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Ligne aérienne et câble souterrain
Faits et conséquences pour le réseau de transport
2
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Table des matières
4 | L'extension du réseau est incontournable
5 | Des oppositions entravent l'extension du réseau
6 | Le câble enterré comme solution pour une extension du réseau acceptable par la société
7 | Le choix entre la ligne aérienne et le câble enterré dépend de la sécurité de l'approvisionnement
8 | Le câblage souterrain ne concerne pas seulement le réseau à très haute tension
9 | La pratique doit montrer si le câblage souterrain fait ses preuves au niveau 380 kV
9 | Les projets d'extension du réseau requièrent des conditions-cadres légales et réglementaires
10 | Résultats et leçons de la méta-étude
10 | 1. Comparabilité des études
12 | 2. Pertes
13 | 3. Exploitation
14 | 4. Coûts d'exploitation
15 | 5. L'homme et l'environnement
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La Suisse possède l'un des réseaux électriques les plus stables au monde. Les consommateurs fi naux comme les clients industriels sont alimentés en électricité de manière fi able, 24 heures sur 24. Une performance qui ne va pas de soi. La progression des besoins en électricité impose une augmentation de la quantité d'élec-tricité transportée. Le réseau, vieux de 40 à 50 ans en moyenne, est d'ores et déjà surchargé.
Congestions dans le réseau de transport
La Suisse est la plaque tournante de l’électricité en Europe. Le réseau électrique revêt une grande importance économique pour la Suisse, mais aussi pour l'ensemble de l'Europe. Afi n de garantir la sécurité de l'appro-visionnement et par conséquent la qualité de vie et la compétitivité suisses à longue échéance, il convient d'agir rapidement, et ce pour deux raisons :
1. Le développement des énergies renouvelables entraîne une augmentation des fl ux électriques dynamiques qui ne peuvent pas être prévus longtemps à l'avance. D'où un accroissement du besoin en stockage intermédiaire et en énergie dont la disponibilité est sûre et planifi able.
2. Les quantités d'électricité tirées des centrales à accumulation par pompage dans les Alpes doivent être transportées vers les grands centres de consommation du Plateau.
Ces deux éléments réunis rendent nécessaires des lignes mettant en œuvre de nouvelles technologies de réseau et offrant des capacités de transport supérieures.
L'extension du réseau est incontournable
Brèvement :A l'heure actuelle, la Suisse bénéfi cie d'un approvisionnement sûr et monnayable. Swissgrid met tout en œuvre pour pérenniser cet avantage compétitif.
Figure 1 : Congestions dans le réseau de transport.
Congestions de réseau
Centrales à accumulation par pompage
Centrales combinées à gaz
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Plan sectoriel des lignes de transport d’électricité 1–2 ans
Procédure d’approbation des plans 2–3 ans
Tribunal administratif fédéral 2 ans
Tribunal fédéral 2 ans
Construction 2–3 ans
Total 9–12 ans
Tribunal administratif fédéral
Construction
Tribunal fédéral
ConstructionConstruction
Procédure pour la construction d’une ligne
L’extension et la restructuration du réseau sont tiraillées par la sécurité de l'approvisionnement, l'économie, l'environnement et la société.
Ces dix dernières années, seulement 150 kilomètres de lignes d`extension sur le réseau de transport ont été réalisés. La principale raison de cette lenteur réside dans les oppositions aux projets de construction et d'extension. La Suisse risque de perdre son avantage compétitif dans le secteur de l'électricité.
Congestions dans le réseau de transport
Des oppositions entravent l'extension du réseau
En moyenne, la procédure d'autorisation dure entre 9 et 12 ans. Dans des cas particuliers ça peut durer jusqu’à 30 ans.Une révision de la loi est indispensable pour accélérer cette procédure.Les modifi cations de la loi proposées par le groupe stratégique «Réseaux et sécurité d'approvisionne-ment» du Département fédéral de l’environnement, des transports, de l’énergie et de la communication (DETEC) doivent être mises en œuvre le plus vite possible.1
L'une des raisons de la longueur de la procédure d'autorisation réside dans le point litigieux du choix entre les lignes à très haute tension aériennes ou enterrées. Les débats tournent autour de la question des coûts, de la faisabilité technique, des pertes de lignes, des paysages et des effets sur l'homme et l'environnement.
