises qui distribuent l’électricité aux ménages et aux entreprises, exercent une grande influence sur le maintien de la tension. Ils échangent de grandes quantités de puissance réactive avec le réseau de transport. Cependant, ils ont peu, voire aucun contrôle sur cet échange de puissance réactive. La raison principale de cet échange important réside dans leurs réseaux câblés souterrains. Un réseau câblé souterrain génère beaucoup plus de puissance réactive qu’un réseau aérien. Si les réseaux de distribution ne peuvent pas compenser cette puissance réactive localement, elle est injectée dans le réseau de transport. Cela peut entraîner une élévation de la tension dans notre réseau, voire des violations des limites de tension.

Quels défis actuels et futurs Swissgrid doit-elle relever en matière de maintien de la tension?

Il existe plusieurs défis liés au maintien de la tension. En raison de l’enfouissement progressif des réseaux de distribution, la production de puissance réactive (ou énergie réactive) augmente. Si cette puissance réactive n’est pas compensée dans le réseau de distribution, cela entraîne des tensions élevées dans le réseau de transport, et nous devons alors compenser cette puissance réactive via les centrales électriques. L’augmentation des lignes câblées souterraines dans notre réseau génère également davantage de puissance réactive, que nous devons compenser.  Avec l’augmentation des installations d’énergies renouvelables, en particulier le photovoltaïque, la charge diminue à la fois dans le réseau de distribution et dans le réseau de transport. Les lignes faiblement chargées ou à vide génèrent beaucoup de puissance réactive, ce qui provoque une élévation de la tension. Il devient de plus en plus difficile pour les centrales électriques d’absorber suffisamment de puissance réactive. C’est pourquoi Swissgrid prévoit de construire des installations de compensation afin de disposer de suffisamment de ressources en puissance réactive en Suisse dans le futur également.

Le réseau de transport de Swissgrid est l’un des plus sûr et fiable au monde, et tout est fait pour qu’il le reste, également en matière de maintien de la tension.