Black out, l’Europe au bord du gouffre !

[Alter Egaux]

C’est dans le « science et vie » n°1072, janvier 2007.
Court article mais intéressant :

Il y a le détail de ce qui c’est passé le 4/11/06 en Europe, l’historique des black out, les technique de stockage de l’électricité, le tableau des investissements (en chute libre) et les marges de sécurité des pays européennes (on apprend que la Suède et la Finlande sont en black out assuré en cas de panne d’interconnexion), et enfin, une carte des interdépendances (clairement, la France est le poids lourd en exportation).

Il liste les black-out européens depuis 1965 :

04/11/2006 : A 22h10, 10 millions d’européens (dont 5 millions de Français) privés d’électricité. Le Black-out est évité de justesse, notamment par la France : entre autres, les usines hydroélectriques dont 2 sont à quelques kilomètres de mon point de chute (j’ai bien aimé voir afficher les barrages dans lequel je pêche la perche et le sandre en amont, et la truite en aval) ont sauvé la mise à l’Europe (50 min de black out).
28/09/2003 : panne géante en Italie pendant 24 heures : 57 millions d’habitants.
23/09/2003 : 4 millions de suédois et danois sans électricité pour cause de tempête.
14/08/2003 : 50 millions d’américains au nord est des USA dans le noir (panne du réseau)
29/12/1999 : 3,6 millions de français dans le noir (double tempête)
19/12/1978 : une partie de la France dans le noir (défaillance d’un câble haute tension), entrainant l’effondrement du réseau Paris/Est du pays.
9/12/1965 : 30 millions d’américains au nord des USA et du canada dans le noir (panne du réseau)

Bref, le réseau européen est jugé très faible, et mériterait 1 000 milliards d’euros d’investissement d’ici 2030. Par comparaison, EDF fait un chiffre d’affaire de 51,1 milliards d’Euros. Vous voyez le tableau ?
L’investissement est en chute libre depuis 2000, depuis grosso modo l’ouverture des marchés, les opérateurs cherchant à conquérir des marchés extérieurs plutôt de la sécurisation de leur réseau intérieur (merci la commission européenne).

Un tableau assez intéressant sourcé montre la marge théorique par pays, rapport entre le record de consommation enregistré et la capacité de production d’électricité installée dans le pays. Il en ressort que la Suède et la Finlande est overshoot : à la moindre panne sur les interconnexions, c’est le black out assuré pour les 2 pays. Les pays bas et la Belgique ne sont pas u top non plus, ainsi que la Grèce et la Hongrie.
Les gros pays avec une forte capacité de production maximale (mais théorique) sont dans l’ordre : la France, l’Allemagne, le Royaume Unis, l’Italie et l’Espagne (l’Allemagne étant au dessus de la France pour sa capacité théorique maximale, mais derrière la France pour la capacité réelle de production).

Les capacités de stockage sont de 2 ordres :
- voie de l’air comprimé. L’Electricité de Marseille aurait engendré un rendement de 96%.
- voie hydraulique. Les barrages sont remplis en période de surproduction, rendement 70%.

Les projections a partir de 2010 sont pessimistes : il faudrait suivant l’article créer une tranche nucléaire par an (1200 MW). Une autre piste est à la décroissance de la consommation, voire à l’optimisation comme en Italie (abonnement spécifique avec réduction sur signal de la consommation chez les particuliers).
Une alerte est levée sur l’Angleterre et l’Irlande, qui n’ont qu’un unique câble sous marin installé il y a 20 ans, fragilisant le reste du réseau européen en cas de panne. De même pour le Portugal, l’Espagne l’Italie et la Grèce, ses pays sont des péninsules électriques vulnérables. La France et l’Allemagne (réseau très vieil) sont centrales dans l’architecture du réseau. En cas de panne touchant ses 2 pays, c’est le black-out général (en cas de saturation, les coupures sont automatiques).
Pour info, il faut 10 ans pour installer une nouvelle ligne très haute tension entre 2 pays.

Bref, cela sent le roussi, et les périodes problématiques sont pendant les fortes chaleurs (aout) et les froids polaires (décembre).

Voilà un bref résumé.

[Tiennel]

Pas de panique, les bonnes centrales thermiques (non séquestrées) arrivent !



Y en aura pour tout le monde

[energy_isere]

(stockage)
- voie de l'air comprimé. L'Electricité de Marseille aurait engendré un rendement de 96%.

??

Quelqu' un peux t' il confirmer ? Et de quelle quantité d' energie stockable s'agit t' il ? Et ou font il cela ?

[phyvette]

[ Quelqu' un peux t' il confirmer ? Et de quelle quantité d' energie stockable s'agit t' il ? Et ou font il cela ?