Les aspects liés à l'exploitation et à la sécurité de l'approvisionnement sont relégués au second plan. Ces derniers sont toutefois cruciaux pour l'exécution du mandat légal de Swissgrid :
Extrait de la loi sur l’approvisionnement en électricité (LApEl)
1 Voir OFEN, rapport intermédiaire du groupe stratégique «Réseaux et sécurité d’approvisionnement» (SG NVS) pour le DETEC, juin 2011.
Brèvement :En Suisse, quelque 1000 kilomètres de lignes existantes doivent faire l'objet de travaux de transfor-mation et 300 kilomètres de travaux de construction. Sans cette extension, il ne sera pas possible de prendre le tournant énergétique.Avec une durée actuelle des procédures d’autorisation jusqu’à 30 ans, l’extension et la restructuration du réseau de transport ne sont pas possible en temps utile. Les mesures pour l’avancement des pro-cédures doivent être réalisées.
Art. 20 Tâches de la société nationale du réseau de transport1 Pour assurer l’approvisionnement en électricité de la Suisse, la société nationale du réseau de transport veille continuellement à ce que l’exploitation du réseau soit non discriminatoire, fi able et performante. Elle fi xe les capacités de transport transfrontalier en coordination avec les gestionnaires de réseau des pays limitrophes.
Figure 2 : Aperçu de la procédure de construction d’une ligne.
L’extension et la restructuration rapide du réseau supposent la participation active de tous les groupes d'intérêt et des personnes directement concernées. Les objections éventuelles concernant l'impact sur l'environnement et la santé ainsi que l'acceptation publique doivent être recueillies et éclaircies en temps voulu. Le but est de dépassionner les débats entourant la «meilleure» solution.
Swissgrid n’ignore pas le souhait des communes et des citoyens concernés d'enterrer les lignes à très haute tension. L'examen approfondi et sans a priori des possibilités et des limites du câblage du réseau de transport fait partie du mandat de Swissgrid. Dans ce sens, une méta-étude a été lancée début 2011 afi n de faire le point scientifi que sur ces questions. Les évolutions technologiques sont mises en œuvre pour améliorer l'infrastructure du réseau et trouver des solutions innovantes. Ces dernières décennies, les câbles enterrés ont connu de grandes avancées. Pour preuve, les câbles enterrés deviennent de plus en plus la norme pour les nouvelles lignes jusqu'à 110 kV à l'international.
Les nouvelles technologies comme les réseaux intelligents, le réseau de transport de courant continu à haute tension, le monitoring du conducteur ou les régulateurs de réseau électroniques peuvent aussi contribuer à une exploitation plus sûre et plus effi cace du réseau. Ces dernières années, les lignes de courant continu à haute tension ont notamment connu des évolutions technologiques majeures. Très effi caces, ces lignes n’ont que peu de pertes, mais pour des raisons de coûts et de technologie, elles ne conviennent qu'au transport d’un point à l’autre de grandes lignes sur de longues distances à partir de 500 kilomètres, comme les lignes reliant les parcs éoliens de la Mer du Nord à la Suisse.
Le câble enterré comme solution pour une extension du réseau acceptable par la société
Niveau de réseau 1 : le réseau à très haute tension est comparable au réseau autorou-tier. C’est à ce niveau qu’interviennent les échanges d’électricité avec l’étranger et connectent les centres de la production et de la consommation.
Niveau de réseau 3 : le réseau à haute tension est comparable au réseau des routes cantonales. Y sont raccordés les services industriels et les grandes entreprises industrielles.
Niveau de réseau 5 : le réseau à moyenne tension est comparable au réseau routier communal. Quelques entreprises et services communaux s’y approvisionnent.
Niveau de réseau 7 : le réseau à basse tension est comparable aux rues de quartier. Les petites entreprises et les ménages y sont raccordés.
La transformation de la haute à la basse tension peut être comparée aux carrefours, resp. montées et sorties.
Netzebene 1Pumpspeicher-, Wasser-, Kern-kraftwerke
Netzebene 2Transformierung Hochspannung / SBB
Netzebene 3Wasserkraftwerke
Netzebene 4Transformierung Mittelspannung
Netzebene 5Thermische Kraftwerke
Netzebene 6Transformierung Niederspannung
Netzebene 7Wind-, Photovoltaik- undBiogaskraftwerke
Netzregelung
Netzregelung
Netzregelung
Netzregelung
Pour comprendre : le réseau électrique de Suisse avec les sept niveaux de réseauOn peut comparer dans sa fonction le réseau électrique au réseau routier.
