Sécuriser l’approvisionnement en électricité, développer les énergies renouvelables, maîtriser la demande énergétique sont au cœur des enjeux de la transition énergétique.
Les entreprises de transition énergétique et numérique ont développé leur savoir-faire dans les domaines de la construction et l’optimisation des réseaux d’énergie en construisant le réseau électrique de la France, au début du XXe siècle. Elles ont su intégrer les avancées technologiques pour développer une offre clé en main, allant de la conception à la réalisation et la maintenance des réseaux électriques. D’installateurs de réseaux, elles sont devenues peu à peu de véritables intégrateurs de technologies. Elles proposent également des solutions de supervision des réseaux qui permettent d’optimiser leur exploitation et la performance des infrastructures. Leur savoir-faire s’exporte au-delà des frontières.
La production d’électricité
se transforme peu à peu
Pour produire de l’électricité (énergie finale), il faut transformer une source d’énergie fournie par la nature (énergie primaire). C’est ce à quoi servent les centrales électriques qui utilisent la force motrice ou la chaleur transformée en vapeur d’eau pour faire tourner une turbine qui entraîne un alternateur.
Comme l’électricité ne se stocke pas facilement, il faut combiner différents modes de production pour ajuster l’offre à la demande qui varie dans la journée et dans l’année.
3 grandes sources d’énergie primaire pour la production d’électricité :
- thermique : à partir d’énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) que l’on brûle ;
- nucléaire : à partir d’uranium. La chaleur est produite par la fission des atomes ;
- renouvelables : ainsi appelées car renouvelées en permanence par la nature (eau, vent, soleil, géothermie, bois, biomasse…).
L’épuisement des ressources fossiles et la nécessité de protéger l’environnement, en réduisant les émissions de Gaz à Effet de Serre (GES), incitent à développer des filières alternatives de production d’électricité à partir de sources d’énergies renouvelables.
Dans le cadre de la Loi du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte, la France s’est donnée comme objectif de réduire la consommation énergétique primaire d’énergies fossiles de 30 % en 2030 (par rapport à 2012) et de porter la part des énergies renouvelables à 23 % de la consommation finale brute d’énergie en 2020, puis à 32 % en 2030.
Le raccordement au réseau
Tous ces sites de production doivent ensuite être raccordés au réseau électrique. Comme le réseau routier, il permet d’acheminer l’électricité par des lignes (aériennes ou souterraines), depuis les lieux de production (barrages hydroélectriques, centrales thermiques ou nucléaires, parcs éoliens ou photovoltaïques…) jusqu’aux sites industriels, collectivités locales, entreprises et particuliers. Le réseau couvre l’ensemble du territoire français et est relié à ceux des autres pays européens. Il est constitué de grands axes (réseau de transport de l’électricité) et d’axes secondaires (réseau de distribution) dont la capacité varie en termes de puissance.
Les réseaux et infrastructures
de transport et de distribution
Géré par le Réseau de Transport d’Electricité (RTE), le réseau à Très Haute Tension (THT) de 400 000 volts permet de transporter de grandes quantités d’énergie sur de longues distances, en réduisant les pertes. Au niveau régional ou local, la tension du courant est abaissée avant d’être injectée sur des lignes électriques de 225 000, 90 000 et 63 000 volts.
Le courant est ensuite acheminé via le réseau de distribution l’électricité jusqu’aux clients finaux en abaissant la haute et très haute tension en moyenne tension (15 000 ou 20 000 vols) ou en basse tension (380 et 220 volts). Ce réseau est géré par Enedis.
Des postes sources ou des transformateurs jouent le rôle d’échangeurs et permettent de passer d’un réseau à l’autre. Ils sont utilisés à la sortie des unités de production et entre les réseaux de tensions différentes pour élever ou abaisser la tension.
Les postes de transformation regroupent généralement plusieurs transformateurs et se trouvent à la convergence entre plusieurs lignes. Il est ainsi possible de réguler les flux d’énergie en fonction de la demande ou des éventuels incidents pouvant survenir sur une ligne, sur un transformateur ou sur les appareillages. Les automatismes y jouent un rôle majeur.
La sécurité, en priorité
La construction et la maintenance de ces réseaux sont assurées en grande partie par les entreprises de génie électrique. La nature des projets nécessite des qualifications spécifiques pour travailler sur les réseaux (travaux sous tension, travaux en hauteur…) afin d’intervenir en toute sécurité. Les personnes chargées de construire et d’entretenir ces infrastructures sont appelées “monteurs en réseaux électriques aéro-souterrains”.
L’exigence première consiste en effet à respecter les consignes de sécurité. La prévention des risques est une préoccupation constante, quelle que soit la fonction exercée (management, équipe opérationnelle). Des formations continues sont systématiquement organisées afin d’actualiser les connaissances des équipes et de maintenir leur niveau d’habilitation.
Smart grids et nouveaux enjeux de la transition énergétique
Les entreprises de la transition énergétique et numérique développent des solutions innovantes : utilisation de drones pour surveiller le réseau et tirer des câbles, digitalisation du contrôle commande des postes de transformation, solutions de stockage de l’énergie… En alliant le numérique à leur savoir-faire en génie électrique, les réseaux électriques deviennent de plus en plus intelligents (Smart grids). Une avancée pour une gestion plus efficace !
Il faut gérer les flux d’électricité en volumes et dans le temps pour éviter de déséquilibrer le réseau. Si, historiquement, l’équilibre entre injection et soutirage était assuré uniquement par la régulation des moyens de production, l’intégration des énergies renouvelables (avec le développement de l’autoproduction et de l’autoconsommation), combinée à l’émergence de nouveaux usages (véhicules électriques…) et les avancées technologiques actuelles (déploiement de compteurs intelligents, stockage d’électricité, IoT, Big Data) modifient le système électrique. L’enjeu consiste à disposer de leviers qui permettent d’adapter en continu la consommation à la capacité d’injection et à l’état des réseaux.
La progression des systèmes de stockage en termes de maturité technologique et économique doit permettre d’apporter plus de flexibilité aux différentes mailles du réseau. La production d’électricité issue d’énergies renouvelables (soleil, vent…) étant intermittente, il est en effet de plus en plus nécessaire de savoir stocker l’électricité pour l’utiliser ultérieurement ou l’injecter sur le réseau à bon escient.
En apportant plus de souplesse dans l’utilisation des infrastructures, le développement des Smart Grids permet d’éviter d’onéreux chantiers de renforcement du réseau.
Le pilotage de la demande d’électricité permet par exemple de différer la consommation dans le temps, ce qui limite les contraintes liées aux pics de consommation. On parle d’effacement de consommation ou plus largement de la Maîtrise de la Demande en Énergie (MDE). Cette gestion de la demande s’appuie entre autres sur une mesure précise de l’énergie consommée via les compteurs communicants.
