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Glossaire · Secteur de l’énergie & transition énergétique

Surveillance des lignes aériennes

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La surveillance des lignes aériennes (FLM, « Freileitungsmonitoring ») désigne le suivi des lignes aériennes dans le réseau électrique. Elle combine des capteurs, des mesures de courant, des données météorologiques et des modèles de calcul thermique. Sont mesurés ou estimés, par exemple, le courant transporté, la température du câble conducteur, la flèche, la vitesse et la direction du vent, la température ambiante et le rayonnement global. Selon le système, s'y ajoutent le givrage, les vibrations et l'état des pylônes, des isolateurs et de l'appareillage. Le terme ne désigne donc pas une technique unique, mais un mode d'exploitation : la ligne n'est pas seulement évaluée selon des hypothèses fixes de pire cas, mais selon son état réel ou estimé plus précisément. En Allemagne, dans les plans de développement du réseau, le terme est largement utilisé comme synonyme d'exploitation des lignes aériennes en fonction des conditions météorologiques (WAFB).

Contexte physique

Lorsque le courant traverse un câble conducteur, des pertes électriques se produisent et le câble s'échauffe. Avec l'élévation de la température, le matériau se dilate et la flèche augmente. La distance par rapport au sol, à la végétation, aux bâtiments ou aux objets croisés diminue, et le matériau est davantage sollicité. La température du conducteur est donc déterminante. Pour de nombreuses lignes du réseau de transport allemand, la température de service admissible est de 80 °C. C'est une valeur courante pour les câbles conventionnels, mais non une constante universelle : les câbles à haute température et les lignes plus anciennes peuvent avoir d'autres limites de conception. L'ENTSO-E souligne en outre que la température de conception d'une ligne est la température à laquelle aucune distance de sécurité n'est violée dans aucune portée. Elle peut être inférieure à la température que le matériau du câble supporterait lui-même.

De la température admissible du conducteur découle la capacité de transport en courant en ampères. Jusqu'ici, elle était souvent fixée de manière statique, pour des conditions défavorables : température extérieure élevée, fort ensoleillement, vent quasi nul. En réalité, la météo le long d'un tracé est souvent plus favorable. Le vent évacue la chaleur, l'air frais accroît la dissipation thermique, la nébulosité réduit l'apport de chaleur du soleil. Une image simple : un câble déjà à sa limite par forte chaleur et absence de vent peut transporter nettement plus de courant par une journée d'hiver froide et venteuse, sans s'échauffer davantage. La puissance active transmissible en mégawatts dépend en outre de la tension, des flux de puissance réactive et de la configuration de commutation. Une limite de ligne n'est donc pas un nombre fixe de mégawatts.

Méthodes de mesure et qualité des données

Il existe deux voies fondamentales pour déduire le courant admissible à partir de la température du câble. Les méthodes directes mesurent sur le câble avec une résolution spatiale, par exemple la température, la flèche ou la tension mécanique du câble. Les méthodes indirectes calculent l'état du câble à partir de grandeurs météorologiques telles que la vitesse du vent, la direction du vent, le rayonnement global et la température ambiante. En pratique, les deux approches sont souvent combinées. L'ENTSO-E indique qu'une simple mesure de température ne suffit pas pour une capacité dynamique : la charge instantanée et la situation météorologique ne sont pas corrélées. Pour une limite fiable et surtout pour des prévisions, les conditions atmosphériques doivent donc être prises en compte. Le suivi de la température des lignes, qui se limite à la température du conducteur, y est étroitement apparenté.

Une ligne n'est exploitable que dans la limite de son tronçon le plus faible. Une crête venteuse sert peu si une vallée abritée ou un tronçon forestier refroidit moins le câble. D'autres composants du circuit peuvent aussi limiter, par exemple les appareils de coupure, les transformateurs de mesure ou les serre-câbles. Un système de surveillance requiert donc une résolution spatiale et temporelle suffisante, et il ne doit pas négliger l'élément le plus limitant. Les capteurs peuvent tomber en panne ou mesurer de manière erronée, les modèles météorologiques sont incertains. L'exploitation nécessite donc des contrôles de plausibilité et des valeurs de repli, et elle doit fonctionner de manière fiable même en cas de défaillance des mesures.

Distinctions : Dynamic Line Rating, WAFB, renforcement du réseau

Le Dynamic Line Rating (DLR) désigne la dérivation d'une limite d'exploitation variable à partir de conditions actuelles ou prévues. La surveillance des lignes aériennes en fournit la base de données. À strictement parler, la surveillance décrit donc l'observation et l'analyse, tandis que le DLR ou le WAFB désigne la limite d'exploitation qui en est déduite. Dans l'usage allemand, FLM et WAFB sont toutefois souvent assimilés. Au niveau international, le procédé est classé parmi les Grid Enhancing Technologies.

Dans la planification allemande du réseau s'applique le principe NOVA : optimisation du réseau avant renforcement du réseau avant extension du réseau. Dans le projet actuel du plan de développement du réseau 2037/2045 (version 2025), l'optimisation du réseau comprend le WAFB ou FLM. Y figurent aussi les câbles conducteurs à haute température et le passage de lignes équipées en conséquence de 220 kV à 380 kV. La version antérieure de cette entrée avait attribué de façon générale le recâblage et les niveaux de tension plus élevés au renforcement du réseau ou à l'extension du réseau. Selon la systématique du NEP, ce n'est pas exact. Y relèvent du renforcement, par exemple, l'ajout de câbles ou le remplacement de lignes, et de l'extension les nouveaux tracés. La surveillance des lignes aériennes ne modifie elle-même guère physiquement la ligne. Elle améliore la connaissance de son état et rend ainsi utilisables les réserves existantes. Comme base technique de l'introduction progressive du WAFB, le NEP cite la règle d'application VDE VDE-AR-N 4210-5.