Une centrale solaire sur la côte d’Azur en 2009

La technique consiste à capter l’énergie solaire par le biais de panneaux solaires thermiques, à comprimer de l’air et à le stocker dans des mines de sel. L’air est ensuite détendu à très haute pression grâce à un apport thermique (gaz). Cette énergie étant ensuite transformée en électricité, à la demande. L’astuce de Pierre Bénaros : remplacer la mine de sel par un stockage en surface, en l’occurrence des sphères en matériaux composites et utiliser l’énergie solaire comme apport thermique (technologie des “Peakers”)....................

Phyvette

[Tiennel]

Pour savoir quand activer votre groupe électrogène, vous pouvez suivre la fréquence du courant en Europe continentale sur le site de l'UCTE

[Alter Egaux]

Pas de panique, les bonnes centrales thermiques (non séquestrées) arrivent !

Mais cela ne réponds en rien à la problématique dû à une panne du réseau vieillissant et mal conçu. Les black-out sont en majorité dû à des pannes de réseaux ou des tempêtes climatiques.
Effectivement, la capacité de production sécurise le pays en particulier, mais ne l'exempte pas de black out, ni ceux en cascade.

[Environnement2100]

Apparemment le journaliste a du se servir, entre autres, de cette étude de RTE.

On distingue très bien le site de Villejust sur Google Earth.

[transhuman]

Il y a aussi une carte très intéressante qui montre les échanges d'énergie entre les partenaires européens ( en milieu d'article )

[Tiennel]

Mais cela ne réponds en rien à la problématique dû à une panne du réseau vieillissant et mal conçu. Les black-out sont en majorité dû à des pannes de réseaux ou des tempêtes climatiques.

Tu es un peu dur avec les électriciens européens qui ont conçu un très bon réseau grâce à l'économie des Trente Glorieuses, planifiée et keynésienne

Il vieillit un peu, certes, mais les lignes HT n'en sont pas à rouiller et à s'effondrer toutes seules.

Le problème du réseau européen est, comme d'habitude, qui ne fait plus l'objet d'investissements sérieux depuis une dizaine d'années alors que la demande continue de croître :

• développement économique de l'Europe du Sud et de l'Europe de l'Est
• accroissement du niveau de vie de l'Europe (clim', appareils électroniques en veille, machines à laver la vaisselle devenant le standard, etc)

[Alter Egaux]

Mais cela ne réponds en rien à la problématique dû à une panne du réseau vieillissant et mal conçu. Les black-out sont en majorité dû à des pannes de réseaux ou des tempêtes climatiques.

Tu es un peu dur avec les électriciens européens qui ont conçu un très bon réseau grâce à l'économie des Trente Glorieuses, planifiée et keynésienne
Il vieillit un peu, certes, mais les lignes HT n'en sont pas à rouiller et à s'effondrer toutes seules.

Je ne pense pas forcement à celui de la France, même s'il est exposé à des avis de tempêtes.
Je pense à celui de l'Allemagne, dont mes infos (peut être obsolète ou partiellement fausse) sont très très vieillissant (Allemagne de l'Est notamment ?).
Et comme tu le précises, les nouveaux arrivants dans l'UE sont très demandeurs en énergie. La faiblesse du réseau est probablement vers ce lieu géographique (entre autres exprimés au début du fil) :
- vétusté du réseaux de transport vers les nouveaux pays européennes, notamment en Allemagne,
- augmentation forte de la demande dans ses pays.

[Yenish]

Je vous lis frequemment, mais n'intervient jamais. Ce fil en est cependant l'occasion.

J'ai eu la chance de participer a une presentation d'un ancien de mon ecole qui travaille a RTE et qui nous a parle de ce black-out. Je vais donc vous communiquer qq points qui sont interessants. Je ne fais que repeter ce que j'ai entendu, il peut y avoir des petites imprecisions ou erreurs, mais rien d'important je pense.


Le blackout a commence a cause de la coupure d'une ligne en allemagne pour laisser passer un bateau qui sortait d'un chantier naval. C'etait prevu, mais les allemands ont mal modelises les consequences sur le reseau, ainsi que d'autres details.
Cette coupure a donc entraine une surtension sur une ligne proche, qui a automatiquement saute par securite, ce qui a entraine une surtension sur une autre ligne, qui a saute, etc. Effet domino.
En tout, une quinzaine de lignes ont saute en une vingtaine de secondes entre l'allemagne et l'Italie, coupant le reseau europeen en 3 parties totalement separees.

La partie ouest, ou nous sommes, s'est retrouvee en sous-tension car elle importait de l'electricite de l'est a ce moment la. Il y a une relation immediate entre frequence et tension. Si la tension baisse, la frequence baisse. Si la tension monte, la frequence monte. La tension sur cette partie ouest est tombe a 49Hz au lieu de 50Hz, ce qui est un ecart enorme.

