Blackout - suite

En relisant ce sujet https://forsv.1fr1.net/t3486-alerte-au-blackout
J'ai pris conscience d'un a-priori de ma part qui doit se révéler certainement erroné :
Je suppose que les réseaux électriques s'équilibrent naturellement et que les électrons qui se baladent à la vitesse de la lumière "savent" trouver le bon chemin à travers le maillage du réseau.

Mais le sujet cité en tête me donne vraisemblablement tort puisque si les réseaux ne sont pas soigneusement monitorés, il en résulte une surcharge et un blackout.

Alors, comment les électriciens s'y prennent t ils pour aiguiller le courant sur la bonne ligne ?

Le mieux est de prendre une analogie hydraulique. Imaginons que tu es le responsable de la gestion de l'eau dans une petite ville implantée dans un désert. Les ressources en eaux sont limitées et tu a décidé qu'une certaine quantité d'eau pouvait être utilisée pour arroser les jardins des habitants de la cité. Tu as créé un ensemble de tuyauteries, de réservoirs de manière à distribuer dans chacun des jardins de la ville la juste quantité d'eau allouée. TU as un réseau équilibré où la consommation égale la distribution. Tes réservoirs ont un niveau qui va varier au cours de la journée, des mois, des semaines, voire des années pour assurer une fonctionnement harmonieux à l'ensemble.

Le niveau dans les réservoirs correspond plus ou moins à la tension du réseau. La quantité d'eau qui va s'écouler dans les tuyaux correspond à la puissance. La taille des tuyaux conditionne les pertes de charges de ton circuit (ainsi que des éventuels robinets de réglages) soit la résistances des tes lignes de distribution. La vitesse de l'eau pouvant être plus ou moins assimilée à l'intensité de ton circuit électrique.

Mais voilà, il y a un gars qui a la main verte et qui cultive tellement de salades et de tomates qu'il en vend à son entourage. Pour maximiser ses gains, ils décide de soutirer plus d'eau. Pour cela, il va donc ouvrir le robinet qui le dessert, ce qui va diminuer la résistance du circuit (les pertes de charges). Du coup, il a plus d'eau qui coule chez lui. Mais, les niveaux dans les réservoirs autour de lui baissent (écroulement locale de la tension). Ces voisins viennent réclamer chez toi parce que chez eux il y a moins d'eau qui coule, donc ils arrosent moins et leurs plantes meurent du fait de la sécheresse.

En fait, si tu n'intervient pas, le circuit va trouver un équilibre, mais il y aura un tas de mécontents. Tu as 2 solutions, soit tu augmente la disponibilité de la ressource (donc tu augmente la production), soit tu va refermer le robinet chez le fautif pour rétablir l'équilibre antérieur. Si tu augmente la production, et que le robinet se referme, tu va faire déborder les réservoirs, et les gens voit avoir trop d'eau dans leurs jardins ... et ce n'est pas toujours bon.

En fait, le distributeur garantit une certaine qualité à l'électricité livrée aux bornes de son compteur. Une certaine tension, le moins d'harmoniques possibles, le droit de titrer une certaine puissance instantanée et le droit d'avoir une certaine quantité d'énergie sur l'année. Cela passe, entre autres, par un réseau équilibré. Actuellement, l'équilibre est garanti par le gestionnaire local du réseau. En France, c'est souvent Enedis, mais cela peut aussi être un syndicat local. Les électrons voyagent à la vitesse de la lumière dans les fils, malgré tout, localement, il peut y avoir des portions de circuit en surtension, alors que d'autres portions pourraient être en sous-tension. Si la tension est trop base, pour appeler la même puissance, il va falloir augmenter l'intensité dans les lignes. Or, cela va faire augmenter les pertes par effet joule avec le risque de fondre les lignes. Donc, le gestionnaire du réseau de transport à mis des sécurités sur ses lignes. Trop d'intensité => déclenchement de la ligne. Mais, cela peut entrainer un déséquilibre production vs distribution. Le blackout, c'est quand le déséquilibre n'arive pas à être contrôlé et que tout le "château de carte" s'écroule.

Bonsoir !
Pour l'analogie des tuyaux, je comprends la situation : le frottement contre les parois, le diamètre et la longueur influencent sur le débit mais comment cela est-il possible pour l'électricité ?
Comment amener le courant électrique à choisir tel ou tel chemin ?

lgda a écrit:

Comment amener le courant électrique à choisir tel ou tel chemin ?