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Brèvement :L’extension du réseau doit considérer les différents intérêts. Swissgrid cherche le dialogue pour une solution idéale spécifi que au projet. Cette vue d'ensemble permet de prendre des décisions solides.
Les nouvelles technologies peuvent aider à trouver des solutions innovantes à moyen terme pour le réseau électrique. Ces dernières ne doivent toutefois pas remettre en question le calendrier des projets d'extension urgents en cours.
Figure 3 : Réseau électrique suisse.
Le choix entre la ligne aérienne et le câble enterré dépend de la sécurité de l'approvisionnement
La mission légale oblige Swissgrid à garantir l’exploitation sûre, performante et économique.
Dans le réseau à très haute tension, le câblage partiel implique énormément de travaux, du point de vue technique et opérationnel. Ainsi par exemple des bâtiments de transition doivent être édifi és aux deux places transitoires de la ligne aérienne au cable, qui rendent diffi cile la sécurité des bâtiments et des personnes.
Si les autorités estiment, sur la base du système d'examen et d'évaluation de l'Offi ce fédéral de l'énergie (OFEN), qu'un câblage partiel est avantageux, imputable et non critique pour l'exploitation, alors cette option est une voie possible pour Swissgrid. En revanche, un câblage partiel multiple sur un tronçon est probléma-tique dans l'état actuel de la technologie. La sécurité de l'exploitation est mise en péril et l'enfouissement de petits segments de câble sur un tronçon se révèle très onéreux.
S'agissant de sécurité de l'approvisionnement, d'effi cacité, d'impact sur l'environnement et la santé, d'accep-tation publique, il faut trouver des solutions optimales à l'échelle suisse. Pour cela, il faut des conditions-cadres légales et réglementaires claires.
Représentation schématique d'un pylône aérosouterrain
Figure 4 : Représentation schématique d'un pylône aérosouterrain.
L'emprise d'un pylône aérosouterrain s'élève à environ 50 x 50 m, ce qui représente à peu près la
moitié d'un terrain de football.
Ligne aérienne
Boîtes d'extrémité
Câblage souterrain
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Brèvement :Toute extension du réseau, aérienne ou souterraine, implique une atteinte au paysage.
Swissgrid se considère responsable de l'évaluation de la faisabilité technique de la sécurité de l'appro-visionnement spécifi que au projet.
Le câblage souterrain ne concerne pas seulement le réseau à très haute tension
Swissgrid souhaiterait accroître la valeur ajoutée en termes d'aménagement du territoire et l'acceptation sociale de l’extension du réseau de 380/220 kV en optimisant les lignes à tous les niveaux de réseau et les technologies. C'est pourquoi il convient d'élaborer, en concertation avec la Confédération, les cantons et les gestionnaires du réseau de distribution, un masterplan à l'échelle de la Suisse, décliné en masterplans régionaux.
Les câbles souterrains existent en Suisse depuis environ 80 ans, essentiellement sur le réseau à moyenne et basse tension. Le schéma ci-dessous montre le nombre de kilomètres de lignes aériennes2 et de câbles souterrains par niveau de réseau. Tandis qu'au niveau de réseau 7, près de 80 000 kilomètres sont enfouis, ce nombre atteint à peine cinq kilomètres au niveau de réseau 1.
La Suisse ne fait pas exception : en Europe, seuls quelques tronçons de lignes à très haute tension sont enfouis. Dans la plupart des cas, il s'agit de tronçons courts ou de projets urbains qui ne peuvent pas être comparés à la situation de la Suisse (terrain très varié). Ça s’ensuit des exigences physiciens qu’un câble souterrain doit être réalisé dans un espace réduit.
Figure 5 : Câblage en Suisse à tous les niveaux du réseau.3
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Brèvement :Dans les régions d'extension du réseau, dans lesquelles les lignes des différents niveaux du réseau sont posées les unes à côté des autres, les possibilités de procéder à une optimisation globale à tous les niveaux du réseau sont nombreuses.
Suivant le projet d'extension, différentes technologies de réseau sont adaptées. Plus l'on descend dans les niveaux de tension, plus le câblage souterrain est possible.