Il y a de nombreuses procedures automatique qui se mettent en oeuvre a ce moment la. Il faut reagir extremement rapidement, avec un temps de reaction de l'ordre de la seconde pour ne pas que le reseau s'effondre et que le blackout soit total. Impossible d'augmenter la production dans ces delais. Vu l'ampleur du deficit, la seule maniere de maintenir le reseau a flot etait de diminuer la demande. Pour cela, chaque partie du reseau est affectee a un echelon dans les transformateurs (il me semble que c'est la, je ne suis pas sur). Pour chaque demi Hertz de deficit, un demi-echelon se trouve automatiquement deconnecte. Il y a 5 echelons en tout. Ce jour la, 2 demi-echelon ont donc ete deconnectes, coupant l'electricite de ces parties du reseau (environ 1/5e des foyers). La demande etait suffisament baissee pour que la frequence se stabilise.

Ensuite, la production a progressivement augmente, avec notament le demarage des centrale hydroelectrique, ce qui a permi de retablir l'electricite dans les parties du reseau deconnecte en 2h.


Quelques points :
- les hopitaux et autre batiments critiques sont sur le dernier echelon

- le black-out total a ete evite. Les centrales ayant besoin d'electricite pour fonctionner, lors d'un blackout il y a de longues procedures pour remettre le reseau sur pieds. il estimait a 24h le temps pour remettre l'electricite partout en France en cas de blackout total. La, il a fallu juste 2h pour seulement 1/5e de la France qui a eu un pb. Les securites ont tres bien marche.

- L'Espagne a eu tres chaud. Explication : Les centrales ont une tolerance en tension. Si le reseau auquel elles sont raccordes a une frequence trop differente de 50Hz, elles se deconnectent. Chaque type de centrale a une tolerance differente. Et les centrales les moins tolerantes sont les eoliennes (49.5Hz min).
Resultat : frequence trop basse, les eoliennes espagnoles s'arretent, la tension diminue, la frequence du reseau diminue... Heureusement l'effet boule de neige a ete evite de justesse et les autres centrales espagnoles ne se sont pas arretees. Mais en tout cas ce n'est pas un point en faveur de l'eolien.

- Le probleme n'est pas vraiment le nombre de centrales en fonctionnement, mais la robustesse des interconnections, du reseau, donc le nombre de lignes et leur capacite. Il est devenu impossible a cause des blocage politique de construire la moindre ligne a tres haute tension. Il y a 2 regions en France qui sont sur la corde raide a cause de cela : la Bretagne et Paca. Si les lignes sautent, on peut avoir toutes les centrales nucleaires qu'on veut sur la Loire, ca sert a rien.

J'espere avoir ete clair et que cela vous a interesse.

[Alter Egaux]

Merci, Yenish. Je ne connaisais pas tous les détails de ce que tu viens de dire. Très interessant.

[Environnement2100]

En creusant dans les tiroirs de nos valeureux fonctionnaires, on constate que l'un des scenarios étudiés récemment pour la France à échéance 2030 est... la sortie du nucléaire, tranquillement remplacé par le charbon (sans CCS, ça va de soi) : sans doute une commande d'un Vert qui passait par là.

Un certain nombre de choses dans ce domaine sont héritées de considérations politiques au mauvais sens du terme - comme le glacis électrique breton par exemple : on pouvait se permettre ça quand l'énergie n'était pas chère, on va sans doute redevenir un peu plus sérieux, comme le montre la future centrale de St-Brieuc.

Gérer un réseau électrique, c'est franchement pas très compliqué ; gérer les desiderata de 36 000 maires et 600 députés, c'est autre chose.

En ce qui concerne l'incident allemand, nous avons commis l'erreur de soutenir quelques secondes de trop le réseau allemand : il eût été plus avisé de s'isoler tranquillement, et de laisser s'effondrer l'Allemagne, facilitant ainsi la réflexion sur le nucléaire.

[Jägermeifter]

En ce qui concerne l'incident allemand, nous avons commis l'erreur de soutenir quelques secondes de trop le réseau allemand : il eût été plus avisé de s'isoler tranquillement, et de laisser s'effondrer l'Allemagne, facilitant ainsi la réflexion sur le nucléaire.

Il s'est en fait passé exactement le contraire le 04-11.
Si nous nous isolions, nous seulement on serait en surabondance d'électricité la nuit , à ne plus savoir quoi en faire et à devoir la gaspiller (on éclaire les autoroutes comme en Belgique?), mais ont aurait des coupures tous les soirs à 19h! Nos belles centrales nucléaires seraient sous-exploités et nous ne pourrions pas revendre plein d'électricité à l'Italie et à l'Angleterre (10 % de notre production sur l'année).

Comme l'a dit Yenish, au moment de l'incident, La France était importatrice d'électricité et même fortement importatrice.