En jouant sur la tension, ou sur la résistance des circuits. Les alternateurs peut absorber ou produire de "réactif", mais on peut aussi brancher sur le réseau des réactances ou des selfs. Ensuite, on pilote pour maintenir l'équilibre production/consommation en réglant la fréquence du réseau. Quand la fréquence dépasse 50 Hz, les groupes qui pilotent diminuent leur production pour ramener la fréquence dans la bonne plage. Et vice-versa quand la fréquence baisse.

Le problème c'est qu'avec les renouvelables, on ne pilote plus grand chose. Ils produisent ce qu'ils peuvent et tant pis si cela ne convient pas au réseau. Du coup, quand ils ont trop d'électricité, les gestionnaires du réseau allemand préfèrent vendre à perte (on parle de prix "négatifs") plutôt que de diminuer la marge de réglage en arrêtant des centrales au charbon ou au gaz qui sont leurs seuls moyens de réglages. Leurs groupes nucléaires fonctionnant "en base", donc 0% ou 100%, voire quelques puissances intermédiaires, mais sans réguler leur puissance en fonction de l'état du réseau. Dans les faits, actuellement, c'est la France qui maintient le réseau d'Europe de l'ouest (avec l'aide de la Suisse et de l'Autriche, et de leurs centrales hydrauliques). Celui de l'est étant tenu par la Pologne et la Tchéquie.

Si tu veux voir comment cela se passe en temps réel, tu peux en avoir une idée avec Electricity Map

Par exemple, en ce moment, la France exporte vers tous ses voisins. La Suisse importe 687 MW depuis la France, mais en exporte, 974 MW vers l'Allemagne, 422 MW vers l'Autriche et 2215 MW vers l'Italie.

Salut

Nardu a écrit:

En jouant sur la tension, ou sur la résistance des circuits. Les alternateurs peut absorber ou produire de "réactif", mais on peut aussi brancher sur le réseau des réactances ou des selfs.

On utilise donc le principe que le courant suit le chemin le moins résistant.

Le Vieux

Le Vieux a écrit:

Salut

Nardu a écrit:

En jouant sur la tension, ou sur la résistance des circuits. Les alternateurs peut absorber ou produire de "réactif", mais on peut aussi brancher sur le réseau des réactances ou des selfs.

On utilise donc le principe que le courant suit le chemin le moins résistant.

Le Vieux

En fait, il suit la pente ... de la tension. La tension peut être perçue comme le niveau d'eau dans des conduites. Localement, il va aller là où il y a le moins de tension, et relever celle-ci. Les gens du RTE (en France) agissent sur la tension, en absorbant ou en injectant du réactif, soit vial les alternateurs des groupes de productions, soit via des réactances ou des selfs de grande capacités.

Les ENR qui ne permettent pas de régler la tension aussi finement que les autres moyens de production, ont imposé le renforcement du réseau par la mise en place de lignes qui servent à stabiliser le réseau en le bouclant, donc en éliminant les "antennes". Mais aussi par la mise en place de transfo d'équilibrages ou de selfs, d'inductances, ...

Voici la page wikipedia qui parle des réactances shunt.

Il y a aussi des autotransformateurs.

Je ne suis pas un spécialiste du transport et de la distribution de courant, je ne peux que renvoyer sur le site du RTE : https://bilan-electrique-2018.rte-france.com/reseau-de-transports-liaisons-neuves-et-renouvelees/#

Toutefois, dans les années 2000, les pseudos-spécialistes de Greeenpeace, et de pas mal d'autres associations écologistes disaient que les ENR en permettant la production diffuse de courant allaient permettre de se passer des lourdes infrastructures du réseau de transport. Oui, de réelles "autoroutes" en 400 kV permettent de relier les grands centres de productions que sont les centrales nucléaires aux grands centres de consommations que sont les grandes villes.

En réalité, le RTE est en train de renforcer partout son réseau car les lignes existantes ne permettent pas de passer les puissances prévues. Certains projets de fermes éoliennes ou solaires se plaignent de la lenteur à laquelle elles sont raccordées au réseau. Souvent la raison est simple, on construit plus vite un tel dispositif de production que l'on ne construit les lignes servant à sécuriser sa distribution. Le réseau existant n'étant pas capable de faire transiter tellement de puissance sans surchauffes. De plus, parfois les voisins découvrent les problèmes d'harmoniques qui font que leurs installations ne cessent de disjoncter, ou que leurs appareils électroniques fonctionnent mal ou ont une durée de vie très courte.

Intéressante cette carte. On voit que l'Italie importe massivement...

