Connexion
Abonnez-vous

Réseau électrique : pourquoi le solaire et l’éolien sont des « passagers clandestins »

Toute une histoire pour quelques Hz

Réseau électrique : pourquoi le solaire et l’éolien sont des « passagers clandestins »

Assurer la stabilité d’un réseau électrique n’est pas une mince affaire, surtout s’il est interconnecté (c’est le cas en Europe) avec des sources variées de production. Mélanger nucléaire, hydraulique, thermique, solaire et éolien, n’est pas aussi simple que de brancher des prises sur une multiprise. De nombreuses notions entrent en ligne de compte, notamment l’inertie et la fréquence. On vous explique.

Le 06 mai à 14h35

RTE a publié une foire aux questions sur le black-out qui a touché l’Espagne et le Portugal lundi dernier. Les causes ne sont pas connues et ne le seront pas avant plusieurs jours, voire semaines. Le gestionnaire de réseau consacre une partie de sa FAQ au rôle des énergies renouvelables.

RTE marche sur des œufs, affirmant ne pas disposer pour le moment « d’élément indiquant qu’il s’agirait de la cause du black-out ». Il ajoute tout de même que « des investigations en cours devront analyser dans quelles mesure cette forte part des énergies renouvelables [70 % d’éolien et de solaire au moment du black-out, ndlr] a pu jouer un rôle dans la propagation de l’incident ».

Pour certains, l’essor des énergies renouvelables est en cause. Ces suppositions sonnent comme un écho à l’intervention récente d’André Merlin, ancien directeur de RTE et de l'Association européenne des gestionnaires de réseaux de transport d'électricité, lors d’un colloque au Sénat sur la programmation pluriannuelle de l’énergie pour la France.

Mais pourquoi cette piste est-elle privilégiée ? Une question de fréquence et de stabilité du réseau, on vous explique.

Solaire et éolien sont-ils des « passagers clandestins » du réseau ?

Il reste 87% de l'article à découvrir.

Déjà abonné ? Se connecter

Cadenas en colère - Contenu premium

Soutenez un journalisme indépendant,
libre de ton, sans pub et sans reproche.

Accédez en illimité aux articles

Profitez d'un média expert et unique

Intégrez la communauté et prenez part aux débats

Partagez des articles premium à vos contacts

Abonnez-vous

Commentaires (89)

votre avatar
D'ailleurs y a pas eu un ajustement récent de la fréquence "européenne" (pour intégrer l'Ukraine, il me semble), et qui fait que toutes les petites horloges (comme celle sur les fours, les micro-ondes, etc.) vont imperceptiblement dériver (et donc ne plus être à l'heure) ? Enfin, ça se joue ç des pouillèmes...
votre avatar
On peut d’ailleurs suivre en direct la fréquence sur le site de Swissgrid. Et pour les écarts, c’était en effet déjà le cas en 2018 avec des « désaccords politiques opposant les autorités serbes et kosovares ». :chinois:
edit (trompage de smiley :o)
votre avatar
Je ne sais pas. Mais , en 2018, il y avait eu une baisse de la fréquence pendant quelques semaines à cause d'un différent entre la Serbie et le kosovo next.ink Next . Ce qui avait conduit à un retard de plusieurs minutes des horloges de fours et micro-ondes. Puis, ils avaient remontés la fréquence pour rattraper ce retard. Ce qui mettait les horloges des fours et micro-ondes en avance pour ceux qui avaient corrigés le retard.
votre avatar
Il y a longtemps que les horloges des fours prennent de l'avance parce qu'elles sont synchronisées sur le 50 hz.
ça peut représenter plusieurs minutes si il n'y a pas de microcoupure entre deux changements d'heure.
votre avatar
Ca veut dire que je ne peux plus faire confiance à mon four micro-ondes ? :stress: :stress:
votre avatar
Ça te donnera une bonne excuse pour ceci. :D
votre avatar
En tout cas, mon micro-onde ne dépend pas du 5àHz. La plupart des horloges intégrées d'appareils ayant un minimum d'électronique dépend de composants numériques indépendants du 50Hz pour l'horloge.

Ceci dit, si on regarde de près, la plupart dérive car ils n'ont pas de compensation en température.
votre avatar
"Le gestionnaire précise enfin avoir lancé depuis plusieurs années un cycle de renforcement des règles techniques d’accès au réseau et de programmation afin d’assurer une bonne intégration du renouvelable dans le système électrique."

du coup faudrait qu'ils en parles à Geredis/Seolis en deux sèvres, qui refusent de faire des consuels sur les installations solaire auto construite ... pas l'idéal pour avoir une vision claire des potentiels "perturbateurs" sur les infrastructures...
votre avatar
les pilotables comme le nucléaire, les centrales thermiques et l’hydraulique (dont les capacités d’installation sont limitées en France)
Je suis pas totalement d'accord avec cette phrase. Dans l'hydro, il y a du pilotable (les barrages avec retenue), mais aussi du non pilotable (en tout cas, pas plus pilotable que PV ou éolien) : les barrages au fil de l'eau qui ne peuvent que produire au débit max. de la rivière même si c'est inférieur à leur capacité réelle. En France, les barrages au fil de l'eau représentent un quart de la puissance hydraulique installée et la moitié de l'électricité (hydraulique toujours) produite.
votre avatar
Une centrale nucléaire n'est pas vraiment pilotable non plus: Quand elle est arrêtée pour rechargement de combustible tous les 1 ou 2 ans, elle ne peut pas produire, c'est pour ça qu'elles sont construites par paires en principe pour en avoir toujours au moins une capable de produire à un endroit.
votre avatar
Pilotable signifie, il me semble, que l'on peut diminuer ou augmenter volontairement la production, par exemple en descendant ou en montant les barres de contrôle. C'est d'ailleurs un problème car l'intermittence (PV et solaire) impose une usure prématurée des réacteurs français, non conçus dans cette optique.
votre avatar
je sais pas exactement, mais je pense qu'elles sont montées et descendues en permanence justement pour réguler la réaction en chaine à la valeur désirée, pour réguler la puissance électrique, il est plus simple de jouer sur l'excitation des alternateurs
votre avatar
L’excitation joue sur la tension de sortie et pas directement sur la puissance. La tension est maintenue constante en valeur efficace. Dans un couplage, on je joue pas sur ce paramètre pour la régulation de la puissance.

