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Glossaire · Secteur de l’énergie & transition énergétique

Technologies d'optimisation du réseau (Grid Enhancing Technologies)

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Les Grid Enhancing Technologies, en abrégé GET, sont des technologies et des procédés d'exploitation qui permettent d'utiliser davantage les réseaux électriques existants. Elles réduisent les congestions ou pilotent les flux de puissance de manière plus ciblée, sans qu'il faille construire immédiatement de nouvelles lignes. Le terme provient surtout du débat sur les réseaux aux États-Unis. En Europe, on parle souvent de technologies d'optimisation du réseau (grid optimising technologies) ; en Allemagne, dans le cadre de la planification du réseau, d'optimisation du réseau (Netzoptimierung). Il n'existe pas de liste uniforme juridiquement contraignante. Font en règle générale partie du noyau l'évaluation dynamique des lignes, les dispositifs de contrôle des flux de puissance tels que les transformateurs déphaseurs ou les composants des systèmes flexibles de transport en courant alternatif (FACTS), ainsi que l'optimisation de la topologie du réseau par des manœuvres de commutation ciblées. Selon les sources, on y range aussi la métrologie de réseau, la conduite numérique, les prévisions, les conducteurs à haute performance ou les stockages en tant qu'équipements d'exploitation du réseau.

Ces technologies ne reposent pas sur un principe technique commun. Leur point commun est leur fonction dans le réseau électrique : elles augmentent la capacité de transport utilisable ou la pilotabilité d'un réseau existant. En général, la limite physique d'une ligne n'est pas déplacée durablement. À la place, la capacité de charge réelle est déterminée plus précisément, les flux de puissance sont répartis autrement ou les congestions temporaires sont atténuées par des moyens opérationnels.

Quelle limite du réseau est visée

Un réseau électrique n'a pas de limite de capacité simple comme un tuyau. Pour les lignes, les transformateurs et les installations de commutation, plusieurs limites techniques s'appliquent simultanément. Une ligne aérienne ne peut être chauffée que jusqu'à une certaine température du conducteur, car sinon elle s'affaisse trop et ne respecte plus les distances de sécurité par rapport au sol ou aux ouvrages. Un tronçon de réseau peut en outre être limité par le maintien de la tension, les courants de court-circuit, les exigences de stabilité ou la sécurité N-1. N-1 signifie que le réseau doit continuer à fonctionner en toute sécurité même lorsqu'un équipement important tombe en panne, par exemple une ligne ou un transformateur.

L'effet dépend donc de la nature de la congestion. Avec le Dynamic Line Rating, l'évaluation dynamique des lignes, la capacité de charge thermique actuelle d'une ligne aérienne est déterminée à partir de données météorologiques, de mesures de capteurs et de modèles, au lieu d'appliquer une valeur limite fixe, fixée avec prudence. Le vent et les basses températures extérieures refroidissent les câbles conducteurs, qui peuvent ainsi transporter davantage de courant. Un fort ensoleillement, l'absence de vent et la chaleur agissent à l'inverse. Dans la planification allemande du réseau, ce procédé s'appelle exploitation des lignes aériennes en fonction des conditions météorologiques ou surveillance des lignes aériennes (Freileitungsmonitoring). Il ne s'applique pas sous cette forme aux câbles souterrains, car leur refroidissement dépend à peine du vent.

Un transformateur déphaseur, appelé en Allemagne aussi transformateur à régulation transversale (Querregeltransformator), modifie le déphasage de la tension entre deux nœuds du réseau. Le courant peut ainsi être détourné d'un chemin surchargé vers un chemin moins chargé. Les composants des systèmes flexibles de transport en courant alternatif influencent les tensions, la puissance réactive ou les flux sur les lignes. Dans l'optimisation de la topologie, l'état de commutation du réseau est modifié de manière à répartir plus favorablement les flux de charge. Des batteries de stockage placées aux points de congestion peuvent absorber ou restituer localement du courant et ainsi soulager un équipement.

Ce qui est déterminant ici, c'est en général la puissance électrique, mesurée en watts, kilowatts, mégawatts ou gigawatts. Les congestions du réseau résultent de la puissance à un moment donné, et non de la quantité d'énergie transportée annuellement. Une ligne n'est pas surchargée parce qu'elle transporte de nombreux kilowattheures sur l'année. Elle l'est lorsque, dans une situation d'exploitation concrète, trop de courant circule simultanément par un équipement limité.

Distinction par rapport au développement du réseau, au redispatching et à la flexibilité

Les Grid Enhancing Technologies doivent être distinguées du développement du réseau classique. Le développement du réseau crée une nouvelle capacité physique, par exemple par de nouvelles lignes, des transformateurs plus puissants ou des postes supplémentaires. Les GET utilisent plus précisément l'infrastructure existante ou la rendent mieux pilotable. En Allemagne, cet ordre est fixé dans le principe NOVA des plans de développement du réseau : optimisation du réseau avant renforcement du réseau avant développement du réseau. Relèvent de l'optimisation notamment les mesures de topologie, le contrôle des flux de puissance et la surveillance des lignes aériennes. Relèvent du renforcement par exemple la pose de circuits supplémentaires ou le remplacement de câbles conducteurs. Les conducteurs à haute performance, parfois comptés parmi les GET aux États-Unis, relèvent plutôt du renforcement du réseau selon cette classification.