Ces liens sont très intéressants.

Mais ce qui me choque, c'est cette tache blanche entre France, Allemagne, Autriche et Italie. Ca manque d'intégration !

lgda a écrit:

Ces liens sont très intéressants.

Mais ce qui me choque, c'est cette tache blanche entre France, Allemagne, Autriche et Italie. Ca manque d'intégration !

Il me semble que cette tâche blanche est récente (sauf erreur de ma part, j'ai du consulter cette carte, l'hiver dernier, et la Suisse n'était pas en blanc). Il est possible que ce soit une histoire de droits.

PS: les données sont "open-sources", comme indiqué sur la page suivante : electricitymap-contrib

Aujourd'hui, l'Allemagne a produit en masse. Au point où la stabilité du réseau a été perturbée en fin de matinée. A Fessenheim, nous avons reçu un appel pour nous demander si nous étions disponibles à la baisse ... Alors qu'on a déjà averti le gestionnaire du réseau que suite à divers problèmes, nous ne l'étions pas.

Comme on peut voir sur la courbe, malgré la production massive en éolien et en solaire, les allemands n'ont pas baissé leur production en charbon. En fait, pour ne pas risquer un blackout, ils gardent de la puissance "pilotable", et chez eux, il n'y a que les centrales à charbon pour cela. Donc, beaucoup d'énergie disponible, des pris bas sur le marché et un problème pour maintenir l'intégrité de la plaque "est" en France. Au moment où j'ai quitté le boulot, cela se traitait à Paris, assez haut dans les hiérarchies d'EDF...

Salut

J'ai lu un article au sujet des réseaux électrique, qu'il faudrait au niveau mondial, des connexions intercontinentales, ainsi, l'électricité produite par intermittence, verte donc, pourrait être mieux régulée, le vent souffle toujours quelques part, de même le soleil brille toujours ailleurs. C'est sans doute une utopie pour le moment, toutefois,techniquement possible si la politique le voulait on le pourrait

Ceci dit, je me suis posé la question "avons nous des connexions électrique avec la Russie, l'Ukraine, la Turquie etc.. ? " voir même l'Europe des 27 est-elle interconnectée ?

Le Vieux

Le Vieux a écrit:

Salut

J'ai lu un article au sujet des réseaux électrique, qu'il faudrait au niveau mondial, des connexions intercontinentales, ainsi, l'électricité produite par intermittence, verte donc, pourrait être mieux régulée.

Je présume que celui qui a planifié ça a aussi prévu les pertes en ligne... (plus la ligne est longue et plus la perte de puissance est importante, à moins d'avoir des supraconducteurs)

--> A quand la supraconduction à t° ambiante ??

Et surtout, à quel prix?

Le Vieux: même au sein d'un même pays, les énergies alternatives demandent un gros investissement dans les réseaux électriques.

Mon sentiment est que la solution idéale est de consommer au plus près du lieu de production.
Mais ce n'est pas toujours possible.

Qu'en est-il des solutions de stockage ? P. ex les batteries au lithium ?

Salut

LGDA a écrit:

Je présume que celui qui a planifié ça a aussi prévu les pertes en ligne... (plus la ligne est longue et plus la perte de puissance est importante, à moins d'avoir des supraconducteurs)

--> A quand la supraconduction à t° ambiante ??

L'auteur parlait de courant continu au lieu de courant alternatif, le courant continu perdrait moins d'énergie en chemin, mais j'ignore dans quelle proportion.

Concernant la supraconduction ambiante, il y a des années que je n'ai plus entendu d'avancée en ce domaine, mais le fait que je n'en ai pas entendu parler ne veut pas dire qu'il n'y en a pas, je vais rester à l’affût de toutes informations concernant cette technique.

Steph a écrit:

Et surtout, à quel prix?

Oui, sans aucun doute, que ce sera cher, mais sans doute moins que si l'on laisse continuer polluer notre atmosphère, notre eau, nos sols.

LGDA a écrit:

Mon sentiment est que la solution idéale est de consommer au plus près du lieu de production.
Mais ce n'est pas toujours possible.

Qu'en est-il des solutions de stockage ? P. ex les batteries au lithium ?

