Réseau électrique : Définition

  • Mise à jour

Les réseaux électriques, véritables piliers de notre infrastructure énergétique moderne, assurent la transmission et la distribution de l’électricité depuis les centrales de production jusqu’aux consommateurs.

Qu’est-ce qu’un réseau électrique ?

Un réseau électrique est un ensemble complexe et interconnecté de lignes de transmission, de sous-stations, de transformateurs, et d’autres composants qui travaillent ensemble pour transporter et distribuer de l’électricité du point de production jusqu’aux consommateurs finaux. Il s’agit d’un système critique nécessitant une gestion sophistiquée pour équilibrer en temps réel la production et la consommation d’électricité. 

Comment fonctionne un réseau électrique ?

Le réseau électrique fonctionne grâce à un système interconnecté de transport et distribution de l’électricité, impliquant plusieurs niveaux de tension pour une efficacité optimale. L’électricité produite dans les centrales électriques est collectée pour être conduite sur le réseau de transport géré par RTE, vers les gros industriels et les postes électriques. Transportée sur des lignes à très haute tension (400 000 et 225 000 volts) et à haute tension (90 000 et 63 000 volts), cette énergie est transférée sur de longues distances.

Le réseau de distribution, géré par le gestionnaire de réseau (lien) de distribution Enedis, ou une entreprise locale de distribution (ELD) (lien) prend ensuite le relais après les postes de transformation. Ces derniers ont pour mission de diminuer la tension. L’électricité est alors conduite depuis le réseau de moyenne tension vers les postes de distribution. Ils alimenteront via un réseau de lignes de basse tension (lien) les particuliers et les petites et moyennes entreprises. Cette étape de distribution vise à est cruciale pour garantir à que tous les utilisateurs finaux reçoivent une alimentation stable et fiable, adaptée à leurs besoins quotidiens.

Réseau électrique : courant alternatif ou courant continu ?

Le réseau utilise principalement le courant alternatif (CA) (lien), car il permet de véhiculer l’énergie en limitant les de pertes. De plus, dans la mesure où historiquement les réseaux électriques ont été développés en utilisant l'AC, la plupart des appareils électroménagers, industriels et commerciaux sont conçus pour fonctionner avec du courant AC. Le transport de l’électricité en courant alternatif simplifie donc la distribution et la consommation de l’énergie.

Pour les transferts d’énergie sur de très grandes distances, on privilégiera tout de même les réseaux à courant continu (lien) haute tension (HVDC).  En effet, en courant alternatif, les pertes par effet de peau (où le courant tend à se concentrer près de la surface du conducteur à haute fréquence) et les pertes capacitives augmentent avec la distance. Le courant continu n'est, quant à lui, pas sujet à l'effet de peau. Il subit dès lors moins de pertes capacitives. Par conséquent, les pertes de transmission sont généralement plus faibles pour le DC, surtout sur de longues distances.

Le rôle des postes électriques

Entre les lignes électriques très haute, haute, moyenne et basse tension se situent des postes électriques. Véritables nœuds électriques, ils jouent de multiples rôles :

  • Les transformateurs ont pour mission de réduire la tension d’une ligne à une autre pour faciliter son transport et répondre aux besoins du réseau de distribution et des consommateurs ;
  • Les disjoncteurs pourront interrompre le transport et la distribution de l’électricité en cas d’urgence ;
  • Les sectionneurs distribuent, orientent et aiguillent le flux électrique en alimentant ou en coupant un circuit en fonction des besoins ;
  • Les systèmes de protection et d’automatisation présents dans les postes électriques assurent une gestion efficace et sécurisée du réseau.

Les différents types de réseaux électriques

Les réseaux électriques peuvent être classés selon différents critères : par niveau de tension, et par leur structure et fonctionnement (centralisé, décentralisé, intelligent).

Types de réseaux par niveau de tension

Les réseaux de transport d’électricité :

  • Les lignes électriques haute tension (HTB) transportent l’électricité sur de longues distances avec des pertes liées à l’effet Joule minimales. Elles relient les régions et les pays, et alimentent les grandes zones urbaines et les industries lourdes.
  • Les lignes électriques très haute tension (THT) sont utilisées pour les interconnexions nationales et internationales. Elles permettent le transfert d’énormes quantités d’énergie.

Les réseaux de distribution d’électricité :

  • Les lignes moyenne tension (HTA) conduisent l’électricité des postes de transformation vers les PME, commerces, et petites industries à l’échelle locale.
  • Les lignes basse tension (BT) assurent la distribution d’électricité directement aux ménages et petits commerces, avec des niveaux de tension de 230V ou 400V. Les normes de tension peuvent varier selon les pays et les réglementations locales.

Types de réseaux par structure et fonctionnement

Réseaux centralisés

Les réseaux centralisés sont basés sur de grandes centrales électriques qui produisent de l’énergie électrique en un point unique avant de la distribuer à travers un vaste réseau de transport et de distribution. Ces réseaux sont typiquement utilisés pour les centrales nucléaires, hydroélectriques ou thermiques, et sont gérés par des gestionnaires de réseau comme RTE en France.

Réseaux décentralisés

Les réseaux décentralisés se composent de multiples petites unités de production d’énergie, souvent issues de sources d’énergies renouvelables comme le solaire ou l’éolien, intégrées localement. Ces systèmes réduisent les pertes d’énergie liées au transport et améliorent la résilience locale en cas de panne. Les micro-réseaux (microgrids) sont une forme de réseau décentralisé capable de fonctionner indépendamment du réseau principal pour une plus grande résilience.

Réseaux intelligents (smart grids)

Ces réseaux utilisent des technologies avancées pour optimiser la consommation, la distribution, et la gestion de l’énergie. Ils intègrent des systèmes de gestion de la demande, des compteurs communicants (lien) comme le Linky, et des solutions de stockage de l’énergie. Les smart grids comprennent également des systèmes de communication bidirectionnelle pour une gestion en temps réel plus efficace.

Les défis et les enjeux actuels des réseaux électriques

Aujourd’hui, les réseaux électriques font face à de nombreux défis, notamment la nécessité de mieux intégrer les énergies renouvelables et la minimisation de l’impact environnemental. En France, l'électrification des zones rurales reste également un enjeu majeur, nécessitant des investissements continus pour garantir l’accès à l’électricité.

Les innovations et les évolutions futures des réseaux électriques

L’avenir des réseaux électriques  semble passer par le développement de technologies de réseau intelligent et des synergies avec l’électrification des véhicules. Les systèmes de véhicule à réseau (V2G) permettent, par exemple, d’utiliser les batteries des véhicules électriques comme solutions de stockage d’énergie. Cette innovation contribue ainsi à la stabilité du réseau lors des pics de consommation. Les batteries à flux et les supercondensateurs, exploités pour le stockage, pourront également jouer un rôle dans la stabilisation du réseau. De plus, l’amélioration des systèmes de gestion de l’énergie à domicile et la mise en œuvre de réseaux de communication avancés ouvriront la voie à des réseaux plus résilients et efficaces.

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