2 Calcul lignes aériennes : longueur du tracé = kilomètres-lignes ÷ 2, afi n qu’une comparaison entre ligne aérienne et cable souterrain soit possible.3 Voir ElCom : rapport d'activité de l'ElCom 2010, édition 6/2011, p. 7–8, sur : www.elcom.admin.ch. Le calcul tient compte des données de 675 sur les 730 gestionnaires de réseau que compte la Suisse, compris les 85 grands gestionnaires.
Représentation schématique d'un pylône aérosouterrain
Niveau de réseau 1(220/380 kV)
Niveau de réseau 3(36–150 kV)
Niveau de réseau 5(1–37 kV)
Niveau de réseau 7(jusqu’à 1 kV)
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000
Lignes enterrées en km Lignes aériennes en km
La pratique doit montrer si le câblage souterrain fait ses preuves au niveau 380 kV
Les projets d'extension du réseau requièrent des conditions-cadres légales et réglementaires
La technologie aérienne sur le réseau à très haute tension existe depuis plus de 100 ans. Les lignes aéri-ennes à courant alternatif sont indispensables sur le réseau de transport. Cette technologie a fait ses preuves, est effi cace et sûre. Par conséquent, les lignes aériennes demeurent, dans l'état actuel de la technique, le premier choix pour l'extension du réseau et servent de support à la conception de projets. Entre autre ce n'est donc pas parce que l'on ne dispose pas d'une longue expérience dans l'utilisation de la technologie du câblage souterrain pour le réseau à très haute tension.
Les projets pilotes de câble souterrain ont pour but, moyennant des risques d'exploitation calculables, d'aider à mieux comprendre si les attentes placées par beaucoup d'acteurs dans cette technologie peuvent effectivement être comblées. Un programme d'accompagnement complet s'étalant sur plusieurs années permet de s’assurer que des informations fouillées seront collectées permettant les choix technologiques de demain. En principe sont considérés comme pilots tous les projets de développment sur les lignes à 380 kV qui sont déjà projetés et priorisés.
Ces expériences dans le domaine de la construction, de l'exploitation et de la maintenance aident Swissgrid, à évaluer sans parti pris les options en matière de câblage dans les projets et à choisir entre une ligne aérienne optimisée ou un câble souterrain (partiel) optimisé en se basant sur les faits.
Les projets d'extension urgents ne doivent toutefois pas être retardés en avançant l'argument des progrès réalisés par la technologie et d'éventuelles meilleures solutions futures.
La méta-étude confi rme la nécessité de règles d'évaluation bien défi nies et contraignantes tenant compte de tous les aspects requis afi n de trouver la solution optimale à un projet donné. C'est uniquement sur cette base que les parties chargées de la procédure pourront apprécier si une ligne à très haute tension doit être réalisée en technologie aérienne ou (partiellement) souterraine. En l'occurrence, le système d'examen et d'évaluation «Câblage – ligne aérienne» pour les lignes à haute tension 220/380 kV, dont la Confédération a confi é la réalisation à l'OFEN, marque une étape importante.
Si le câblage (partiel) est retenu, la question du fi nancement du surcoût se pose. Il existe essentiellement deux possibilités :
1. Le consommateur paie le surcoût par le biais d'une augmentation du prix de l'électricité. Ce sera le cas si l'autorité de réglementaire suisse (ElCom) impute le surcoût via les frais d'utilisation du réseau.
2. Les régions et/ou les cantons directement concernés peuvent prendre en charge même un câblage souterrain.
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Brèvement :Des câbles souterrains comparables à 380 kV sont encore rares en Europe. Swissgrid prévoit donc des projets pilote dans le cadre des projets de développment afi n de recueillir des retours d'expérience en matière de construction, d'exploitation et de maintenance.
Un choix technologique doit toujours se fonder sur les connaissances actuelles afi n d'éviter les retards.
Swissgrid ne peut pas résoudre seule la question du câblage. L'imputation des coûts par l'ElCom doit être acquise.
Résultats et leçons de la méta-étude
En 2011, Swissgrid a commandé une méta-étude4 à l'Université technique d'Ilmenau dans le but de faire le point sur les connaissances relatives à la ligne aérienne face au câblage souterrain. Pour la première fois en Europe, une méta-étude a rassemblé et examiné 176 études générales et spécifiques se rapportant à des projets, ainsi que des documents non spécifiques couvrant les années 2000 à 2011. Les résultats les plus importants sont présentés ci-dessous.