La puissance électrique transmise est avant tout fonction de l'avance de phase de l'alternateur vis à vis du réseau sur lequel il est couplé. Pour avancer ou reculer cette phase, on contrôle la pression vapeur en entrée des turbines. En cas de retard de phase, l'alternateur devient consommateur et cela déclenche les sécurités.

La pression vapeur est directement liée à puissance thermique envoyée aux générateurs de vapeur. On en revient donc à la régulation de la production thermique et donc aux barre de régulation de la réaction.

Certains réacteurs sont parfaitement capables de réguler sur une grande plage de puissance thermique et d'autres sont plus limités. C'est une question de choix technique et non une caractéristique subie.
votre avatar
C'est sûr que l'excitation joue plus sur la tension (la fem) que sur la puissance fournie, mais les deux sont quand même liés, par contre le débit de vapeur a un effet sur la vitesse de rotation, donc la fréquence, qu'il faut bien stabiliser.
votre avatar
Sauf que on peut prévoir et planifier cet arrêt, donc elle est pilotable.
Une centrale nucléaire est 100% pilotable. Comme une voiture. Même si faut faire le plein de temps en temps.
votre avatar
Si on part de ta définition, absolument aucun système n'est pilotable, vu que tous doivent être maintenus à intervalles réguliers.
votre avatar
Ce n'est pas une définition, je veux juste dire qu'il y a de longues périodes de quelques mois tous un ou 2 ans où l'on ne peut rien en tirer, comme une éolienne sans vent, sauf que oui, c'est plus prévisible et c'est normalement moins fréquent, je crois que l'on est sur 25% de temps de production sur les éoliennes pour quand même plus de 75% pour un réacteur, donc il faudrait 4 fois plus d'éoliennes que ce qu'on a besoin en puissance installée, mais pas au même endroit, bien sûr.
Mais bon, l'exemple de l'Espagne montre que l'on a pas besoin de tout le monde en même temps, en France, la puissance installée totale est de 140 GW, pour une consommation moyenne de 50 avec des pics à 80, et un record à 102 en 2012 et des minis à 30, il y a l'import aussi, mais bon en principe tout le monde en a trop ou pas assez en même temps en europe, ça n'aide pas forcément.
votre avatar
mais bon en principe tout le monde en a trop ou pas assez en même temps en europe, ça n'aide pas forcément.
Pas totalement (on a au contraire plutôt besoin de renforcer les interconnexions actuellement).
Ce n'est pas une définition, je veux juste dire qu'il y a de longues périodes de quelques mois tous un ou 2 ans où l'on ne peut rien en tirer, comme une éolienne sans vent, sauf que oui, c'est plus prévisible et c'est normalement moins fréquent
La définition d'une énergie intermittente, non pilotable ou fatale, c'est qu'en période de fonctionnement, on ne peut pas en tirer absolument ce qu'on veut et qu'on est limité par des facteurs externes (débit, vent, soleil).
votre avatar
bah, un réacteur à l'arrêt, c'est comme une éolienne sans vent: il dit "attends, je refais le niveau", mais ça peut durer deux mois, l'intermittent on sait que le niveau va revenir dans quelques heures/jours, pendant ce temps là on tape ailleurs, c'est valable pour les deux, il faut un mix, la question c'est pas nucléaire vs renouvelable, mais nucléaire vs thermique bicose co2 et prix.
votre avatar
La maintenance, c'est une opération planifiée, pas l'absence de vent ou le manque de lumière. Les éoliennes aussi sont entretenues d'ailleurs, et pendant la maintenance, il est fréquent qu'elles doivent être stoppées pour en permettre l'accès. Ça n'a pas de rapport avec la pilotabilité.
votre avatar
ça ne dure pas 3 mois sur le renouvelable, et ce sera juste élément par élément, pas tout le site.
l'absence de vent est pire car elle touche tout le site et personne ne peut prévoir combien ça va durer, mais pas deux mois probablement.
votre avatar
Peu importe la durée, le fait d'être pilotable ne prend pas en compte les maintenances, sans quoi, par nature de n'importe quel système technique, rien ne pourrait être qualifié de pilotable (et du coup, cette notion ne servirait à rien). Toutes les centrales thermiques (gaz, fioul, charbon, nucléaire) sont pilotables, les barrages hydroélectriques de retenue aussi, alors que l'éolien, le solaire PV, et l'hydraulique au fil de l'eau ne le sont pas.
et ce sera juste élément par élément
Tout comme on n'est pas obligé de stopper tous les réacteurs d'une centrale nucléaire en même temps ?
votre avatar
Qu'est-ce que tu appelles barrage au fil de l'eau ? Par exemple les 19 installations de la CNR sur le Rhône sont pilotées, en particulier pour fournir aux heures de pointe. Ce n'est pas pour rien qu'il y a plusieurs vannes à ouverture réglable sur ces barrages de façon à contrôler la hauteur de la chute d'eau et le débit qui transite par les turbines. Tout ça bien sûr dans des limites très strictes imposées par la réglementation qui régule les usages multiples du cours d'eau.
Par ailleurs le débit d'un cours d'eau aménagé pour permettre de la production électrique est bien plus prévisible et régulier que le vent ou le solaire.
votre avatar
Un barrage au fil de l'eau est un barrage qui n'a pas de réserve d'eau (techniquement, s'il a moins de 2h de réserve, on considère qu'il est au fil de l'eau). Pilotable, ça veut dire que tu contrôles totalement (entre 0 et 100% de la puissance installée) ce qui sort quand tu le veux. Avec les barrages au fil de l'eau, comme tu ne peux pas modifier à la hausse le débit du fleuve, tu ne peux pas considérer qu'il est pilotable car la consigne maximum que tu peux donner à ton barrage, c'est min(puissance installée, débit fleuve). Exactement comme le solaire et l'éolien que tu peux réduire, mais pas pousser à produire plus que le soleil/le vent te le permettent.
votre avatar
Merci beaucoup pour cet article plutôt clair, sur un sujet dont on entend rarement parler !
votre avatar
Bravo pour l'article, très intéressant !
votre avatar
Habituellement, les ENR, se contentent de suivre la fréquence que le réseau donne via des centrales pilotables. Pour palier à cela, et en plus des rotors à inertie (ou des volants d'inertie) que vous avez évoqué, RTE envisage aussi d'utiliser des ENR capables de "piloter" la fréquence via de l'électronique de puissance au lieu de juste la suivre lorsqu'elle est détectée. Il nomment le tout le "grid-forming" et résument ça dans cette présentation/pub de 3 minutes environ : https://www.youtube.com/watch?v=i_QhVNMZIjI. La vidéo a déjà 4 ans par contre.
votre avatar
Ca me semblerait nécessaire que ce soit intégré dans toute la production ENR, pour avoir un réseau stable, mais ça va augmenter le coût des ENR, ça va pas plaire à tout le monde.
Plus le temps passe plus on se rend compte que les ENR ont des coûts cachés pas prit en compte, c'est dingue : stockage, pilotabilité, fréquence…
votre avatar
Ca pour le prix, a priori, c'est surtout le 100% ENR qui coûte plus cher d'après RTE. Personnellement, je trouve pas que c'était des coûts si "cachés" que ça, c'est juste qu'on les imaginais peut être pas en tant que non spécialistes du sujet, même si quand même on sens bien intuitivement que c'est pas simple de gérer des ENR intermittents, tout comme on sens bien que d'autres technos ont leur défaut aussi, y compris sur le plan économique.
votre avatar
Sinon, pour la partie où vous dites qu'il faut d'intégrer de l'inertie dans tout le réseau, j'imagine que c'est comme tout, il faut mettre juste ce qu'il faut et un peu plus pour que ce soit stable. Après, personnellement, je n'en sais rien.
votre avatar
Sur la partie coût, je parlais du public au sens large : "Eh, les ENRs sont gratuites, le soleil brille et personne ne récupère son énergie". C'est un discours que j'ai beaucoup entendu, alors que les coûts que ça implique pour la globalité du réseau sont immense.

