Test réussi pour le 1er cable supraconducteur au monde

[El Fredo]

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Test réussi pour le 1er cable supraconducteur au monde

Nexans, vient de réaliser avec succès le test du premier système supraconducteur haute température au monde pour le transport de courant continu à une tension de 200 kV.

Ce résultat constitue une étape majeure dans la démonstration de la capacité des câbles supraconducteurs HT souterrains à transporter les gigawatts nécessaires aux projets de super-réseaux tels que la plate-forme d'échange d'énergie renouvelable de Tres Amigas aux Etats Unis.

Les tests ont été menés dans le laboratoire haute tension de Nexans à Hanovre en Allemagne. Un câble supraconducteur prototype, connecté à une extrémité, a fait l'objet d'une série de tests en accord avec les recommandations du CIGRE (Conseil International des Grands Réseaux Électriques). Une tension de 360 kV, soit 1,8 fois la tension de fonctionnement, a été appliquée pendant plusieurs heures. Le système, maintenu à la tension nominale de 200 kV, a également été soumis avec succès à des surtensions simulant celles se produisant en cas d'impact de foudre ou d'ouverture/fermeture de circuit.

« Le succès de ces tests ne constitue pas seulement une première mondiale. Il concrétise également la combinaison unique avec Nexans de compétences en matière, d'une part, de systèmes supraconducteurs HT et, d'autre part, de systèmes HT plus conventionnels à base de cuivre ou d'aluminium pour les applications à courant continu », commente Frank Schmidt, responsable de l'Unité Systèmes Supraconducteurs de Nexans. « Ce programme autofinancé constitue une première étape dans le développement d'un système supraconducteur adapté aux projets de super-réseaux, comme Tres Amigas.»

Le design du câble supraconducteur HT pour courant continu est semblable à celui de son homologue pour courant alternatif actuellement en fonctionnement à Long Island aux Etats-Unis (installation développée et mise en œuvre par Nexans, opérationnelle depuis 2008). Le travail de conception réalisé par Nexans s'est concentré sur la terminaison (reliant le câble au réseau électrique) qui est totalement différente de celle développée pour le courant alternatif.

Prochaines étapes : courants très élevés et jonctions

L'étape suivante consiste pour Nexans à adapter ce système de câble supraconducteur aux courants très élevés (jusqu'à 12 500 A) nécessaires pour le transport de plusieurs gigawatts, afin de tirer parti de la capacité des câbles supraconducteurs à transmettre de telles puissances avec de très faibles pertes. Le Groupe développera également les jonctions permettant les liaisons sur de grandes distances et les réparations.

Le projet Tres Amigas repose sur des câbles supraconducteurs HT pour courant continu

Le projet Tres Amigas a pour but de créer aux Etats-Unis la première plate-forme d'échange visant à accélérer l'adoption des énergies renouvelables et à améliorer la fiabilité du réseau électrique américain. Ce projet, situé à Clovis au Nouveau-Mexique, fédérerait pour la première fois les trois réseaux d'énergie du pays : Eastern Interconnection, Western Interconnection et Texas Interconnection.

Les trois réseaux seraient connectés par des « pipelines électriques » à courant continu constitués de câbles supraconducteurs HT et des convertisseurs (VSC) alternatif/continu. La plate-forme de Tres Amigas formerait un échangeur électrique triangulaire de 9,6 km de circuit, capable de transférer et de répartir des gigawatts d'énergie renouvelable entre les trois réseaux.

Les câbles supraconducteurs HT pour courant continu placés dans des conduites souterraines transféreraient ces gigawatts avec un rendement proche de 100% entre chacune des trois stations de conversion de la plaque tournante. Les câbles supraconducteurs se révèlent non seulement plus efficaces que toute autre solution de transport, mais ils offrent en outre une densité de puissance nettement supérieure, ce qui signifie qu'ils peuvent transporter davantage d'énergie pour un moindre encombrement au sol.

[Nombrilist]

Très intéressant ! A quel température le "HT" correspond-il ? Et sur quelle distance les câbles se comportent-ils comme des câbles SC ?

[El Fredo]

High Temperature, ça veut dire au-delà du point d'ébullition de l'azote liquide (77K ou -196°C), voir l'article suivant pour plus d'explications :

http://en.wikipedia.org/wiki/High-tempe ... conductors

Dans le contexte de l'article je suppose qu'on parle de câbles à base d'oxydes de cuivre ce qui au mieux donne une température de 133K (-140°C), quant aux distances je n'en ai absolument aucune idée, mais ici on parle d'un noeud d'interconnexion, pas de transmission longue distance, donc elles seront très faibles. Il faut savoir que le réseau électrique nord-américain est beaucoup moins interconnecté que le réseau européen (avec des zones d'autarcie complète), voir la carte suivante (source Wikipedia) :



Le fait de pouvoir interconnecter les 3 réseaux est très important compte tenu de l'étendue géographique des USA (4 fuseaux horaires), et de la diversité des climats. Ainsi on pourrait combiner les avantages d'un fort ensoleillement au sud-ouest avec les projets de fermes éoliennes au niveau des grands lacs et des côtes.

[mps]

Super ! Mais à quelle profondeur ces lignes doivent-elles être enterrées, autrement dit quel sera le coût au Km ?

[Nombrilist]

Moi, ma question, c'est surtout, vu l'énergie qu'il faut appliquer pour maintenir -140°C: "à quoi ça sert pour le moment"?

[El Fredo]

Super ! Mais à quelle profondeur ces lignes doivent-elles être enterrées, autrement dit quel sera le coût au Km ?

Ca sert à construire des noeuds d'interconnexion de réseaux, pas les réseaux eux-même, qui utilisent des technologies conventionnelles (lignes très haute tension), donc la question ne se pose pas.

Moi, ma question, c'est surtout, vu l'énergie qu'il faut appliquer pour maintenir -140°C: "à quoi ça sert pour le moment"?

-140°C, c'est relativement élevé d'un point de vue industriel, de plus le coût du refroidissement sera très inférieur aux économies réalisées en terme de suppression de pertes que permet la supraconductivité, compte tenu de la quantité d'énergie qui y transitera.

[Nombrilist]

D'accord. A te lire, on a l'impression qu'il y a énormément de pertes au niveau des noeuds. C'est le cas ?

[El Fredo]

D'accord. A te lire, on a l'impression qu'il y a énormément de pertes au niveau des noeuds. C'est le cas ?

Oui, par effet Joule. Il y a certes des pertes en ligne sur les longues distances, mais l'essentiel des pertes se fait au niveau des jonctions, c'est vrai pour tout système électrique, du plus petit (les soudures des composants électroniques) au plus grand (transformateurs). On estime que la moitié de l'énergie électrique produite aux USA est perdue au niveau du réseau. Donc quand on parle d'interconnecter trois réseaux électriques gigantesques avec zéro pertes, c'est extrêmement significatif.

[mps]

Je savais qu'une  bonne partie de l'électricité produite était perdue au transport, mais j'ignorais ce c'était surtout au niveau des jonctions.

D'où a question sur tout l'acheminement, qui n'avait pas de raison d'être.

Je suis moins ignares, grâce à toi , merci ! icon_confused