1. Comparabilité des étudesApproches, paramètres et évaluations différentesSeulement deux des études se rapportent à des projets couvrent 90 pour cent des critères à prendre en compte dans le choix de la technologie. Moins d'un tiers couvre 80 pour cent de tous les critères et un quart de l'ensemble des études tient compte de moins de 50 pour cent de ces critères.
Par conséquent, il arrive souvent que seuls certains aspects de critères importants comme les pertes ou les coûts d'exploitation soient présentés. Par ailleurs, de nombreuses études comparent et évaluent des variantes qui ne sont pas optimisées dans chaque technologie.
4 Westermann, Dirk / Arlt, Dorothee / et al. : Méta-étude sur les caractéristiques des lignes aériennes et des lignes de câbles, Ilmenau 2011.
5 Westermann, méta-étude, p.30..
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Figure 6 : Proportion de critères abordés dans l'ensemble des études en pourcentage. 5
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Conséquence pour le réseau de transport suisse :A l'heure actuelle, il n'est pas rare que des études concernant un projet spécifi que servent d'argument, voire de base de décision pour d'autres projets. Ainsi, le Tribunal administratif fédéral s'est appuyé sur le jugement du Tribunal fédéral au sujet du dossier Riniken, dans son jugement sur la commune de Tuggen. La méta-étude montre qu'il n'est pas indiqué de s'appuyer sur des études antérieures pour choisir une technologie, en raison des différentes approches, paramètres et évaluations.
A l'avenir, Swissgrid étudiera chaque projet séparément et fera évaluer tous les critères. Pour la pro-chaine appréciation d'un projet, Swissgrid s'appuiera sur la nouvelle version du système d'examen et d'évaluation des lignes aériennes et des câbles souterrains de l'OFEN.
Tracé des lignes spécifi ques aux projetsIl ressort de l'étude que les variantes optimales de lignes aériennes et souterraines dépendent fortement de l’hypothèse spécifi que au projet par rapport aux investissements, à la conception, à la durée de vie et à la charge d'une ligne et qu'il est pour cette raison diffi cile de généraliser.
Le confl it d'objectif entre les coûts (investissement et exploitation) et la sécurité d'exploitation explique cette problématique. Selon la méta-étude les câbles souterrains sont in cas d’incident en moyenne hors service 40 à 270 fois plus longtemps que les systèmes aériens. Il est toutefois possible de diminuer l'indisponibilité des câbles souterrains du point de vue technique. Pour cela, il faudrait poser plusieurs lignes de réserve pour chaque système. Le besoin d'énergie réactive dans le cas de tronçons enfouis nécessite éventuelle-ment déjà à partir de 5 kilomètres des installations de compensation. Dans ces deux cas, les coûts pour les installations souterraines augmentent considérablement.
Comparabilité des études non acquise Etant donné que les paramètres prédéfi nis pour chaque étude diffèrent les uns des autres, il est diffi cile d'établir des comparaisons directes des études. A titre d'exemple, des lignes aériennes standard sont aujourd'hui comparées à des lignes enterrées optimisées.
Suivant la confi guration des projets en question, les résultats peuvent varier du tout au tout. Il est donc diffi cile de comparer les études entre elles, voire impossible. Pour obtenir des résultats parlants, il faudrait reprendre les études se rapportant à des projets dans le détail en s'appuyant sur un processus de calcul défi ni et homogène.
Les auteurs de l'étude concluent donc : «La méta-étude révèle qu'un processus standardisé, contraignant et un cadre référentiel juridique fi able (directives, critères) sont nécessaires pour analyser les lignes aéri-ennes et souterraines sous l'angle socio-économique. Ce processus doit reposer sur une large base et être communiqué en toute transparence.»6
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6 Westermann, méta-étude, p.12.
2. Pertes La méta-étude confi rme que les critères de perte dépendent fortement de la conception des projets, ren-dant diffi cile l'établissement de comparaisons entre les résultats des différentes études. Toutefois, certains résultats fondamentaux peuvent être déduits pour les trois principales catégories de pertes (indépendantes de la charge, dépendantes de la charge et des pertes supplémentaires) :
> > Les pertes dues à l'isolant (pertes indépendantes de la charge), sont inférieures dans les lignes aériennes par rapport aux lignes enterrées. Les pertes qui sont fonction de la quantité d'électricité et qui entraînent un réchauffement des lignes (pertes dépendantes de la charge) sont en revanche plus élevées dans les lignes aériennes que dans les câbles souterrains. Les pertes supplémentaires survenant dans le cas des câbles souterrains ont rarement fait l'objet d'études jusqu'à présent, bien qu'elles puissent être supé-rieures aux pertes indépendantes de la charge par exemple.