Sans aucun doute, il nous faut aussi apprendre à économiser, que ce soit à notre niveau individuel qu'au niveau des gouvernements et des industries
Il faut également de bons recyclages

Pour le batterie de stockage, on cherche toujours, il y a beaucoup d'avancées aux niveaux des laboratoires, mais encore faut-il que ce soit commercialisable, tout en tenant compte des matériaux a utiliser, il faut prévoir aussi qu'il y ait assez de matière pour satisfaire la demande mondiale, celle en cours et celle à venir, Car on ne peut se contenter de fournir des batteries rien qu'a une partie du monde, il faut prévoir une demande à satisfaire non pas à 2 ou 3 milliards d'individus mais bien à 10 milliards d'individus voir plus.

Un exemple les batteries sodium ion


Le Vieux.

Un meilleur site concernant les batterie sodium ion

J'oubliais, la route de la soie, il serait prévu une distribution d'énergie tout le long de celle-ci.

Le Vieux a écrit:

Salut

LGDA a écrit:

Je présume que celui qui a planifié ça a aussi prévu les pertes en ligne... (plus la ligne est longue et plus la perte de puissance est importante, à moins d'avoir des supraconducteurs)

--> A quand la supraconduction à t° ambiante ??

L'auteur parlait de courant continu au lieu de courant alternatif, le courant continu perdrait moins d'énergie en chemin, mais j'ignore dans quelle proportion.

En fait, il y a divers problèmes. Régulièrement on fait des essais de secours de centrale à centrale. Fessenheim est couplée avec Cattenom pour cela. Donc, on se met en "antenne", c'est à dire qu'il n'y a aucun autre utilisateur et aucun autre producteur surla ligne entre Cattenom et Fessenheim. A vu de nez, on est dans les 300 km. Mais, les phénomènes électriques font que pour obtenir du 6,6 kV au niveau des moteurs des pompes primaires à Cattenom, nous sommes à la limite de la surtension. En fait, c'est un peu plus compliqué, la sous-tension est aux environs de 0,8 x Un et la surtension est à 1,2 x Un. Donc, on monte notre tension à 7,9 kV, pour que Cattenom obtienne plus de 5,3 kV... Je laisse imaginer ce qui se passe sur des distances plus longues. Donc, pour passer sur des distances plus longues en antenne, surtout s'il y a plus de puissance que nos malheureux 30 à 35 MW, on passe par du continu. C'est le cas des lignes entre l'Angleterre et la France. Je n'ose imaginer un coast2coast entre les 2 cotés de l'Atlantique. Surtout que quelque part, vers le milieu, il y a une dorsale avec éjection de lave. Il ne faudrait pas que la ligne traîne au fond. Mais, si elle est trop loin du fond, il ne faudrait pas qu'un sous-marin de passage ne s’accroche dedans, ou un chalutier...

Le Vieux a écrit:

Un meilleur site concernant les batterie sodium ion

C'est bien des chercheurs du CNRS qui ont développé la technologie sodium-ion, mais depuis, ils ont créé Tiamat, pour industrialiser la production. C'est donc chez Tiamat qu'on devrait trouver les dernières infos sur cette technologie...

Salut

Nardu a écrit:

e n'ose imaginer un coast2coast entre les 2 cotés de l'Atlantique

On peut rêver d'une ligne entre l'Alaska et l’extrême est de la Sibérie, le problème, c'est que ni l'Alaska, ni la Sibérie sont fort peuplée et l'on devrait pour arriver là ou on en a le plus besoin, de créer des lignes de plusieurs milliers de km même vers la Chine et la Corée qui sont les plus proches. C'est là que pourrait intervenir des lignes en supraconducteur, mais on est très loin d'y arriver, cela restera pour le moment du domaine du rêve, mais peut être qu'un jour... si l'humanité survit à elle même ?

Le Vieux

lgda a écrit:

Mon sentiment est que la solution idéale est de consommer au plus près du lieu de production.
Mais ce n'est pas toujours possible.

Cela a été le leitmotiv des tous les pro-ENR et antinucléaire pendant toute la phase de développement du déploiement des ENR. Actuellement, on prévoit de renforcer le réseau, justement parce que le consommer local est un mythe qui n'a aucun fondement en ce qui concerne l’énergie. On la consomme rarement là où on en a besoin. Du coup, le RTE prévoit renforcer son réseau pour accueillir les energies renouvelables. J'aime bien le titre "accueillir", comme si la France n'en avait pas du tout ... Passons. Ce qui est aussi symptomatique est comment la même information est traitée par les sites "écolos" : RTE rejette le « mythe » des coûts cachés EnR. RTE annonce le 11 septembre qu'il va dépenser environ 3 à 4 euro par MWh produit, ce qui supose des investissements assez conséquents, et cela se transforme après une semaine de digestion et de reformulation, en ce titre bizarroïde, pour ne pas être obligé de se contredire quand on prétendait que cela n'aurait aucune incidence sur le prix ...