L'erreur est due à une erreur de modélisation des flux électriques (vers la France notamment!) et au non respect de la règle du N-1 (toujours avoir la réserve pour assurer le relais en cas de coupure de ligne n'importe où). L'électricité n'a plus pu être transporté jusqu'à la consommation ce qui a provoqué une chaine de surcharge se décalant vers le sud ouest et divisant l'Europe en 3 zones non synchronisés.

Nous nous sommes alors retrouvés en sous production car coupé des centrales à charbon allemandes qui nous alimentaient (le nucléaire ne peux pas s'adapter à la consommation et nous sommes donc obligé d'importer de l'électricité tous les jours au moment des pics de conso).

Dans notre zone, les générateurs ne peuvent plus tenir la tension, les rotors sont ralentis (la fréquence du réseau baisse) et certains se déconnectent du réseau, aggravant alors le problème (car nous étions alors en sous production) : 2800 MW en France. Nous nous retrouvons donc en important déficit et en sous production.

Le stockage (pompage) de surplus électrique a été immédiatement arrêté (1500 MW en Europe dont 570 en Espagne) [à partir de 49,6-49,2 Hz] et les centrales hydrauliques ont été immédiatement démarrés, automatiquement et manuellement (16000 MW en Europe, dont plus de 5000 en France [vive les Alpes ]), ensuite, on coupe la consommation (coupure de courant) jusqu'à rééquilibrer notre déficit (12% de la conso française) et nous a permis ensuite de nous reconnecter ensuite au reste de l'Europe plusieurs heures plus tard (après plusieurs échecs). Cette consommation est coupée par échelons à partir de 49 Hz.

Dans le nord est de l'Europe, il n'y a eut aucune coupure car ils étaient alors en surproduction : 10 000 MW de trop!. Ils ont alors arrêté immédiatement leur surplus de production.

C'est vrai qu'on est pas passé loin du black-out. Heureusement que les automates et les coupures ont bien fonctionné! Nous avons démarré quasiment toute notre réserve (barrage + thermique). 2000 MW de moins sur la zone et c'était le noir tout le dimanche.

Mais dans le fond, le vrai coupable, c'est nous car nous consommions trop par rapport à notre production et nos capacités d'import. La coupure nous a rappelé ce que nous importions à ce moment la et notre dépendance énergétique.

@ Yenish
Bon résumé. C'est vrai que certaines éoliennes se déconnectent à 49,5 Hz. C'est le cas de toutes les éoliennes espagnoles (mauvaise technologie?). Ce n'est en aucun cas un problème de l'éolien mais d'une certaine technologie parfois employée. Les éoliennes allemandes de type Enercon sont restés connectés au réseau. C'est pour cette raison qu'on les installe sur les iles, où le réseau est très fragile.

@Alter: Si justement je crois bien que nous avons besoin de ces centrales, du moins si on veut continuer le scénario actuel qui est : prolonger la courbe de consommation et accélérer toujours plus vite vers le mur.
La petite phrase de RTE (qui est content de la dire en plus): "Depuis juillet 2000, RTE a enregistré neuf records successifs de consommation d’électricité en France. La dernière consommation maximale atteinte en 2005 dépasse de plus de 11 000 MW soit l’équivalent de la consommation de plus de 10 millions de foyers"

La petite phrase de RTE pour E2100: "Avec l’Allemagne, et pour la deuxième année consécutive, le solde des échanges est importateur. Il atteint 9,6 TWh cette année." Et en plus, on leur achète leur électricité presque deux fois plus cher que celle qu'on leur vend.

E2100 à dit "Gérer un réseau électrique, c'est franchement pas très compliqué"

[Environnement2100]

Il s'est en fait passé exactement le contraire le 04-11.

Tu me pardonneras, j'ai lu exactement l'inverse.

E2100 à dit "Gérer un réseau électrique, c'est franchement pas très compliqué"

Je te confirme que concevoir un réseau dans lequel la demande satisfait l'offre est un problème de robinets.

Concevoir un réseau dans lequel
- tu ne peux pas installer de nouvelles centrales
- tu ne peux pas installer de nouvelles lignes à haute tension
- tu dois satisfaire une demande sans cesse croissante
- à un prix que tu dois garantir pour les 50 ans à venir
est autrement plus difficile. Les coupures de courant qu'a connues la Californie ne sont en rien consécutives à des difficultés techniques, mais bien à une législation trop contraignante, qui a été assouplie depuis.

Et en plus, on leur achète leur électricité presque deux fois plus cher que celle qu'on leur vend.

Ca ne paraît pas surprenant : le courant de base ne vaut pas grand-chose par rapport au courant de pointe.

Que disent les Allemands de la croissance de l'éolien chez eux ? Ont-ils un objectif de pourcentage comme nous ?