Même sans tenir compte de ces pertes supplémentaires, il s'avère que les pertes de puissance sont à peu près aussi élevées dans les deux technologies dans environ 40 pour cent des tracés examinés. Dans environ 35 pour cent des cas, les pertes totales sont nettement supérieures dans les câbles souterrains que dans les lignes aériennes alors que dans près de 25 pour cent des cas, c'est l'inverse.
Le tableau ci-dessous répertorie les principaux critères de perte et fournit des explications et des remarques :
Critère Explications / remarques
Généralités : ligne aérienne et câble souterrain
Utilisation électrique de la ligne Les pertes augmentent de façon quadratique au fur et à mesure que la quantité d'électricité s'accroît.
Section de conducteur Plus la section d'une ligne grossit, plus les pertes diminuent, avec la même charge d’électricité, en raison de la baisse de la résistance.
Aspects spécifi ques : câblage souterrain
Refroidissement des câbles Le refroidissement des câbles souterrains pour l'évacuation de la chaleur dissipée par les câbles augmente la capacité thermique de transport et par conséquent la charge admissible, mais signifi e aussi une consommation d'énergie supplémentaire (externe) pour le refroidissement. D'où un impact négatif sur le bilan global des pertes d'énergie.
Compensation d'énergie réactive Le recours à des compensateurs d'énergie réactive (p. ex. des bobines de réactance) peut réduire le courant réactif indésirable dans les réseaux triphasés à courant alternatif. La capacité de transport de l'énergie s'accroît alors, au prix de pertes supplémentaires dans les compen-sateurs d'énergie réactive. Selon la méta-étude, la compensation de l'énergie réactive pour les tronçons de câble souterrain peut être nécessaire dès 5 kilomètres.
Tableau 1 : Critères de perte.
Conséquence pour le réseau de transport suisse :Les études réalisées jusqu'ici ne sont pas suffi samment penchées sur la question des pertes, et en par-ticulier sur celles des pertes supplémentaires. Il n'est donc pas possible de s'appuyer sur celles-ci pour exprimer un avis général sur les avantages de l'une ou de l'autre technologie. A l'avenir, Swissgrid tiendra compte de toutes les catégories de pertes dans les études spécifi ques à des projets afi n d'obtenir une base de comparaison effective.Le fait est que les résultats de la méta-étude concernant les pertes globales conduisent à relativiser les attentes selon lesquelles les pertes de ligne seraient toujours moins élevées dans les câbles souterrains que dans les lignes aériennes. Des comparaisons effectives doivent être réalisées pour chaque projet spécifi que.
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3. Exploitation Certains critères de l'exploitation comme la charge du réseau, les intempéries et l'indisponibilité sont abordés dans moins de 50 pour cent des études se rapportant à des projets. Pour cette raison, ces deux premiers critères ont été laissés de côté. Une certaine prudence est de mise pour interpréter les résultats en matière d'indisponibilité.
Dans toutes les études prises en compte, la durée de vie des lignes aériennes est estimée supérieure à celle des lignes enterrées. Notons à ce propos que la durée de vie des câbles souterrains n'a qu'une valeur indicative, car aucun câble souterrain, au ce niveau de tension, n'est en service depuis plus de 35 ans.
Si les lignes aériennes affi chent une fréquence de pannes plus élevée, le temps de réparation est bien plus court que pour les câbles souterrains. L'indisponibilité des câbles souterrains en cas d’incident se situe donc entre 40 et 270 heures par an au-dessus de celle des lignes aériennes. A partir d'une certaine longueur de ligne, il faut en outre ajouter des compensateurs d'énergie réactive, qui occasionnent un coût supplémentaire.
Une problématique au niveau de l’exploitation est montrée dans ce qui suit : une ligne aérienne admet géné-ralement une charge plus élevée en hiver qu'en été car la température ambiante plus basse en hiver assure une meilleure dissipation de la chaleur. La capacité de transport ou la puissance nominale d'une ligne de 380 kV avec un seul système, une confi guration courante en Suisse, s'élève à 1,7 gigawatt en hiver, soit environ 2500 ampères. Jusqu'à présent, aucune ligne enterrée monosystème offrant cette capacité de transport n'a encore été réalisée. Il faut donc enfouir plusieurs systèmes de câbles souterrains en parallèle pour obtenir une puissance de transport équivalente.
