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ABB dans la course aux réseaux de demain

Parc d’éoliennes sur la Mer du Nord. Pour acheminer l’électricité à l’intérieur des terres, les lignes à courant continu semblent la solution d’avenir.

Parc d’éoliennes sur la Mer du Nord. Pour acheminer l’électricité à l’intérieur des terres, les lignes à courant continu semblent la solution d’avenir.

(Keystone)

L’amélioration des circuits de distribution électrique représente un marché juteux pour les entreprises du secteur. L’helvético-suédoise ABB y est déjà présente avec un système à courant continu pour les bateaux. Mais c’est à terre que le potentiel est énorme.

Les réseaux électriques à courant continu pour bateaux d’ABB doivent permettre d’économiser jusqu’à 20% de carburant, et de réduire d’autant les émissions de CO2. Le groupe espère que ce système devienne bientôt la norme sur les ferries, les yachts, les remorqueurs et les vaisseaux qui alimentent les plateformes de forage.

Et cette innovation ne représente qu’une petite partie de l’offre que les multinationales de l’énergie développent pour rendre la production et la distribution plus efficaces et plus économes.

Avec l’augmentation de la population et de la consommation et l’essor économique des pays émergents, la demande mondiale d’énergie a cru de 20% en une décennie, selon les chiffres du Conseil mondial de l’énergie (CME), forum indépendant qui regroupe plus de 3000 organisations membres.

Réduire les gaspillages

L’électricité représente un tiers de toute l’énergie produite dans le monde et, selon les estimations du CME, elle est responsable de près de la moitié des émissions de CO2 imputables à la production d’énergie. Avec les infrastructures qui auront peine à suivre l’accroissement de la demande et les exigences environnementales actuelles, il devient de plus en plus important de rendre les systèmes plus efficaces.

ABB et les autres géants du secteur ont dépensé des millions de dollars en recherche et développement dans trois secteurs principaux: l’efficacité de la distribution électrique à longue distance, la connexion entre des réseaux jusque-là incompatibles et l’introduction de davantage de technologie à courant continu pour remplacer les systèmes à courant alternatif.

En plus des bateaux, ABB voudrait appliquer les systèmes à courant continu aux usines ou aux banques de données informatiques, comme il en existe de plus en plus.

Alors que le courant alternatif domine largement les réseaux de distribution et de consommation, on trouve un nombre croissant d’appareils domestiques et informatiques qui marchent au courant continu (voir explications dans la colonne de droite). La transformation de l’un en l’autre se fait via un convertisseur, mais l’opération suppose une perte d’énergie.

Pour Jochen Kreusel, responsable des réseaux intelligents chez ABB, il serait donc parfaitement sensé de distribuer davantage d’électricité sous forme de courant continu. «En réduisant le nombre d’étapes de conversion de l’un à l’autre, on réduit les gaspillages et les coûts», explique-t-il.

Mais si le courant continu est une option pour des environnements spécifiques comme les bateaux, on est bien conscient chez ABB qu’une conversion au continu des réseaux actuels de distribution de courant alternatif reste pour l’instant un concept purement théorique.

Imaginer un réseau entièrement en courant continu restera une chimère tant que le changement ne sera pas économiquement viable, renchérit Christoph Frei, secrétaire général du CME. «La solution par défaut de transport de l’énergie sur moins de 600 kilomètres, c’est le courant alternatif, explique-t-il. Passer à un réseau en continu reste une question de distances et de coût. Il faudra que les prix de l’énergie augmentent encore pour stimuler un tel changement».

Autoroutes électriques en continu

Un changement qui passerait par le courant continu à haute tension (CCHT, le plus souvent désigné par son sigle anglais HVDC), développé dès les années 30 par la compagnie suédoise ASEA, ancêtre d’ABB. Par rapport aux lignes à haute tension classiques à courant alternatif, les lignes HVDC transportent le courant avec moins de pertes, puisque celui-ci n’oscille pas.

La demande a explosé ces dernières années, avec l’essor économique de pays comme la Chine ou l’Inde, qui ont besoin d’améliorer leurs réseaux pour pouvoir distribuer plus de courant et sur de plus longues distances.

