17 km dans le tunnel et 1 km en dehors du tunnel, soit 18 km au total. C’est le nombre de kilomètres de câbles qui seront posés entre Airolo et Göschenen. Cependant, la pose d’une ligne à très haute tension (220 000 volts, soit 1000 fois la tension du courant qui atteint nos maisons) est un défi de taille, tant pour la construction que pour l’exploitation du réseau. Il faut d’abord décider sur quelle technologie on veut miser. En effet, tous les câbles ne sont pas identiques. Pour le projet du Gothard, Swissgrid a étudié cette thématique et évalué différentes options. Dans cet article, nous jetons un coup d’œil aux technologies les plus courantes.
Quelles sont les principales différences entre les différentes technologies de câbles au niveau de la très haute tension? La réponse tient en quelques mots: les différences résident dans le matériau isolant qui recouvre les conducteurs. Pour examiner le sujet en détail, nous devons d’abord comprendre la différence entre les lignes aériennes et les lignes câblées souterraines. Dans le cas des conducteurs d’une ligne aérienne, l’air joue le rôle d’isolateur. Pour que cela fonctionne, les conducteurs doivent être suffisamment espacés les uns par rapport aux autres. En ce qui concerne les lignes câblées souterraines, ces distances ne sont pas possibles et d’autres méthodes d’isolation doivent être utilisées. Ces matériaux isolants peuvent être constitués de gaz, d’air comprimé ou de polyéthylène. Chacune de ces technologies a ses avantages et ses inconvénients.
Câbles avec polyéthylène (XLPE) comme matériau isolant
Les câbles avec polyéthylène comme matériau isolant sont la norme pour les câbles à très haute tension et ont été utilisés récemment par Swissgrid à Bözberg et entre La Bâtiaz et Le Verney. Ils sont très polyvalents, car ils sont utilisés dans des caissons de câbles en béton, des tunnels et même sous l’eau, comme c’est par exemple le cas pour la ligne de 150 kV entre Brusino et Morcote. Les câbles sont constitués en leur cœur d’un conducteur en cuivre ou en aluminium qui transporte l’énergie électrique. Ils sont recouverts de plusieurs couches d’isolation, elles aussi en polyéthylène. Des couches supplémentaires servent à l’étanchéité, à la protection mécanique ou à la mise à la terre de service de courants capacitifs et de court-circuit. L’inconvénient de cette technologie est son poids. Les câbles doivent être enroulés sur plusieurs bobines et transportés par de nombreux convois exceptionnels. Des manchons sont nécessaires à la liaison de ces câbles. Les différentes longueurs de câble peuvent être reliées entre elles par des manchons.
Structure d'un câble souterrain (220 kV)
Supraconductivité
Les supraconducteurs sont des matériaux qui présentent une conductivité électrique très élevée à basse température. Ces matériaux peuvent être utilisés pour fabriquer des câbles similaires aux câbles en XLPE en ajoutant un fluide de refroidissement (généralement de l’azote liquide).
Ce produit permet également une capacité de ligne élevée. Un autre avantage est que le câble ne dégage pas de chaleur dans l’environnement et peut donc être installé de manière plus compacte (moins de distance entre les différents câbles). Les champs magnétiques sont limités. L’inconvénient est qu’un système de refroidissement est nécessaire, ce qui entraîne des coûts d’exploitation et nécessite un entretien. L’utilisation de supraconducteurs à basse tension dans un réseau de transport de l’électricité nécessite des transformateurs, ce qui augmente les coûts d’investissement. Bien que cette technologie soit connue depuis un certain temps déjà, sa mise en œuvre est encore en phase de développement. Jusqu’à présent, elle a été utilisée pour de courtes distances et n’est donc pas adaptée à la pose de câblage sur 18 kilomètres.
Câbles isolés au gaz
Les lignes isolées au gaz (GIL) utilisent la même technologie que les postes de couplage isolés au gaz (GIS). Le conducteur est introduit dans des tubes métalliques remplis de gaz. Actuellement, le gaz isolant utilisé est l’hexafluorure de soufre (SF6), un gaz à effet de serre 26 000 fois plus nocif que le CO2. Des alternatives plus écologiques au gaz SF6 sont actuellement utilisées dans certaines sous-stations suisses de moyenne tension. Il n’existe pas encore d’autre solution pour la très haute tension. Mais ce n’est probablement qu’une question de temps.
Câbles isolés au air comprimé
Les câbles isolés au air comprimé sont un produit dont la structure est similaire à celle d’une ligne isolée au gaz. Dans ce cas, l’isolation n’est pas constituée de SF6 ou d’autres gaz spéciaux, mais d’air comprimé (jusqu’à 10 bars). Il s’agit d’une nouvelle technologie pour laquelle l’expérience et l’octroi de licence font encore défaut dans le domaine de la très haute tension. Le matériau du conducteur est l’aluminium.
Pour le projet de pose de câbles du Gothard, Swissgrid a opté pour des câbles en XLPE après une réflexion approfondie sur le sujet.
Qui décide, pour les nouveaux projets de lignes, s'il faut réaliser une ligne aérienne ou un câblage souterrain et sur la base de quels critères de décision?
Pour chaque projet de construction de ligne, Swissgrid examine des variantes de lignes aériennes et de câblages souterrains. Les résultats servent de base aux organes de décision pour décider du corridor et de la technologie.
Le choix de la technologie et du corridor est fixé par le Conseil fédéral dans le cadre de la procédure de plan sectoriel. Comme chaque situation de départ est différente, les facteurs de développement territorial, de l’environnement et les aspects techniques et économiques sont toujours analysés à l'aide du «schéma d'évaluation des lignes de transport d'électricité».
Auteur