Figure 7 : Coupe transversale d'une ligne aérienne pour deux systèmes composés chacun de quatre conducteurs triphasés jumelés.
Conséquence pour le réseau de transport suisse :Une exploitation sûre, performante et économique dépend de la disponibilité, de la charge admissible et de la capacité de transport d'une ligne ainsi que de la protection des personnes et des installations. L'inconvénient du temps de réparation des câbles souterrains demeure. L'installation supplémentaire de systèmes de réserve peut en réduire les conséquences en cas de perturbation spécifi que, moyennant des coûts supplémentaires. Comme indiqué plus haut, plusieurs systèmes de câbles souterrains doivent être posés en parallèle pour pouvoir atteindre la même capacité de transport qu'une ligne aérienne. Les coûts du câblage souterrains augmentent encore globalement. L'aspect de la sécurité de l'approvisionnement plaide clairement en faveur de la technologie aérienne selon l'état de l'art actuel.
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Figure 8 : Coupe transversale du fossé pour quatre systèmes de câble souterrain composés d'un câble par phase, afi n de obtenir la même capacité de transport comme la ligne aéri-enne d’à côté.
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4. Coûts d'exploitationDifférentes approches sont possibles pour calculer le coût global. Dans les études de projet examinées, seuls les coûts gestionnaires ont été analysés. La valeur de la superfi cie ou du terrain ou la valeur du pay-sage sont des aspects économiques qui n'ont pas fait l'objet d'une étude (suffi sante) pour permettre des comparaisons détaillées.
Dans la plupart des cas, seuls les coûts d'investissement ont été examinés, et non les coûts globaux sur toute la durée de vie. Voilà une raison importante qui explique pourquoi les câbles souterrains obtenaient jusqu'à présent de mauvais résultats dans les comparatifs de coûts. Dans 60 pour cent des études, les coûts d'exploitation intègrent seulement les coûts des pertes, alors que les coûts d'entretien, de maintenance et d'indisponibilité entrent aussi dans cette catégorie.
Si l'on considère le coût global et que l'on tient compte de l'ensemble des facteurs de coûts, le câblage souterrain demeure plus onéreux que des lignes aériennes comparables dans la grande majorité des cas. Le montant total des coûts répartis sur la durée de vie dépend, pour chaque technologie de la confi guration et des paramètres gestionnaires de chaque projet.
Le tableau ci-dessous recense des critères pouvant conduire à un écart de coût très important entre les câbles souterrains et les lignes aériennes.
Critère Remarques
Tronçons courts Les installations de transport nécessaires aux points de jonction entre les lignes enterrées et les lignes aériennes augmentent d'autant le coût du câblage souterrain.
Câblage partiel multiple En cas d'alternance entre ligne aérienne et câblage souterrain, les dispositifs de protection nécessaires à une exploitation sûre et effi cace des moyens d'exploitation se complexifi ent, ce qui entraîne une augmentation des coûts et accroît la probabilité d’une panne.
Capacité de transport Du fait de la capacité de transport limitée d'un système de câbles, il faudrait avec des condi-tions similaires poser dans certains cas plusieurs systèmes de câbles souterrains.
Indisponibilité Pour réduire l'indisponibilité qui se chiffre en semaines, voire en mois, au niveau des lignes aériennes, des faisceaux de câbles de réserve sont nécessaires pour compenser la défaillance d'un faisceau. Cette une situation valable seulement pour certaines causes d'incident qui se limitent sur la ligne de câble.
Compensation de l'énergie réactive
Le thème de la compensation de l'énergie réactive a été expliquée au chapitre «Pertes» (voir p.12). Cette compensation a deux conséquences : la construction de compensateurs d'énergie réactive (p. ex. des bobines de réactance) se traduit par des investissements supplémentaires et les bobines génèrent des pertes qui augmentent les coûts d'exploitation.
Type de pose descâbles
La pose de câbles dans le sol nécessite des travaux d'envergure. Le montant des coûts qui en résultent dépend du type de pose choisi (fourreaux, tunnels, galeries, etc.).
Tableau 2: Critères pouvant entraîner un surcoût en cas de câblage souterrain.