La quête de nouvelles sources d’énergie renouvelable a aussi pour conséquence de rallonger les distances entre les lieux de production comme les parcs d’éoliennes offshore et les lieux de consommation. Et plus le prix de ces énergies «vertes» baisse, plus le désir de les intégrer au réseau augmente, comme l’explique Jochen Kreusel.

«Au fur et à mesure que se comble le fossé entre le prix de l’énergie renouvelable et celui de l’énergie traditionnelle, nous allons voir une part croissante de renouvelable acheminé depuis des sites de production éloignés vers le consommateur sur tout le continent», explique le cadre d’ABB.

La technologie HVDC est également cruciale pour l’Afrique, si elle veut suivre l’exemple de la Chine, pays leader en termes de production hydroélectrique avec des réalisations comme le fameux barrage des Trois Gorges. Actuellement, un projet encore plus ambitieux est prévu sur la rivière Inga, en République démocratique du Congo.

«Actuellement, l’Afrique n’exploite que 7% de son potentiel hydroélectrique, note Christoph Frei. Le continent pourrait produire d’énormes quantités d’énergie, mais cela n’a de sens que si elle peut être transportée efficacement sur de longues distances avec des lignes HVDC».

Paix et sécurité

Pour compléter le puzzle, il faut encore une pièce capable de connecter entre eux des réseaux jusque-là incompatibles, que ce soit à l’intérieur d’un pays ou entre les pays.

La technologie HVDC permet non seulement d’acheminer de l’électricité entre des points très éloignés, mais également de la distribuer sur de vastes zones en interconnectant les réseaux. Ce qui présente des avantages non seulement commerciaux, mais également sociaux et politiques, comme le relève Christoph Frei.

«Connecter les réseaux électriques de différents pays présente des aspects positifs en termes de paix et de sécurité en plus de renforcer les échanges économiques. Les régions ne sont pas toutes aussi bien dotées en sources d’énergie et si vous voulez distribuer le courant équitablement, vous avez besoin d’interconnections», explique le secrétaire général du CME.

ABB estime contrôler actuellement près de 40% du marché HVDC, tandis que Siemens, son principal rival, en aurait à peu près autant. Mais les chiffres de ventes exacts sont un secret soigneusement gardé.

Et la concurrence, en particulier asiatique, se bat pour s’adjuger une plus grosse part de ce gâteau, dont la valeur devrait atteindre 7 à 9 milliards de francs par année une fois que les dernières barrières techniques auront été levées. Il s’agira notamment de renforcer la capacité et la vitesse des lignes de distribution HVDC.

Une autre mine d’or potentielle pour les entreprises du secteur réside dans la production de disjoncteurs à courant continu qui seraient capables (comme le sont les systèmes à courant alternatif) d’approvisionner en énergie de manière flexible aussi bien les clients industriels que les ménages.

Alternatif et continu

Depuis les débuts de la consommation de masse à la fin du 19e siècle, les producteurs d’électricité ont cherché le moyen le plus efficace de distribuer le courant. Les premiers réseaux à courant continu de Thomas Edison ont été rapidement supplantés par ceux à courant alternatif de son ancien employé Nikola Tesla, qui se sont imposés comme la norme partout dans le monde.

Le courant alternatif est bien adapté pour l’alimentation de machines industrielles et d’appareils domestiques car il est facile d’en modifier la tension au moyen d’un transformateur. Sur de longues distances par contre, son transport occasionne des pertes conséquentes.

Le courant continu peut quant à lui être facilement transporté avec moins de pertes, mais il ne se prête pas à l’utilisation de transformateurs.

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Haute tension

ASEA, la compagnie suédoise fusionnée en 1988 avec Brown-Boveri pour devenir ABB, a développé dès les années 30 une technologie de transport de courant continu à haute tension (HVDC). Dans les années 50, ses lignes ont servi à relier les îles suédoises au réseau du continent par des câbles sous-marins. Le système a ensuite été étendu à toute la Scandinavie.

La demande de solutions HVDC a décollé ces dernières années avec la consommation croissante des pays émergents. Selon le site internet d’ABB, il y a actuellement dans le monde 145 projets HVDC réalisés ou planifiés, pour une capacité de transport globale de 140'000 mégawatts. ABB elle-même a fourni la technologie pour plus de 70 de ces projets, couvrant ensemble une capacité de 70'000 mégawatts.

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Traduction de l’anglais: Marc-André Miserez, swissinfo.ch


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