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Le courant continu va-t-il révolutionner l’électricité de demain ?

Le courant continu n’en finit pas de faire parler de lui depuis une dizaine d’années. Grâce à lui, il sera bientôt possible de pouvoir exploiter les énergies renouvelables à grande échelle et de les acheminer avec des pertes de transmission minimales, à haute tension et sur de très grandes distances depuis les grandes zones de production vers les grandes zones de consommation. L’avènement du numérique, la recherche d’efficacité énergétique ainsi que l’essor des grands champs photovoltaïques et éoliens sont d’autres tendances de fond qui poussent vers le continu. Cette technologie tient-elle enfin sa revanche ? Va-t-elle bientôt remplacer définitivement le courant alternatif ?

Une rivalité de génies : Edison contre Tesla

Avant de répondre à cette question, il serait peut-être utile de préciser les différences entre les deux types de courant. Le courant continu est un courant électrique dans lequel les électrons circulent continuellement dans le même sens, du pôle négatif vers le pôle positif. Dans le courant alternatif, les électrons circulent de manière alternative dans les deux sens du circuit. Le sens du courant s’inverse plusieurs fois par seconde, à savoir 50 ou 60 allers-retours par seconde pour une fréquence respective de 50 ou 60 Hz(1).

Aujourd’hui, dans le monde, les réseaux de transport et de distribution de l’énergie électrique utilisent le courant alternatif. Cette situation est historique et remonte à la fameuse guerre des courants. Cette controverse technique et industrielle agita les États-Unis à la fin des années 1880 et opposa deux grands inventeurs, Thomas Edison (1847-1931) et Nikola Tesla (1856-1943). « Dans les premières années après l’introduction de la distribution d’électricité, le courant continu était la norme », raconte Éric Godard, Head of Expert Group Power chez Creos. « Mais le système de distribution mis au point par Thomas Edison comportait des inconvénients. Celui-ci n’utilisait que le 110V et ne permettait pas facilement à l’époque l’utilisation de tensions plus élevées. En raison de cette faible tension d’utilisation et de la chute de tension provoquée par la résistance des câbles, les centrales électriques ne pouvaient pas se trouver à plus d’un kilomètre des points d’utilisation. Ceci rendait impossible l’expansion des réseaux électriques. »

Le courant continu fut bien vite détrôné par le courant alternatif. Développé par Nikola Tesla et commercialisé par Georges Westinghouse, ce système présentait l’avantage de pouvoir être transporté à haute tension et sur de plus grandes distances grâce à des transformateurs élévateurs de tension. Des transformateurs abaisseurs ramenaient par la suite le courant alternatif à des tensions plus commodes pour l’utilisation domestique ou industrielle. C’est ce même système qui existe encore à l’heure actuelle.

Vers une nouvelle guerre des courants ?

Mais les choses ont évolué depuis. De gros progrès ont été réalisés dans l’électronique de grande puissance et les réseaux électriques sont devenus de plus en plus grands. Or plus les lignes à courant alternatif sont longues, plus les pertes sont importantes. En plus des pertes actives, les liaisons en alternatif font face à des pertes supplémentaires, appelées pertes réactives et liées à l’alternance du courant. Ces dernières induisent des limitations techniques sur la longueur des liaisons électriques. Les câbles électriques sous-marins, par exemple, sont limités à des longueurs de l’ordre de 50 à 100 kilomètres. Ce problème est résolu avec l’utilisation du courant continu à haute tension (High Voltage Direct Current ou HVDC). Plus stable et plus contrôlable, cette technologie permet de transférer l’électricité sur de grandes distances et s’apparente à de véritables autoroutes de l’énergie avec des liaisons qui peuvent être aériennes, souterraines ou sous-marines(2). Peut-on dès lors imaginer que les lignes à haute tension en courant continu vont progressivement remplacer celles à courant alternatif ?

« Je ne le crois pas », estime Éric Godard. « Passer entièrement du courant alternatif au courant continu ne sera pas aussi simple et coûterait trop cher. La plupart des infrastructures, que ce soient les générateurs de petite taille ou les grandes centrales classiques (charbon, gaz, nucléaire), devraient être complètement changées. Les différents transformateurs actuels ne seraient plus d’aucune utilité. Il faudrait également remplacer tous les systèmes de mesure et de coupure destinés à interrompre le courant. Sans compter que toute une série d’appareils que nous utilisons dans notre vie quotidienne ne fonctionnent qu’avec du courant alternatif. »

Par contre, une cohabitation entre les deux systèmes est tout-à-fait envisageable. « L’idée serait d’avoir un réseau qui reste en courant alternatif à moyenne échelle et un réseau continu à plus grande échelle pour faciliter les échanges d’énergie, qu’elle soit renouvelable ou pas », explique Éric Godard. « Ainsi, à l’échelle européenne, les éoliennes et barrages hydro-électriques sont surtout situés dans le nord alors que les panneaux photovoltaïques se trouvent majoritairement dans le sud. Selon que la météo est ensoleillée ou venteuse, l’électricité peut devoir être convoyée d’une extrémité à l’autre du continent. Pour ce faire, le gouvernement allemand, par exemple, a décidé de renforcer son réseau électrique sur l’axe nord-sud avec la construction de lignes HVDC en empruntant autant que possible les corridors d’infrastructures déjà existants. »

Finalement, l’électricité de demain ne va peut-être pas donner lieu à une nouvelle guerre des courants mais plutôt à une cohabitation entre des systèmes imaginés par deux génies que tout opposait.

(1) En Europe, la fréquence du courant alternatif est de 50 Hz.

(2) C’est notamment le cas avec les projets Eleclink et Nemo Link qui prévoient le passage d’électricité via la technologie HVDC entre l’Angleterre d’une part et la France et la Belgique d’autre part.

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