Lors du transport de l’électricité entre le point de production et le point de livraison, il se produit des pertes qui dépendent quantitativement de la valeur du courant, de la longueur des lignes et des caractéristiques du réseau.

On parle alors de pertes en ligne.

Invisibles, ces pertes d’électricité sont bien réelles et impossibles à éviter mais on peut essayer de les réduire.

D’où viennent les pertes en ligne?

– 78% des pertes proviennent de la déperdition d’énergie qui s’opère dès qu’un courant circule dans le matériau conducteur des liaisons. Le transport de l’électricité fait chauffer le câble et génère des pertes d’énergie.

On appelle cette dissipation de chaleur l’effet joule (du nom du physicien anglais James Prescott Joule qui l’a étudié ce phénomène vers 1860).

Pour du courant triphasé on obtient, par phase :

– Les conditions climatiques impactent également le volume des pertes dont 8% sont liées à une décharge électrique entre l’air et le conducteur.

– Environ 11% des pertes sont liées au passage du courant dans les postes de transformation.

– Le fonctionnement des postes eux-mêmes, nécessite la consommation d’une part d’énergie. Cette autoconsommation représente environ 3% du volume concernés.

Les pertes joules :

Elles sont liées à la résistance.
C’est la propriété d’un matériau à ralentir le passage d’un courant électrique. Désignée par la lettre R et son unité de mesure est l’ohm (symbole oméga Ω).
On parle de résistivité et de conductivité électrique.
Pour un conducteur électrique, à une température donnée, il existe une relation permettant de calculer sa résistance en fonction du matériau qui le constitue et de ses dimensions :

L : longueur en mètre,
S : section en mm²
ρ : résistivité en Ω.mm²/m
R : en ohms (Ω)

La résistivité
La résistivité électrique d’un matériau peut être déterminée en mesurant la capacité d’un matériau à conduire un courant électrique.
Sa fonction réciproque correspond à la conductivité électrique (= 1/résistivité).

Résistivité de valeur faible = bon conducteur électrique.
Résistivité de valeur élevée = bon isolant électrique.

Exemple de résistivité (lorsque le conducteur est parcouru par son intensité nominale)
ρ pour le cuivre 0.0225 Ω.mm²/m
ρ pour l’aluminium 0.036 Ω.mm²/m

La résistivité d’un conducteur varie selon la température climatique, avec l’intensité qui le traverse et aussi en cas de court-circuit (contact au moins de deux potentiels différents, qui provoque une élévation très importante et très brusque de l’intensité).

Pour diminuer au maximum la valeur de la résistance en fonction de la longueur et faut augmenter la section des conducteurs électriques (jusqu’à une valeur acceptable pour la mise en œuvre).

Réduire les pertes sur le réseau :

– Le volume de pertes dépend de l’intensité transitant sur les installations, et donc de la consommation. Plus la consommation est élevée et plus les pertes sont importantes.
Il existe une technique recommandée par RTE dans son rapport sur les nouvelles règles de marché de l’électricité pour participer à cette économie :

l’effacement.
Il s’agit de ne pas utiliser d’électricité, et donc de “s’effacer”, lors des pics de consommation.
Les personnes concernées ne se retrouvent pas dans le noir pour autant.
L’abonné contrôle l’effacement (après avoir reçu un message de demande d’effacement), et peut mettre certains appareils à l’arrêt (ce système peut être également automatique après quelques modifications de l’installation et commandé aussi à distance). Les coupures sont assez courtes (quelques minutes), si bien que le confort des ménages n’est pas entamé.
L’effacement est déjà testé dans certaines régions mais à une échelle trop faible pour que cela ait un impact réel.

– L’optimisation du chemin parcouru par l’électricité a aussi son importance.
Emprunter le chemin le plus court entre le point de production et le point de livraison permet de réduire les pertes.

– Il existe également des marges de manœuvre dans l’exploitation du réseau. En faisant varier légèrement le niveau de tension (volts), on peut diminuer l’effet Joule (U = R x I et P = U x I -> P = R x I²)

– Des alternatives technologiques sont identifiées et étudiées. Elles permettent de réduire les pertes par le choix de matériaux moins générateurs de pertes (nouveaux types de câbles).

– La mise en service de batteries de condensateurs dans les postes permet de compenser l’énergie réactive et donc de remonter la valeur du facteur de puissance (P = U x I x cos φ x √3 -> tan φ = Q / P).
L’installation de CSPR (Compensateur Statique de Puissance Réactive) permet d’atténuer les variations de tensions rapides et d’aider le retour à la normale après un incident sur le réseau.

Des chiffres

En 2012, les pertes totales s’élevaient à 10,5 milliards de kWh.
Cela représente un coût total de 648 millions d’Euros, soit un coût moyen du MWh de 61€.

– 40% de pertes sur le réseau 400 kV.
– 30% de pertes sur le réseau 225kV et 150 kV.
– 30% de pertes sur le réseau HT de 42 kV à 90kV.

En 2012, le volume de pertes évitées s’élevait à 133 000 MWh.

Les prévisions journalières des pertes sont élaborées au plus tard deux jours avant leurs publications, à partir des dernières prévisions de consommation disponibles, et d’une estimation des pertes réalisées lors des journées précédentes.
Ce sont ces prévisions qui servent à établir les programmes de livraison d’énergie.

Voir les données de RTE