Je parlais pas forcément d'inertie quand je parlais de l'intégrer aux ENRs, je parlais plus de la possibilité pour RTE d'avoir le contrôle sur l'électronique des transfos pour ajuster suivant la nécessité. Ce qui n'est pas un coût immense, je pense, mais devrait être inclut pour tout fournisseur, grand comme petit. Je pense notamment au PV pour le public.
votre avatar
Je crois que RTE peut demander la déconnexion des centrales ENR professionnelles, mais effectivement, les centrales solaires sur les toits des particuliers ne se déconnectent à ma connaissance qu'au moment de la perte du signal sur le réseau, c'est à dire trop tard s'il s'agit d'éviter un trop plein d'énergie et un blackout (ce qui n'est pas exactement le cadre de cet article qui porte plus sur la stabilisation de la fréquence lors de fluctuation de puissance).

Néanmoins, ça reste à mon sens très hypothétique. Je ne pense pas que la part en panneaux PV des particuliers en France soit très importante par rapport aux part ENR des centrales professionnelles, et encore moins importante si on la compare au reste de la production électrique. Quant à l'Espagne, 1.2% des logements semblent équipés de panneaux photovoltaïques.

Est-ce qu'il faut pour cela remettre en question "l'obligation d'achat" du surplus d'énergie des particuliers qui ont fait réalisé leur installation par des professionnels, et qui incite les particuliers à mettre en place des panneaux PV pour si peu d'amélioration potentielle du réseau ? ou est-ce qu'il faut simplement envisager de changer de méthode lorsqu'une masse critique hypothétique de panneaux PV de particuliers aura été atteinte ? Je penche personnellement pour la deuxième option. Quant à ceux qui ont fait leur installation eux mêmes, ils ne peuvent de toute façon déjà pas prétendre à l'obligation d'achat, et s'ils ne trouvent pas de responsable d'équilibre, Enedis leur refuse toute injection dans le réseau. Dans le derniers cas (en cas de refus d'injection dans le réseau), il est facile aujourd'hui d'avoir des onduleurs (centraux ou micro-onduleurs), qui n'injectent rien dans le réseau et qui limitent toute la production à l'autoconsommation (le trop plein n'est ni injecté ni consommé). Donc je ne vois pas spécialement de problèmes insurmontables.

Edit : dans le cas où les installations ont une puissance installée inférieure à 3Kwc, il n'y a pas besoin de responsable d'équilibre (c'était le cas la dernière fois que j'ai vérifié en tout cas), mais il faut quand même faire une déclaration à Enedis pour injecter dans le réseau (en principe pour les installation fixes). Mais même là, il suffirait simplement d'abaisser le seuil pour les nouvelles installations.
votre avatar
Tu sais, à 3kWc, même si 50% des gens étaient équipés, ça n'enlèverait pas le talon de consommation des ménages. Et ça coupe l'injection s'il n'y a pas de chef d'orchestre pour la fréquence, de par la conception.
La déclaration est purement hypothétique, en cas d'intervention sur la ligne Enedis coupe le courant et il n'y a plus d'injection.
Le seul risque potentiel serait un cas très tordu : coupure d'une alimentation d'une rue très équipée, mise en tension avec un groupe électrogène isolé, et ???
votre avatar
Les microonduleurs se donnent quelques minutes pour apprendre la fréquence et se synchroniser. Un groupe électrogène n'arrive à démarrer des micro onduleurs qu'à vide: les fluctuations du groupe électrogène avec la conso font que les micro onduleurs ne démarrent pas.
Et encore, c'est très théorique: je n'ai jamais eu de preuve qu'on arrive à démarrer un micro onduleur (qui veut un signal parfait) avec un groupe électrogène.

Si par malheur ton cas se déclecherait (groupe électrogène branché alors que le courant n'arrive pas via EDF): il me semble que linky ne se réactivera pas et que le groupe n'exportera pas au-delà de la maison.

Par contre: si les panneaux solaire sont dans la même maison, il y a de fortes chances que le matos crame (les onduleurs n'aiment pas qu'on ne consomme pas ce qu'ils produisent - le groupe électrogène n'aime pas qu'on lui injecte du courant ...)
votre avatar
J'ai évoqué un cas très particulier il est vrai, mais ça peut interférer il me semble dans ce cas précis parce qu'on a un moteur tournant dans le but d'alimenter une section isolée.