Importance pour les congestions du réseau

Par vent fort notamment, une relation favorable apparaît : les installations d'énergie éolienne injectent beaucoup de courant et le même vent refroidit les câbles conducteurs. Une limite statique ne reflète pas cela. Une exploitation en fonction des conditions météorologiques peut, dans des conditions appropriées, admettre des courants plus élevés. Selon 50Hertz, certaines lignes de la zone de réglage ont pu, dans des cas isolés, être chargées jusqu'à 28 pour cent de plus sans dépasser la température de service de 80 °C. Cette valeur vaut pour des lignes concrètes et l'exploitation hivernale, elle n'est pas généralisable. Une capacité de transport plus élevée peut réduire les interventions de gestion des congestions, par exemple le redispatching. En Allemagne, l'ancienne gestion de l'injection (Einspeisemanagement) a été intégrée au redispatching 2.0 depuis octobre 2021. Les exigences système telles que le critère (n-1) doivent continuer à être respectées.

La surveillance des lignes aériennes ne supprime toutefois pas les congestions de manière générale. Certaines congestions résultent de l'absence de lignes, de limites de transformateurs, d'exigences de stabilité ou de concepts de protection. Les questions de maintien de la tension, de puissance de court-circuit et de stabilité du système ne se résolvent pas par une charge thermique plus élevée. La surveillance ne devient efficace que lorsque les données alimentent les systèmes de conduite, le calcul de répartition des charges et l'analyse de sécurité du réseau. Les capteurs seuls ne créent aucune capacité supplémentaire.

Cadre juridique en Allemagne : charge accrue temporaire selon l'art. 49b EnWG

Depuis octobre 2022, la loi allemande sur l'industrie énergétique (Energiewirtschaftsgesetz) contient avec le § 49b une règle spéciale à durée limitée. Dans la version applicable depuis le 9 février 2024, elle permet aux gestionnaires de réseaux de transport, jusqu'à la fin du 31 mars 2027, de charger davantage le réseau à très haute tension sur le plan opérationnel sans autorisation préalable. La règle ne vaut donc que pour les gestionnaires de réseaux de transport et le réseau à très haute tension, non pour les réseaux de distribution. La charge accrue signifie ici une plus grande capacité de transport en courant sans tension de service plus élevée. Les pylônes restent en place, les modifications de construction ne sont admises qu'à titre mineur et ponctuel. Avant le début, la charge accrue doit être notifiée à l'autorité compétente en matière de protection contre les immissions. Il faut alors démontrer que les valeurs limites du règlement sur les champs électromagnétiques pour la densité de flux magnétique sont respectées. La mesure est publiée au Bundesanzeiger et les communes concernées sont informées. Les exploitants d'autres infrastructures techniques, par exemple de conduites, doivent tolérer des influences électromagnétiques supplémentaires. Le gestionnaire de réseau de transport leur rembourse les coûts nécessaires des mesures de protection. Une charge accrue permanente reste soumise à autorisation selon les dispositions ordinaires. Sur le plan technique, la démarche s'appuie sur le WAFB.

Malentendus courants

  • La surveillance n'est pas une augmentation générale de capacité, mais une détermination plus précise de la charge admissible à chaque instant. En cas de chaleur, d'absence de vent ou de givrage, la valeur admissible de manière fiable peut devenir étroite. La façon dont les exploitants traitent alors la valeur statique comme limite inférieure relève de leurs règles d'exploitation.

  • Les valeurs mesurées ne sont pas automatiquement pertinentes pour l'exploitation. Déterminante est la valeur sur laquelle un gestionnaire de réseau peut s'appuyer en toute sécurité, même en cas de perte de données.

  • La surveillance n'est pas la même chose que la maintenance. Les données d'état peuvent améliorer la gestion d'actifs, par exemple par la détection précoce de vibrations ou du vieillissement. L'utilité pour les congestions n'apparaît toutefois que par l'intégration dans la conduite d'exploitation.

  • La surveillance ne remplace pas l'extension du réseau. Là où de grandes quantités d'énergie doivent être transportées durablement sur de longues distances, le renforcement et l'extension restent souvent nécessaires. Le NEP intègre déjà le WAFB dans ses calculs et fait malgré tout apparaître un besoin supplémentaire de réseau.

Aspects économiques et institutionnels

La surveillance a un coût : pour les capteurs, la communication, le traitement des données, l'entretien des modèles, l'intégration dans les systèmes de conduite et le personnel. L'utilité se manifeste dans les coûts de redispatching évités, une meilleure utilisation et une maintenance plus ciblée, mais elle n'apparaît pas toujours là où les coûts surviennent. L'attrait de tels procédés pour un gestionnaire de réseau dépend donc aussi de la prise en compte appropriée, par la régulation, des coûts opérationnels et des gains d'efficacité. S'y ajoutent des questions de responsabilité : celui qui charge dynamiquement davantage une ligne doit pouvoir justifier techniquement la limite choisie et la maîtriser sur le plan opérationnel. La capacité du réseau n'est donc pas une propriété rigide d'un fil. Elle résulte de la physique, de la météo, des distances de sécurité, de la qualité des mesures et des règles d'exploitation.

Sources

Autres entrées du glossaire

Edited by eCMS on 12.11.2026 05:05

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