Conséquence pour le réseau de transport suisse :Les futures études devront prendre en compte non seulement les coûts d'investissement, mais aussi le calcul du coût global sur toute la durée de vie. Il faut concevoir un modèle permettant à l'avenir de réaliser ce calcul des coûts globaux. Les coûts gestionnaires devront être intégrés, ainsi que les coûts au niveau de l’économie, dans la mesure du possible. Le calcul des coûts d'exploitation devra tenir compte des coûts des pertes, mais aussi des coûts de maintenance, d'entretien et d'indisponibilité.
La condition posée à tout câblage (partiel) est l'imputation des coûts supplémentaires par l'autorité de réglementation : elle doit reconnaître la répercussion via les frais d'utilisation du réseau. Idéalement, la décision relative à cette imputation devrait intervenir au plus tard avant la clôture de la procédure de plan sectoriel (PSE). Autrement, les surcoûts pourraient aussi être pris en charge par les communes ou les cantons, si l'Elcom devait rejeter l'imputation.
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5. L'homme et l'environnementLes études ont uniquement recherché les effets sur le paysage et les superfi cies et analysé les champs électriques et magnétiques ainsi que les dérangements dans la phase d'exploitation.
Les lignes aériennes portent fortement atteinte au paysage. Mais le câblage souterrain présente lui aussi des inconvénients. Les champs magnétiques et électriques ont souvent fait l'objet d'études, sans qu'une évaluation claire soit réalisée dans la plupart des cas. En cas de perturbations, les lignes aériennes comme les câbles souterrains ont reçu peu d'évaluations négatives.
Les résultats des études montrent que les câblages souterrains ont un impact négatif sur la fl ore et la forêt ainsi que sur les sols et les superfi cies qui est supérieur à celui des lignes aériennes. Dans le cas de la faune, c'est l'inverse. Les critères cours d'eau, nappes phréatiques et bruit n'ont presque jamais été étudiés ou évalués. Les répercussions au niveau communal ont fait l'objet de nombreuses études, dont les résultats sont contradictoires. Le critère de l'acceptation publique a été traité dans 26 à 31 pour cent des études sur les lignes à 380 kV. Dans celles-ci, les lignes aériennes sont jugées plus négatives que les câblages souterrains.
Par conséquent, pour l'ensemble de ces critères, il est seulement possible de dégager des tendances, en raison de la rareté de la prise en compte de certains critères, du manque d'évaluation claire de ces derniers ou des résultats contradictoires obtenus.
Conséquence pour le réseau de transport suisse :Toute extension du réseau, aérienne ou souterraine, implique une atteinte au paysage. L'évaluation de l'impact des lignes enterrées sur le paysage dépend de la confi guration du projet. Un câblage souterrain nécessite par exemple des voies d'accès et des tracés larges d'où sont éliminées les plantes possédant un réseau racinaire étendu.
Si les valeurs limites pour les rayonnements électriques et magnétiques ne sont pas dépassées, la population ne court aucun danger.
Le sujet de l'homme et de l'environnement donne lieu à différents seuils de perception qui compliquent l'évaluation des critères. A l'avenir, les études de projet devront prendre en compte tous les critères indiqués plus haut qui seront discutés et évalués.
Figure 9 : Comparaison du tracé d'une ligne aérienne avec celui d'une ligne souterraine.
Oct
obre
2011
Réseau de transport et investissements dans le réseau
6700 km longueur du réseau de transport suisse (plus long projet d’infrastructure du pays)
1300 km extension et rénovation nécessaire sur le réseau à très haute tension
entre 4 et 6 milliards CHF coût total des investissements pour la restructuration et l’extension
150 km lignes construites ces dix dernières années
entre 9 et 12 ans planification, approbation et construction de nouvelles lignes
Consommation d’électricité capacité de transport
80 100 GWh volume transporté en 2010
2% prévision de croissance annuelle de la consommation d’électricité en Suisse
4% croissance de la consommation d’électricité en Suisse en 2010
Swissgrid
Propriété Swissgrid appartient à la population suisse car ses actionnaires sont déte-nus majoritairement par les cantons, les communes et les villes.
Actionnaires Alpiq AG, Alpiq Suisse SA, Axpo AG, BKW FMB Energie AG, CKW AG, EGL AG, Stadt Zürich ewz et Repower détiennent la totalité du capital-actions de Swissgrid.
Effectif 350
Histoire de Swissgrid
6. janvier 2005 Fondation de swissgrid sa
1. janvier 2009 Responsabilité du réseau de transport
A partir du 1er janvier 2013
Propriétaire du réseau de transport