Le but chez Enedis dans ce cas c'est d'alimenter les foyers isolés, donc le compteur linky devrait passer ça comme un rétablissement de ligne.
Tu vois les gros containers qui sont mis dans certains cas en attendant de réparer une ligne ?

On a aussi un groupe électrogène (2kW) dans le garage, il fonctionne à ~50Hz "by design", ie il accélère le carbu si on tire dessus, ou tourne à vide à ~50Hz par défaut au ralenti. Son réglage de carbu est limité, comme tout moteur thermique. Tu entends les variations quand on lui met une charge de 2kW, c'est mécanique la régulation: Il tombe à ~40Hz le temps de se reprendre. Ca s'entend moins à la déconnexion de la charge, il régule mieux à vide; par contre je ne l'ai pas encore testé avec les panneaux solaires.
On est en triphasé dans ma campagne, on ne peut pas simuler ce cas. Juste mettre les frigos et congélos en route si la coupure dure 8h++ avec des rallonges.

Mais reprenons le cas d'usage : Une maison qui a eu une coupure consommera plus que les 3kW autorisés de production au redémarrage (800W dans mon cas avec 400W de pompes permanentes pour le bassin de carpes koï, le talon)

La déclaration d'injection potentielle est pour éviter des cas bien plus tordus justement je pense.
:chinois:
votre avatar
Le solaire particulier racheté est déclaré. Le solaire particulier non racheté est de ma maigre expérience généralement "toppé" car la plupart ne vont pas réinjecter gratuitement (les micro onduleurs coupent ue partie de la production dès qu'on passe en mode export)
votre avatar
Pour avoir installé moi même nos panneaux PV, et de manière conforme sur le plan technique comme sur le plan administratif, il y a plusieurs possibilités. J'ai a la fois un onduleur central capable de fonctionner en îlotage, en cas de coupure Enedis, et des micro-onduleurs qui n'injectent que si la fréquence Enedis est détectée. L'onduleur central peut aussi injecter sur le réseau, et seulement si la fréquence Enedis est détectée. Concernant l'onduleur central, on peut le forcer à n'injecter que l'énergie nécessaire pour l'autoconsommation sans qu'il y ai de surplus d'injecté sur le réseau.

D'un point de vue administratif, concernant les installation fixes (qui ne se branchent pas à la prise), vous n'avez pas le droit d'injecter sans le déclarer à Enedis, même gratuitement. J'étais donc passé par cette étape. Puis j'ai rajouté des micro-onduleur pour augmenter la puissance installée. Mais comme je suis passé au dessus de 3Kwc, il faut forcément un responsable d'équilibre pour avoir le droit d'injecter dans le réseau. J'en ai trouvé un qui me "redonne" mon surplus injecté en ne me facturant pas ce que je consomme depuis le réseau. Du coup, ça équivaut à une revente de mon surplus même si ce n'est pas exactement ça. Ce responsable d'équilibre est déclaré au près d'Enedis (obligatoire). Si vous avez plus de 3Kwc en puissance installée, et si vous n'avez pas trouvé de responsable d'équilibre, vous devez empêcher vos onduleurs d'injecter le surplus dans le réseau (obligation administrative), et même là, cela ne vous exonère pas de devoir passer le Consuel pour certifier de la conformité technique de l'installation.

Concernant les micro-onduleurs, par défaut ils injectent tout dans le réseau. J'ai laissé comme ça vu j'ai le droit d'injecter. Donc je n'ai pas besoin de "brider" les micro-onduleurs. Toutefois, si je devais le faire, les micro-onduleurs que j'ai ne peuvent pas à eux seuls limiter leur injection. Il faut les coupler à un hub central fait pour et communiquant avec les micro-onduleurs via le protocole Zigbee. Ce hub s’occuperait alors de limiter l'injection en pilotant les micro-onduleurs pour que cette dernière ne soit propagée que dans l'habitation, et qu'il n'y ai pas de surplus injecté sur le réseau détecté par le Linky (ou alors un surplus négligeable). Dans mon cas, ce hub est inutile.

Edit : je pense que s'il devait y avoir plus de panneaux PV sur les installations pour particulier, je suis sûr qu'à un moment, les autorités finiraient par interdire les injections, même gratuites, qui n'auraient pas été affectées à un responsable d'équilibre, justement pour éviter des injections non gérées qui déstabiliserait le réseau. Je pense qu'on en ai loin aujourd'hui concernant les installations pour particulier.
votre avatar
Ma question existentielle du moment: Comment on peut synchroniser du 50Hz au niveau de toute l'Europe?

Si on prend 2 centrales C1 et C2 distantes de 2000km parfaitement synchronisées qui produisent du 50Hz.

- Soit 6ms à l'électricité pour parcourir théoriquement ces 2000km à la vitesse de la lumière.
- Soit une période de 20ms correspondant aux 50Hz.

Ça veut dire que le signal de C1, quand il arrive au niveau de C2, est déphasé de 6ms? 6ms sur 20ms, c'est énorme. Et dans la pratique, on doit plutôt être autour des 10ms, soit l'exact inverse entre C1 et C2 ?!

Alors vu que concrètement, ça fonctionne bien, c'est que mon raisonnement a un problème, mais je ne sais pas où... Si quelqu'un sait ce que j’oublie, merci d'avance :)
votre avatar
Je pense que le souci est plus la stabilité de la fréquence que le "lag". Ca revient a du décalage horaire de l'ordre de quelques ms. Mais je dis sûrement de la :censored:
votre avatar
Il me semble que ça se joue au moment de la connexion au réseau. C'est-à-dire que la source d'énergie est couplé au réseau, au bon moment, pour être en phase.
votre avatar
Je pense pas car ton hypothèse ne fonctionne plus si on ajoute une centrale C3 qui ne serait équidistante de C1 et C2.
votre avatar
Pourtant, tous les générateurs tournent en phase.
Déjà, pourquoi l'électricité parcourirait 2000km ?
les électrons ne font que quelques centimètres dans le fil, puis quelques centimètres dans l'autre sens.
C1 va alimenter ses 300MW autour d'elle; C2 va faire pareil.
S'il y a une ligne HT entre les 2 et que C1 baisse, alors C2 va pouvoir fournir de la puissance, ce qui va alléger C1 donc l'accérérer et mécaniquement faire baisser C2 aussi.
Il faut le voir comme des vases communiquants jusqu'à un certain stade.
Après toutes les centrales se mettent automatiquement en sécurité si elles ne sont pas en phase. Elles se débranchent et se resynchronisent.

