Électricité Le rendement et les pertes sur le réseau

Energie finale et énergie primaire sont deux notions à ne pas confondre. L'énergie finale est la quantité d'énergie distribuée à l'usager qui est comptabilisée à son compteur quand il s'agit d'électricité ou de gaz. L'énergie primaire est la quantité d'énergie consommée en amont pour fournir l'énergie finale.

Énergie finale et énergie primaire

Énergie finale et énergie primaire sont deux notions à ne pas confondre. L'énergie finale est la quantité d'énergie distribuée à l'usager qui est comptabilisée à son compteur quand il s'agit d'électricité ou de gaz.

L'énergie primaire est la quantité d'énergie consommée en amont pour fournir l'énergie finale. L'énergie primaire correspond aux vraies consommations d'énergie du pays, contrairement à l'énergie finale. La filière électrique est déstabilisée actuellement, car en matière d'énergie primaire, l'électricité se classait très mal. Il fallait en effet 2,58 kWh pour fournir 1 seul KWh à l'usager, en raison du faible rendement des centrales nucléaires et des pertes en ligne significatives.

​Dans la Règlementation thermique 2012 (RT 2012) le gaz était favorisé rendait le chauffage et le chauffe-eau électrique peu intéressant. Pour la RE 2020, le coefficient a été changé de 2.58 à 2.3 rendant ainsi l'électricité compatible avec la construction neuve.​

Les pertes sur le réseau

Les pertes du réseau électrique — notamment par effet Joule — varient avec la consommation et la distance à parcourir. Elles sont influencées par 4 facteurs :

1 : Résistance des câbles 

Les câbles généralement constitués de fils de cuivre ou d'aluminium de gros diamètre utilisés pour transporter l'électricité présentent une certaine résistance qui entraîne des pertes d'énergie sous forme de chaleur. Plus la distance est grande et plus les pertes sont importantes.

2 :Tension de transport :

Lorsque l'électricité est transmise sur de longues distances, elle est généralement transportée à des tensions élevées permettant de minimiser les pertes d'énergie lors du transport, car les pertes sont généralement proportionnelles au carré du courant électrique. Les pertes (Pertes) sont proportionnelles au carré du courant électrique (I) multiplié par la résistance (R) du conducteur. Les pertes sont exprimées en watts (W).

3 : Types de câbles et de lignes :

Différents types de câbles et de lignes de transmission ont des niveaux de pertes différents. Par exemple, les lignes à haute tension (comme les lignes à courant continu) ont généralement des pertes inférieures aux lignes à basse tension. L'utilisation de matériaux conducteurs plus efficaces peut réduire les pertes.

4 : Facteurs environnementaux :

Les conditions environnementales affectent les pertes du réseau électrique. Ainsi les températures élevées augmentent la résistance des câbles et entraînent des pertes supplémentaires. Les tempêtes endommagent les infrastructures électriques et génèrent des pertes.

Poteau électrique en béton plié par vents violent tempête 2009. Photo Picbleu

Tension de transport de l'électricité

1. Basse tension (BT) : Elle est utilisée pour la distribution d'électricité à usage domestique et commercial. Elle est généralement inférieure à 1 000 volts (V), autour de 220 V pour les applications résidentielles.
2. Moyenne tension (MT) : Elle est utilisée pour la distribution de l'électricité sur des distances moyennes, souvent dans des zones urbaines ou industrielles. Elle se situe généralement entre 1 000 volts et 69 kV. (1 kilovolt, kV)​
3. Haute tension (HT) : Elle est utilisée pour le transport de l'électricité sur de longues distances, souvent entre différentes régions ou pays. Elles sont généralement entre 69 kV et 765 kV.
4. Très haute tension (THT) : Elle est utilisée pour le transport à très longue distance de l'électricité sur de grandes interconnexions ou sur des câbles sous-marins. Elles sont de 765 kV et plus.

Le système électrique mesure l'énergie à différents niveaux, en particulier :

•  L'énergie facturée au consommateur final.
•  L'énergie injectée sur le réseau par une centrale électrique.
•  L'énergie brute de la centrale de production d'électricité.
  

L'écart entre les énergies mesurées à l'entrée et à la sortie mesure les pertes dans le système :

•  dans la centrale jusqu'au transformateur de haute tension.
•  dans le transport par haute tension jusqu'au transformateur de moyenne tension (1).
•  dans les circuits de distribution.
•  chez le consommateur.