DU coup, voici le rapport de RTE : DOCUMENT DE RÉFLEXION ET DE PROPOSITION : Le stockage d’électricité en France

lgda a écrit:

Qu'en est-il des solutions de stockage ? P. ex les batteries au lithium ?

Excellente question.... et j'ai une partie de la réponse. En fait, on est en rupture de production de batteries lithium-ion car la demande est assez conséquente. Pour l'instant, ce ne sont pas les véhicules électriques qui sont les plus gros consommateurs de batteries lithium-ion, mais les smartphones et autres solutions informatiques nomades. Mais, cela pourrait changer à l'avenir. L'association dont je suis membre, l'Acoze France, a visité un site de recyclage de batteries : L’ACOZE EN VISITE CHEZ EURO DIEUZE INDUSTRIE : Recyclage des batteries

Citation :

La réglementation demande de recycler à minima 50 % du poids de la batterie. En réalité entre 60 et 75% de la masse de la batterie sont recyclés en fonction des typologies de batteries.

Gérer la fin de vie d’une batterie de traction peut nécessiter la destruction de certaines substances risquées, mais principalement de recycler de nombreux éléments : la coque de la batterie, les composants électroniques intégrés à la batterie, les câbles, les vis, etc… et bien sûr les cellules élémentaires (de quelques unités à plus d’une centaine, selon les batteries).

...

Quid de la seconde vie de nos batteries de traction ?

La durée de vie sur un véhicule électrique est estimée à 8 à 10 ans pour les premières générations et entre 12 à 15 ans pour les deuxièmes générations de batterie.

La seconde vie des batteries de traction, telle que préconisée par l’Europe, est clairement encore à formaliser.

D’abord parce que le marché des VE n’est pas assez vieux pour qu’un nombre significatif de batteries de traction soit susceptible d’entrée en seconde vie (les batteries envoyées en recyclage sont plutôt des résultantes d’anomalies ou d’accident).

Ensuite parce que les constructeurs sont encore enclins à réparer : il suffit parfois de changer quelques éléments faibles pour redonner pleine capacité à une batterie. Ainsi EDI reçoit-il souvent, à côté des batteries entières, des cartons des éléments défectueux sans espoir de seconde vie et donc candidates au seul recyclage pour récupération des métaux.

Donc, la première génération de batterie, comme celle qui est dans ma Zoé de 2013, a une durée de vie de 8 à 10 ans (et d'environ 300 000 km). Quand ce cycle sera terminé, on les recyclera en batteries de stockage, ce qui permettra de diminuer le prix des installations de stockage. C'est donc une solution qui commencera à mûrir vers 2021-2023. Sachant que le marché des VE n'était pas mirobolant à l'époque.

narduccio a écrit:

Quid de la seconde vie de nos batteries de traction ?

La durée de vie sur un véhicule électrique est estimée à 8 à 10 ans pour les premières générations et entre 12 à 15 ans pour les deuxièmes générations de batterie.

Ce qui veut dire que la batterie de ma Prius est déjà naze (mais dès le départ, c'est de la gnognotte, autonomie d'environ 3km en propulsion toute électrique). Et vu la mode actuelle des véhicules hybrides (gros succès marketing de Toyota, repris par les lobbyistes verts européens), la tension sur le marché des batteries (autres les anciennes au plomb) n'est par prête à diminuer.

Je serai curieux de connaître les rendements comparés du stockage électrique en barrage hydraulique (on renvoie de l'eau en altitude pour stocker de l'énergie) et en batterie chimique ou métallique (avec les pertes par effet joule et par hystérésis).

ji_louis a écrit:

Je serai curieux de connaître les rendements comparés du stockage électrique en barrage hydraulique (on renvoie de l'eau en altitude pour stocker de l'énergie) et en batterie chimique ou métallique (avec les pertes par effet joule et par hystérésis).

J'aimerais aussi les connaitre, cela m'aiderait dans pas mal de discussions sur fB ou sur des forums. J'ai des estimations officieuses qui me font dire que 'lune ou l'autre des solutions sont des solutions financières, mais pas écologistes car une part assez importante de l'électricité disparait dans les transformations, mais je n'ai jamais trouvé un texte sur lequel je puisse appuyer une démonstration rigoureuse.

Donc, si quelqu'un me fournit cela, il aura droit à ma plus sincère reconnaissance.