Ici la STEP de Montézic
Lors d'un démarrage (8'), tout une circuiterie électronique met en phase la dynamo à vide d'abord, puis branche d'un coup sec tout le monde ensemble une fois synchronisés (12').
votre avatar
Et justement passage intéressant du reportage :
youtu.be YouTube
La STEP peut participer à la reconstruction d'un réseau.
votre avatar
On ne synchronise pas le réseau sur une fréquence précise de 50 Hz, on synchronise le réseau pour que la production face à la demande produise du 50 Hz.
Les centrales ne se synchronisent pas entre elles sur 50 Hz, elles assurent juste de produire autant que la demande, ce qui maintient les 50 Hz.

Du coup, pas de problème de durée communication, on est pas à la seconde près.
votre avatar
Pour comprendre, imagine que la transmission se fasse mécaniquement par des arbres tournants. Quand tu transmet de la puissance, un arbre se tord et tu as une différence d'angle entre ses deux extrémités.

Ton réseau est constitué de producteurs et de consommateurs répartis tous le long qui vont générer des torsions différentes. Tous les producteurs vont être en avance d'angle sur les consommateurs.

Si on revient aux lignes électriques, il ne s'agit pas d'ondes se propageant entre les producteurs mais entre les producteurs et les consommateurs.

Si un consommateur C1 est au milieu d'une ligne dont chaque extrémité est reliée à un producteur l'avance des producteurs P1 et P2 sera identique et ils seront parfaitement en phase.
votre avatar
Merci à vous pour les tentatives de réponses :)

Je crois qu'avec l'exemple de l'arbre de Wanou et la vidéo de Science Étonnante, je commence à piger le principe.

Pour imager ce que j'ai en tête, le réseau alternatif, je vois ca comme un tas de billes dans un tube qui oscillent d'avant en arrière, poussées et tirées par des piston au niveau de C1 et C2. Chacun piston ne fait pas bouger SES billes jusqu'au consommateur, mais bouge l'unique tas de bille, qui contraint la synchronisation entre les producteurs, mais qui apporte une sorte de souplesse (la lente vitesse de la lumière) et donc du déphasage

Admettons que C1 tourne déjà, quand on allume C2, il subit les les oscillations qu'il recoi de C1 et doit se caler dessus. Puis au fur et à mesure de la monté en charge, C2 devient acteur du 50Hz et l'impose. D'où le truc que j'ai lu sur la synchro des centrales via GPS qui devient nécessaire quand la centrale C2 passe de "slave" du réseau à "master" qui impose le 50Hz.

C'est pas facile à écrire l'image que j'ai en tête mais
votre avatar
Le "compensateur synchrone", c'est une v2 du "bio compensateur géodésique"?
votre avatar
J'ai bien du mal à comprendre cette histoire de fréquence qui augmente quand la consommation baisse et baisse quand elle augmente, surtout avec des onduleurs:
on peut admettre que quand on tire plus sur un alternateur, on demande plus de force mécanique au moteur qui l'entraine et donc que celui ci ralentisse comme un cycliste en côte, et inversement que quand il y trop de production en aval, l'alternateur devient moteur synchrone et fournit alors de l'énergie mécanique ce qui fait accélérer comme un vélo assistance électrique au même cycliste, bien que tout soit plus difficile à admettre sur un grand réseau composé de milliers d'alternateurs de puissance équivalente.
Par contre un onduleur n'a aucune source de force mécanique, donc il peut avoir une fréquence très très stable issue d'un quartz par exemple, ou mieux synchronisé sur une horloge atomique, comme l'était le réseau télécoms synchrone (SDH/PDH) donc pas de raison de se décaler, le seul truc c'est qu'il doit être synchro avec le reste du réseau qui lui est composé de bons vieux alternateurs qui eux peuvent dériver de par leur animation mécanique.
Dans la logique c'est donc l'onduleur qui est stable en fréquence et le réseau qui ne l'est pas, reste qu'on doit déconnecter un appareil qui n'est pas synchrone en fréquence ou en phase car on perdrait toute l'énergie sur place, avec ce que ça suppose en échauffement.
Aujourd'hui quand on interconnecte une source électrique à une grande distance, on le fait en courant continu et donc on remet un onduleur au bout pour coupler, la fréquence locale est donc indépendante de la fréquence distante, c'est bien plus stable et on ne risque pas de propager une variation de fréquence. La technologie permet de construire des onduleurs de très grosse puissance.
votre avatar
Correction : La fréquence correspond à la vitesse de rotation de l'alternateur. Si la demande augmente, un couple s'exerce (forces électromagnétiques) qui puise dans le stock d'énergie inertielle de la machine tournante. Bref, elle tourne moins vite et la fréquence baisse.
votre avatar
Ton onduleur est découplé du réseau, il peut faire ce qu'il veut. Quand le courant revient sur la prise, il doit d'abord vérifier si c'est clean, puis il doit rebasculer dessus à un moment ou c'est passage à zéro synchrone pour les 2 sources. Et c'est lui qui va devoir s'adapter. Ou alors c'est un onduleur à pas cher et il te fera juste louper une demi période.
La tolérance de 20ms sans alim, beaucoups d'appareils le supportent sûrement avec les capas sur l'étage d'entrée de l'alim.
:chinois:

Pour la détection des gros systèmes dynamo EDF l'instruction de chaque groupe c'est 50Hz théorique mais il faut suivre le reseau quoi qu'il en coûte, en 49 et 51Hz au delà duquel d'autres sécurités se mettent en place.
Il suffit de mesurer à chaque cycle s'il y a plus de courant juste avant ou juste après le passage à zéro.
Si c'est avant c'est que tu es trop rapide, donc en mode moteur, si c'est après c'est que tu es en mode dynamo.

