Réseau électrique


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Le réseau électrique est le système complexe conçu pour fournir de l'électricité depuis sa génération jusqu'aux clients qui l'utilisent pour leurs besoins quotidiens. Ces systèmes se sont développés à partir de petites conceptions locales, pour s'étendre sur des milliers de kilomètres et connecter des millions de foyers et d'entreprises aujourd'hui.

Le réseau est constitué d'innombrables interconnexions complexes, mais il comporte trois sections principales : production d'électricité, transmission et distribution.

Production

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L'électricité commence dans les centrales électriques qui convertissent l'énergie mécanique d'une turbine en énergie électrique à l'aide d'un générateur (à l'exception de l'énergie solaire, qui utilise des cellules photovoltaïques pour y parvenir).[1] Pour ce faire, les centrales électriques ont besoin de l'énergie provenant de combustibles tels que le charbon ou le gaz naturel, ou de flux d'énergie primaire, tels que le vent et la lumière du soleil. Ces centrales produisent beaucoup d'électricité et sont souvent éloignées de la demande d'électricité ; le système suivant (transmission) résout ce problème.

Transmission

Figure 1. Les grandes lignes électriques à haute tension sont un élément crucial du réseau, car elles transportent l'électricité avec peu de pertes d'énergie.[5]
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La transmission électrique est assurée par l'utilisation de lignes électriques. L'électricité qui sort de la centrale électrique passe par une station de transmission où elle est « amplifiée ». Cela signifie que la tension est augmentée, avec une diminution proportionnelle du courant électrique (la quantité d'électrons qui circulent par seconde). Cette augmentation de la tension est réalisée par un transformateur. Cette électricité peut circuler sur de longues distances, la distance maximale typique étant d'environ 500 kilomètres.[6]

Les transformateurs élévateurs sont utilisés parce qu'en parcourant de longues distances dans un fil conducteur, l'électricité perd inévitablement de l'énergie en raison de la résistance. Ce problème est essentiellement résolu (pas complètement, mais à un niveau acceptable) par l'utilisation de lignes électriques à haute tension. La perte de puissance correspondante dans les lignes diminue par le carré du courant, ce qui signifie que si le courant diminue d'un facteur de 2, la perte de puissance diminue d'un facteur de 4.[1]

Distribution

Figure 2. Transformateur sur socle pour la distribution électrique.[7]
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La distribution de l'électricité commence d'abord par les sous-stations de distribution qui utilisent des transformateurs « abaisseurs », qui effectuent la tâche inverse du transformateur « élévateur ». Les tensions de transmission sur de longues distances sont dangereuses pour les personnes, c'est pourquoi ces transformateurs abaisseurs ramènent la tension à des niveaux plus sûrs. Le réseau de distribution relie ensuite ces sous-stations aux clients qui ont besoin d'électricité, qu'il s'agisse de grands bâtiments industriels ou de petites maisons. D'autres sous-stations et des transformateurs plus petits (comme les boîtes vertes de la figure 2) permettent d'abaisser encore les tensions et de répartir l'électricité entre les différentes subdivisions.[6]

Configuration de base d'un réseau

L'image ci-dessous montre une configuration de réseau simple. En réalité, il y a beaucoup plus de systèmes connectés au réseau. Cependant, pour une compréhension conceptuelle, cette image devrait montrer à quel point même un réseau simple peut être interconnecté.

Figure 3. Schéma de base d'un réseau électrique.[8]

En savoir plus

Pour plus d'informations, veuillez consulter les pages correspondantes ci-dessous :

Références

  1. 1,0 et 1,1 R. Wolfson, "Electricity" in Energy, Environment, and Climate, 2nd ed., New York, NY: W.W. Norton & Company, 2012, ch. 11, sec. 1, pp. 292-307
  2. Wikimedia Commons [Online], Available: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Gundremmingen_Nuclear_Power_Plant.jpg
  3. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Fermi_NPP.jpg
  4. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8b/GreenMountainWindFarm_Fluvanna_2004.jpg
  5. Pixabay [Online], Available: https://pixabay.com/en/electrical-wires-grid-power-863402/
  6. 6,0 et 6,1 Brain, Marshall, and Dave Roos. (August 4, 2015). How Power Grids Work [Online], Available: http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/power.htm
  7. sdpitbull via Flickr [Online], Available: https://www.flickr.com/photos/stevestr/4624935949
  8. Wikimedia Commons [Online], Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electricity_Grid_Schematic_English.svg

Auteurs et rédacteurs

Bethel Afework, Ethan Boechler, Paul Frey, Jordan Hanania, Kailyn Stenhouse, Luisa Vargas Suarez, Jason Donev
Dernière mise à jour : 28 septembre, 2021
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