Les pertes sur tous les réseaux en France, (32 TWh en 2007), sont mesurées par l'écart entre l'énergie injectée sur le réseau et l'énergie livrée au compteur et facturée. Ces pertes incluses dans les statistiques officielles, de l'ordre de 6 % en France, n'incluent pas la perte électrique au niveau des centrales. Ce décalage provient de l'écart entre la production brute comprenant le fonctionnement des auxiliaires (pompes primaires et secondaires, transformateurs, usages internes, etc.), et la production nette en sortie des transformateurs des centrales. Ce dernier chiffre apparaît dans les statistiques de production.

Source : l’énergie électrique en France, RTE 2007

Limitation des pertes sur le réseau 

Les pertes du réseau peuvent être limitées en améliorant :

•  Les pertes en moyenne et basse tension (1), par exemple dans les fils d'alimentation ou dans les transformateurs (les technologies les plus récentes peuvent être utiles pour limiter ces pertes). Cette partie des pertes du réseau est liée à la saisonnalité de la consommation, ainsi lorsqu'un réseau rural est sollicité en hiver par des consommations de pointe (2) — comme le chauffage électrique — qui saturent le réseau et conduisent à des renforcements payés par les impôts locaux et par une taxation sur les consommateurs urbains.

•  En abandonnant ou en limitant le chauffage électrique (économies d’énergie et filières locales pour le développement du bois énergie), il est possible de limiter la perte hivernale et une part des dépenses de renforcement du réseau. Le gain en énergie peut alors être considéré comme proportionnel à la diminution du chauffage électrique de pointe.

•  Toutes les actions menées sur l’utilisation des usages et notamment celui du chauffage électrique (par exemple, la limitation de la consommation d'électricité avec le tarif EJP — Effacement Jours de Pointe — d'EDF) permettaient aux usagers de payer un tarif heures creuses toute l'année à condition d'accepter un tarif du kWh élevé pour 22 jours de consommation en pointe. Ce tarif avait l’avantage d’éviter la saturation des réseaux de distribution en hiver ou lors des pointes de consommations.

•  L’injection dans le réseau de sources alternatives d'énergie. Ces sources alternatives d'énergie dont les bénéfices en termes de répartition de la distribution électrique sont démontrés sans contestation possible.

•  L'adoption de technologies optimisées récentes (transformateurs avancés, systèmes optimisés, rénovation de transformateurs et d'équipements). Ces pertes en très haute tension resteraient limitées en moyenne à 2 % du total produit (2.09 % en 2006 source RTE). Les quantités de pertes électriques tendront à diminuer si les distances moyennes de transport diminuent (système moins centralisé). Le remplacement graduel des transformateurs par des transformateurs économes pourrait améliorer les rendements dans un délai de 10 ans.

Les pertes électriques : les pertes de transmission représentent 55 % dans les centrales électriques. Photo Picbleu

Lignes haute tension et santé

Sont-elles dangereuses pour la santé ?

Une ligne à Très Haute Tension de 400 000 volts génère un champ électro-magnétique d’environ 6 µT. Le champ magnétique se mesure en microtesla. Les informations rassurantes indiquent qu'aucune étude n'a prouvé la nocivité et que 375 000 personnes vivraient à proximité de lignes électriques HT. Il suffit de se placer sous des lignes électriques à haute tension, d'observer et de réfléchir…

Respectez la nature, sauvez un arbre ! Afin de contribuer au respect de l'environnement, merci de n'imprimer cette page qu'en cas de nécessité.

Remarques à ceux qui se reconnaitront

“Plus vous serez ignoble, mieux ça ira.” Stratégie de l’invective.
Les pseudos experts cachent leur ignorance sous l'invective.

Sources

Programme scénario négaWatt - www.negawatt.org

(1) Les pertes locales peuvent dépasser 10 %. Ces usages entraînent une dépense équivalant à environ 0,6 milliard d'euros par an que l'on peut considérer comme un soutien financier aux formes de chauffage électrique.
(2) Consommation de pointe : Se dit d'une consommation d'électricité épisodique et forte, la consommation de pointe s'oppose à la consommation de base qui est une consommation constante tout au long de l'année.
(3) Source : Michel Colombier Travaux sur l'inadéquation des tarifications d'électricité, Centre International de Recherche sur l'Environnement et le Développement (CIRED).

Union internationale des télécommunications (UIT)
Association internationale de l'électricité (AIE)
Institut de l'électricité et de l'électronique (IEEE)
Agence internationale de l'énergie (AIE)
Agence de la transition écologique (ADEME)
Commission de régulation de l'énergie (CRE)