EDITH:
J'ai ptet dit une connerie pour la mesure de déphasage, mais dans tous les cas ça se mesure; il y a une tolérence/correction, puis une coupure si ça va trop loin.
On disconnecte pour éviter d'avoir des conflits si les moteurs forcent entre eux au lieu d'avoir une synergie de production pour la consommation.
:chinois:

A chaque passage à zéro (100Hz) tu peux corriger ton régime pour rester en phase en changeant la géométrie de la roue, en modulant le débit, ou en inclinant les pales de l'éolienne pour travailler avec plus de couple ou plus de vitesse.
votre avatar
Je ne suis pas sûr de comprendre ce que tu veux faire avec les onduleurs ... Dans un réseau où il y a des masses tournantes, la variation de fréquence permet de mesurer l'équilibre entre la production et la demande. Dans un réseau composé que d'onduleurs, la fréquence est stable, mais elle ne représente plus la réalité de l'équilibre production-demande. Bref, ton thermomètre indique toujours 37.2°C mais tu n'es pas en bonne santé pour autant.
Quand aux liaisons HVDC, elles sont plus chères que les HVAC dans bien des cas.
votre avatar
je ne suis pas sûr que ce soit la variation de fréquence qui indique l'équilibre production/consommation ou pas, un compteur ne mesure pas la fréquence, pourtant il sait mesurer la consommation (en fait il mesure le courant).
Les interconnexions DC sont certes plus chères, mais elles ont moins de pertes et de plus elles sont souvent enterrées ou sous la mer, donc plus fiables (tempête, givre, foudre), le problème c'est l'électronique à l'extrémité.
votre avatar
"je ne suis pas sûr que ce soit la variation de fréquence qui indique l'équilibre production/consommation"

Si, une dynamo qui force avec une production constante ralentit, une dynamo sans charge devient moins résistive mécaniquement; donc si tu souffles sur des pales sans résistance ça tourne plus vite.
la régulation se fait sur cette base. C'est même ce qui rend le réseau tolérent, avec une variation de voltage aussi.
En se basant sur des "compteurs" tu mesures la conso peut-être, mais tu fais quoi à part couper quand ça franchit la ligne ?

Le centre de contrôle RTE

Les intercos DC sont indispensables sous l'eau à cause des capas qui impliquent des pertes énormes en 50Hz avec le RU par exemple.
Elles permettraient un éventuel découplage de fréquence, mais ce n'est pas le cas actuellement dans son usage.
Quand on parle de GW, il vaut mieux être en phase, parce que tu ne peux rajouter des capas pour lisser la courbe.
Tu as une puissance max à la crète, un trou au passage à zéro. Si les 2 systèmes sont asynchrones, la capa pour cacher les 5ms de décalage devrait être énorme.
votre avatar
je ne suis pas sûr que ce soit la variation de fréquence qui indique l'équilibre production/consommation ou pas, un compteur ne mesure pas la fréquence, pourtant il sait mesurer la consommation (en fait il mesure le courant).

Pour avoir développé des outils de pilotage de microréseaux (EMS - DERMS), je peux t'assurer qu'il est très difficile de relever tous les compteurs de consommateurs en temps-réel de manière synchronisée, et impossible au-delà de quelques dizaines. Et même si cela était possible, tu mesures la production instantanée moins les pertes en lignes. En effet, il ne peut pas arriver d'énergie chez toi si quelqu'un ne l'a pas produite ailleurs sur le réseau électrique. Donc Production = Consommation. C'est pour cela que je parle de demande et non de consommation. La grandeur qui permet de mesurer cet équilibre, de manière simple et fiable, c'est la fréquence ... si les équipements en "grid-forming" ne sont pas des onduleurs. Si ce sont tous des onduleurs, c'est différent car la fréquence est "artificielle".

Les interconnexions DC sont certes plus chères, mais elles ont moins de pertes et de plus elles sont souvent enterrées ou sous la mer, donc plus fiables (tempête, givre, foudre), le problème c'est l'électronique à l'extrémité.

Les lignes enterrées sont moins soumises aux intempéries. C'est aussi vrai en AC qu'en DC. Le DC est intéressant quand il faut piloter finement le flux ou si les lignes sont très longues ou s'il faut relier 2 plaques qui ne partagent pas la même fréquence (cas de la France et de l'Angleterre). Pour le reste, l'AC est économiquement plus intéressant ... pour l'instant.
votre avatar
Le fait qu'un alternateur ralentisse quand il est très sollicité est une bonne chose car cela permet très naturellement un équilibrage de puissance. Vouloir assurer coûte que coûte une fréquence stable empêcherais cette régulation naturelle et conduirait à des casses assez violentes.

Les alternateurs ont aussi pour avantage de produire une électricité propre au niveau parasites, alors que cela peut être assez affreux en sortie d'éoliennes à cause des conversions statiques d'énergie.

Le problème avec le HVDC est que l'on ne sait pas encore, à ma connaissance, faire des lien multi points. Ces liens sont donc point à point uniquement. On les réserve donc aux très grandes distances.
votre avatar
On peut réguler l'électronique d'un onduleur de la même façon qu'un alternateur, mais sans le satané risque de décrochage dû au fait que ça doit tourner à la bonne vitesse, mais les deux doivent être synchro, c'est clair.
j'ai du mal à concevoir qu'un onduleur ne pourrait pas reproduire cette histoire d'inertie.
votre avatar
A priori, ce n'est pas si simple vu qu'il existe des volants d'inertie pour pallier aux microcoupures de commutation de source des onduleurs.

https://www.finning.com/content/dam/finning/en_gb/Documents/Industries/ElectricPower/ElectricPowerBrochures/Cat-Integrated-Systems-LEXE0179.pdf
votre avatar
/mode Maître Capello (ou Capelo) on
pour pallier aux les microcoupures
:cap:

parer à qqch et palier qqch
Moyen mnémotechnique : on pare au plus pressé.
/mode Maître Capello (ou Capelo) off
votre avatar
C'est une question d'échelle, comme toujours.

La variation de vitesse enter 49 et 51Hz est vraiment minime pour ce genre de mécanique.

Pour un onduleur de 1,2GW en 320 KV, ça fait une pièce assez grande quand même.

Sachant que juste une turbine simple de 20m3 apporte en plus une inertie nécessaire au lissage, ...

Tu sais, ils ont des ingés qui ont bossé des années chez chaque fournisseur d'énergie. Ils ont des labos qui ont tenté et expérimenté chaque approche en grandeur semi-réelle.
Il y a eu différents compte-rendus selon l'état de l'art de l'époque.

