Les câbles haute tension sont des conducteurs électriques conçus pour transporter efficacement de grandes quantités d’énergie électrique sur de longues distances. Ces câbles fonctionnent à des tensions plus élevées que celles utilisées dans les systèmes de distribution conventionnels, généralement supérieures à 1 000 volts.
Sa fonction principale est le transport de l'électricité des centrales de production jusqu'aux centres de distribution et aux consommateurs finaux.
Il existe différents types de câbles haute tension, notamment les câbles aériens suspendus à des poteaux, les câbles souterrains et les câbles sous-marins utilisés pour l'interconnexion entre les régions.
Matériaux conducteurs
Les matériaux conducteurs les plus courants sont :
- Cuivre : C'est l'un des conducteurs les plus utilisés dans les câbles haute tension. Le cuivre est un excellent conducteur électrique et possède une conductivité électrique plus élevée que de nombreux autres métaux. Cependant, le cuivre peut être coûteux et son utilisation peut dépendre de considérations économiques.
- Aluminium : L'aluminium est un autre matériau conducteur largement utilisé dans les câbles haute tension. Bien qu’il ait une conductivité électrique légèrement inférieure à celle du cuivre, il est plus léger et généralement moins cher. Son utilisation est courante dans les câbles de transmission d’énergie électrique longue distance.
- Alliages d'aluminium : Des alliages d'aluminium spécifiques ont été développés pour améliorer encore ses propriétés conductrices et sa résistance mécanique. Ces alliages sont souvent utilisés dans les câbles haute tension pour optimiser les performances.
- Acier recouvert d'aluminium : Dans certains câbles, notamment les câbles de terre, de l'acier recouvert d'aluminium est utilisé pour apporter une résistance mécanique supplémentaire. Ce type de câble combine les propriétés de conduction de l'aluminium avec la résistance de l'acier.
- Alliages aluminium-zinc : Certains câbles haute tension peuvent être constitués d'alliages aluminium-zinc pour améliorer la résistance à la corrosion et réduire le poids du câble.
Avantages de la transmission électrique haute tension
Premièrement, en élevant la tension, conformément à la loi de Joule, les pertes d'énergie sous forme de chaleur dans les conducteurs diminuent considérablement. En effet, en augmentant la tension et en réduisant le courant, la résistance électrique est minimisée, optimisant ainsi l'efficacité du système.
Deuxièmement, l’efficacité du transport longue distance est essentielle pour une gestion efficace de l’énergie. La capacité de transporter efficacement l’électricité via des câbles à haute tension permet de transmettre l’énergie produite dans des endroits éloignés, tels que des parcs éoliens ou des centrales solaires, vers des centres de demande éloignés.
Evolution des câbles haute tension
À leurs débuts, les lignes électriques étaient principalement des câbles aériens suspendus au-dessus de poteaux pour transporter l’électricité sur de longues distances. Bien que cette approche constituait une avancée significative pour son époque, elle présentait des limites en termes d’efficacité et de perte d’énergie en raison de la résistance et de la capacité de charge limitée.
Câbles souterrains et isolation améliorée
Au fil du temps, les ingénieurs ont cherché des solutions pour surmonter les limites des câbles aériens.
Des câbles souterrains ont vu le jour, offrant des avantages en termes d'esthétique et de sécurité, tout en réduisant les interférences avec l'environnement. De plus, l'isolation des câbles a été améliorée pour minimiser les pertes d'énergie et garantir une transmission plus efficace.
Surmonter les limites : câbles haute tension avec technologie HVDC
L’une des avancées les plus significatives de ces dernières années a été l’adoption de la technologie du courant continu haute tension (HVDC).
Contrairement au courant alternatif (AC) utilisé dans la plupart des réseaux de transport, le HVDC offre des avantages tels qu'une réduction des pertes de puissance et la capacité de transmettre de l'électricité sur des distances extrêmement longues sans pertes importantes.
Matériaux innovants : supraconducteurs et nanotechnologies
La recherche de matériaux plus efficaces et conducteurs a conduit à la recherche sur les supraconducteurs et à l'application de la nanotechnologie dans la fabrication de câbles haute tension.