Et on n'est pas sur des IGBT 20KW de la SNCF. que ce soit les turbines ou les salles "onduleur", c'est de l'orfèvrerie, des pièces uniques. 10ans de design pour des dizaines d'exploitation.
La robustesse, l'entretien, le taux de panne ont été chiffrés avant ces projets.
Les axes des turbines sont équilibrées à la volée par des piezzos par exemple pour ne pas vibrer.
:chinois:
votre avatar
/mode Maître Capello (ou Capelo) on
Pour un onduleur de 1,2GW en 320 K kV, ça fait une pièce assez grande quand même.
des IGBT 20K kW de la SNCF
:cap:

Ah, tant que j'y suis, même si ce n'est pas toi, merci d'utiliser le mot/verbe conception/concevoir pour design/designer lorsque la forme de ce dont vous parlez n'a rien à faire dans l'histoire. :chinois:

/mode Maître Capello (ou Capelo) off
votre avatar
[…] Mélanger nucléaire, hydraulique, thermique, solaire et éolien […]
[…] les pilotables comme le nucléaire, les centrales thermiques et l’hydraulique […]
Dans ces deux passages, le mot « thermique » est utilisé comme si les réacteurs nucléaires n'étaient pas eux-mêmes thermiques. Dans le premier passage, il peut aussi donner l'impression qu'il n'existerait aucune centrale solaire thermique. Utiliser « carbone » ou « hydrocarbures » à la place de « thermique » aurait évité ces problèmes.
votre avatar
Bien vu, perso j'utiliserai plus le terme "fossile" car il existe bien aussi une fillière solaire thermique pour produire de l'électricité mais pas en France.
Si cela t'intéresse, il existe une grosse centrale solaire thermique au Maroc et son article Wikipedia est assez fourni.
votre avatar
Oui, et du coup il y a d'autres raccourcis dans l'article, car le solaire thermique n'est pas pilotable, mais apporte tout de même de l'inertie au réseau, car il s'agit également d'une machine tournante.

D'ailleurs l'Espagne a la plus grande puissance solaire thermique installée dans le monde avec plus de 2GW installé. L'avantage du solaire thermique c'est de lisser les variations du soleil et de pouvoir produire même tard dans la nuit.
votre avatar
Avec le stockage thermique, le solaire thermique est en partie pilotable tout de même. C'est même un sacré avantage face aux autres renouvelables intermitents.
votre avatar
Fossile ne colle pas à tout le thermique non plus, car il y a la biomasse qui est classée à juste titre dans les renouvelables, ainsi que les incinérateurs de déchets.
votre avatar
Il y a une centrale solaire thermique en France. Monsieur Bidouille l'a visitée l'année dernière.

Le mot « fossile » seul n'aurait pas suffi. Premièrement parce qu'il n'inclut pas la biomasse. Deuxièmement car étymologiquement il signifie « tiré de la terre », or j'ai déjà vu des anti-nucléaires utiliser ce sens large et vieilli pour inclure l'uranium dans les énergies fossiles.
votre avatar
C'est clair que l'uranium est fossile et aucunement inépuisable, il reste le recyclage de ses déchets, mais bon, beaucoup ne sont pas sympa au niveau longueur de période radioactive.
votre avatar
L'Uranium est un métal
votre avatar
à gros noyau.
votre avatar
J'avais vu il y un un certain temps un projet de stockage inertiel développé par un ingénieur, et de mémoire soutenu par EDF. En gros, l'idée était de mettre un très gros disque en béton en rotation quand on a une sur-production, et de récupérer cette énergie quand on a une sur-consommation. Un des objectifs était justement de permettre un lissage de production solaire, notamment pour les particuliers.
Compte tenu de ce qui est expliqué dans cet article, il semblerait que ça ait un avantage supplémentaire, même si niveau puissance et inertie, on est assez loin d'une centrale "conventionnelle".

Edit: j'ai retrouvé les liens ! :-D
- edf.fr EDF
- https://www.energiestro.fr
votre avatar
"les éoliennes « exercent une influence négligeable » car leur vitesse de rotation est bien inférieure à 50 tours par seconde, ce qui correspondrait à 50 Hz" -> Quoi ? il n'y aurait pas le moindre réducteur/multiplicateur entre les pâles et le générateur ? De plus, c'est l'onduleur en sortie qui génère le 50 Hz secteur.
votre avatar
certaines ne doivent pas avoir d'onduleur, car quand on est près d'un grand parc, les pales des différents moulins semblent parfaitement synchrones. Pourtant c'est vrai qu'avec un vent très variable, c'est plus facile de convertir.
votre avatar
Je ne vois pas comment la fréquence de sortie de la production des éoliennes pourrait avoir un lien quelconque avec leur vitesse de rotation... il y a un peu plus de technologie que dans un moulin à vent quand même.
votre avatar
je ne connais pas bien leur technologie sur le plan pratique, mais sans onduleur dedans, il faut que les pales entrainent via une boite de vitesse mécanique ou avec plein de pôles au rotor comme explique Barlav, tu génères une fréquence égale aux turbines avec une vitesse de rotation bien plus faible. Si elles ont un onduleur derrière, elles ne sont plus forcément synchrones, mais je pense que certaines le sont quand on passe près de la vingtaine qu'il y a près de l'autoroute A10 en Beauce du côté de Allaines, on voit clairement qu'elles tournent pile à la même vitesse, quand il y a du vent, ça ne doit pas être coincidence.
votre avatar
Certaines éoliennes ont des boites de vitesse (motoréducteur à l'envers). Ca demande des révisions/réparations.
Pour les off-shores, le coût d'entretien fait qu'ils ont préféré mettre en couplage direct des larges moteurs avec de multiples pôles:
Si tu as 500 pôles N-S en 1 tour, et que tu tournes à 6tr/min, tu passes bien devant 500 aimants en 10s, donc 50Hz théorique.
Après pour le off-shore assez éloigné des côtes, ils repassent en DC pour faire de la distance sous l'eau sans pertes.
:chinois:
votre avatar
Je pense aux DC destinés à l'IA, ça serait un bon outil de régulation pour les énergies intermittentes: On n'en pas besoin en permanence et bien des calculs commandés peuvent être différés de quelques heures et même si il y a une certaine urgence, leurs onduleurs ne fournissent pas le réseau directement, bien qu'ils pourraient accessoirement, aussi, ils peuvent se remplacer ou se compléter ailleurs dans le monde là où l'énergie est plus abondante à l'heure H, formant ainsi une grille à éléments énergétiquement indépendants.
votre avatar
Tu tombes dans un autre problème, c'est de concevoir des DC pour ne les utiliser qu'à 50%. La rentabilité de ce genre de projet tombe automatiquement à l'eau.
votre avatar
Tu ne vas pas me faire croire qu'ils sont toujours à 100% de charge en matière de calcul, tout comme les réacteurs nucléaires d'ailleurs et comme je l'ai dit, les calculs peuvent souvent être différés.
votre avatar
Je pense que les supercalculateurs sont utilisés à 100% tout le temps. Les chercheurs mettent leurs jobs en queue et sont traité dès que possible.

Et oui, certains calculs peuvent être différé, mais alors le DC ne rapporte rien pendant ce temps.
votre avatar
Un peu déçu de voir reprendre sans analyse critique les arguments du lobby nucléaire, cereme et pnc.
votre avatar
Ce qui manque dans cet article, c'est la mise en perspective avec la nécessaire électrification des usages.
Donc la montée en puissance des EnR, nucléaire ou pas. Et donc avec des problèmes à résoudre, c'est sûr, mais c'est ça ou la mort.
Laisser penser qu'on n'a pas besoin d'augmenter la production d'électricité revient à garder les usages des fossiles, donc à être climatosceptique.
Pour info au débat, ça me semble utile, mais je n'y connais rien :

Post Linkedin de Ketan Joshi
Fun fact : la production éolienne et solaire en Espagne contribue directement au contrôle de la fréquence et aux services auxiliaires. Selon le International Energy Agency (IEA), 60 % de la capacité éolienne et 25 % de la capacité solaire contribuent ensemble à 35 % de l’énergie allouée dans les marchés d’équilibrage.

Si vous êtes curieux de savoir pourquoi vous n’en avez jamais entendu parler auparavant, c’est parce qu’il existe un biais structurel agressif en faveur du statu quo technologique dans la politique, les médias et les espaces de médias sociaux professionnels comme LinkedIn :)

(Rapport sur l’intégration des énergies renouvelables, publié en septembre 2024)

https://lnkd.in/dFht7MDT
votre avatar
Si vous êtes curieux de savoir pourquoi vous n’en avez jamais entendu parler auparavant, c’est parce qu’il existe un biais structurel agressif en faveur du statu quo technologique dans la politique,
Après 30 ans de désinformation de masse contre le nucléaire, c'est bienvenu. On passera sur Greenpeace qui appuie sa transition sur le gaz (russe évidemment). Ou sur l'Allemagne qui recule encore la sortie du charbon.
votre avatar
Je ne sais pas si cela vient directement des propos de Mr Merlin, mais j'ai l'impression qu'il y a une confusion entre énergies renouvelables et énergie non pilotables.
L'hydraulique est une énergie renouvelable, mais j'ai pas l'impression qu'elle soit traitée en tant que telle dans cet article.

De plus est-ce que Mr Merlin peut nous expliquer comment se sont passées les quelques années où une grande partir du parc nucléaire français été arrêté pour maintenance. Y compris quelques centrales complètes (tous les réacteurs) ?
votre avatar
Tant qu'à faire, expliquer aussi comment font tous ces pays qui n'ont pas de source nucléaire et s'en portent très bien, bien c'est vrai que l'hydraulique est des plus renouvelables, tant qu'on ne casse pas trop le climat, bien que réchauffement augmenter l'évaporation des océans, donc pas trop de soucis de ce côté là, mais aussi largement la plus pilotable, tant qu'on a de l'eau en altitude, même à flux inconstant.
votre avatar
expliquer aussi comment font tous ces pays qui n'ont pas de source nucléaire et s'en portent très bien
Simple, ils crament du gaz et du charbon, ou alors ils sont assez peu peuplés et d'une géographie particulière pour reposer sur des STEP (Norvège).
bien que réchauffement augmenter l'évaporation des océans
Sauf qu'il modifie aussi la pluviométrie et que l'eau peut s'abattre en pluies torrentielles plus rares, ou ailleurs qu'avant. Donc on va éviter de reposer sur une hypothétique augmentation de l'hydraulique avec le RC pour résoudre nos problèmes de RC.
votre avatar
L'hydraulique est une énergie renouvelable, mais j'ai pas l'impression qu'elle soit traitée en tant que telle dans cet article.
Parce que ce n'est pas le sujet.
Le sujet est énergie pilotable ou non pilotable. C'est juste sur cet aspect que l'hydraulique est opposée au solaire photovoltaïque et à l'éolien.
Ça a l'air de venir plutôt de RTE, l'utilisation du terme renouvelable.
Mais, oui, tu as raison, le terme renouvelable est parfois utilisé à tort par RTE et dans l'article surtout quand il n'est pas accolé à intermittente.
votre avatar
Plutôt que de piloter la consommation en temps réel, il faudrait pouvoir enmagasiner les surproductions en mode pilotable.
C'est un sujet à part entière, qui peut bouffer 2GW d'ENR pour restituer 0.5GW en cas de besoin ?
Le stockage de l'énergie de surplus est un sujet complet. L'hydrogène est une hypothèse à ce stade.
votre avatar
Attention, l’hydraulique est pas toujours pilotable, notamment sur les barrages au fil de l'eau (a opposer aux STEP).
Donc on peut catégoriser les ENRs comme étant globalement non pilotables, avec les STEP n'étant pas renouvelables, mais étant pilotables.
votre avatar
Les step stockent du renouvelable en principe, donc elles sont côté renouvellable, et pilotables, comme n'importe quel barrage d'ailleurs.

Réseau électrique : pourquoi le solaire et l’éolien sont des « passagers clandestins »

  • Solaire et éolien sont-ils des « passagers clandestins » du réseau ?

  • La fréquence, le nerf de la guerre

  • Inertie du nucléaire/hydraulique VS yolo du solaire/éolien

  • Quand les renouvelables augmentent, la fréquence trinque

  • 100 % de renouvelable ? C’est « de la carabistouille »

  • Des compensateurs synchrones à la rescousse ?

  • Le black-out au Brésil en 2023 viendrait d’un « excès d’éolien »

  • RTE, l’inertie, le renouvelable et le réseau électrique français

Fermer