Les GET ne doivent pas non plus être assimilées au redispatching. Dans le redispatching, le gestionnaire de réseau intervient sur le fonctionnement d'installations de production, de stockages ou de gros consommateurs afin d'éviter les congestions. Les GET peuvent réduire le redispatching, car elles atténuent les congestions dans le réseau lui-même ou déterminent plus précisément la charge admissible. Elles peuvent toutefois aussi faire partie d'un meilleur système de redispatching lorsque la métrologie, les prévisions et les manœuvres de commutation fournissent la base d'interventions plus ciblées.

Avec la flexibilité, le recoupement est étroit, mais non complet. La flexibilité est la capacité de producteurs, de consommateurs ou de stockages à décaler dans le temps l'injection ou la consommation. Les GET sont en revanche avant tout des moyens situés du côté du réseau. Selon son usage, un stockage par batterie peut servir de source de flexibilité, d'équipement d'exploitation du réseau ou d'installation de marché. Son classement dépend moins de la technique que du mode d'exploitation, de la rémunération et de la compétence. La notion de réseau intelligent (Smart Grid) est plus large : elle englobe la communication, l'automatisation, la mesure et la coordination fondée sur les données à tous les niveaux de tension. Les GET en constituent un sous-ensemble, dans la mesure où elles améliorent concrètement la capacité de réseau utilisable, le flux de puissance ou la gestion des congestions.

Pourquoi ces technologies gagnent en importance

Avec le développement de l'énergie éolienne et du photovoltaïque, des pompes à chaleur, de l'électromobilité et de l'électrification de l'industrie, les flux de charge dans le réseau évoluent. Le courant est de plus en plus produit là où il n'y avait autrefois guère de centrales, et consommé là où apparaissent de nouvelles applications électriques. Aux heures très ventées, beaucoup de courant peut être injecté dans le nord, tandis que de grands centres de consommation se situent plus au sud. Le photovoltaïque peut fortement solliciter les réseaux de distribution à midi, tandis que d'autres congestions apparaissent le soir. Les situations de réseau varient ainsi davantage dans l'espace et dans le temps que dans un système comptant peu de grandes centrales proches des consommateurs.

Le développement physique du réseau reste néanmoins nécessaire. Les lignes, les postes et les transformateurs ne peuvent pas être entièrement remplacés par des logiciels, des capteurs ou des dispositifs de commande. Les nouvelles infrastructures exigent toutefois de longs délais de planification et d'autorisation, et les coûts de la gestion des congestions augmentent lorsque des installations renouvelables doivent être écrêtées et des centrales relancées ailleurs. Les GET peuvent alors servir de solution transitoire, de complément ou d'amélioration opérationnelle durable. Un exemple venant d'Allemagne est celui des boosters de réseau (Netzbooster) : de grands stockages par batterie qui réagissent à court terme après une perturbation (de manière curative). Cela peut permettre une utilisation plus élevée du réseau de transport en exploitation normale. Les gestionnaires de réseau de transport prennent en compte de tels concepts dans le plan de développement du réseau actuel.

Sur le plan économique, les GET sont rentables là où un investissement relativement modeste dans la mesure, la commande ou la régulation évite des coûts de redispatching élevés, rend utilisable davantage d'électricité renouvelable ou retarde la construction coûteuse de lignes. Cet avantage dépend fortement du site. L'évaluation dynamique des lignes apporte peu lorsqu'une congestion n'est pas d'origine thermique, mais due à la tension ou à la stabilité. Un transformateur déphaseur n'aide que s'il existe des chemins de transport alternatifs disposant de capacité libre. Un stockage par batterie placé au mauvais nœud du réseau peut être pertinent sur le marché, mais peu efficace pour la congestion concernée.

Cadre juridique (état : novembre 2026)

  • États-Unis, réseau de transport à longue distance relevant de la compétence fédérale : l'autorité de régulation FERC a adopté le 13 mai 2024 l'Order No. 1920, en vigueur depuis le 12 août 2024. Elle oblige les planificateurs de réseau à examiner, dans la planification régionale et à long terme du réseau de transport, l'évaluation dynamique des lignes, les dispositifs de contrôle des flux de puissance, les conducteurs à haute performance et le Transmission Switching comme solutions possibles. Ils ne sont pas tenus de déployer ces technologies. L'Order No. 1920-A a confirmé le dispositif sur le principe.

  • Union européenne : dans le plan d'action pour les réseaux électriques du 28 novembre 2023 (COM(2023) 757), la Commission invite les associations des gestionnaires de réseau de transport (ENTSO-E) et des gestionnaires de réseau de distribution (EU DSO Entity) à rendre plus visibles les technologies de réseau intelligent et d'efficacité. Sont cités notamment l'évaluation dynamique des lignes, les compensateurs statiques de puissance réactive (STATCOM) et les transformateurs déphaseurs. Le plan d'action est une communication politique et non un droit directement contraignant.

  • Régulation des tarifs de réseau de l'UE : selon l'article 18, paragraphe 2, du règlement sur le marché intérieur de l'électricité, modifié en 2024 par le règlement (UE) 2024/1747, les méthodes de formation des tarifs de réseau doivent créer des incitations à court et à long terme, notamment pour des solutions d'optimisation dans le réseau existant. La Commission l'explique dans une communication relative à la conception des tarifs de réseau.

  • Allemagne, réseau de transport : le principe NOVA est un principe de planification des plans de développement du réseau, examinés par la Bundesnetzagentur. Dans le plan de développement du réseau 2037/2045 (version 2025), les mesures sont en outre classées selon les types NOVA conformément à l'article 3 NABEG. Pour les réseaux de distribution existent des exigences propres de planification et de régulation, qui ne sont pas exposées ici en détail.

Interprétations erronées typiques

Un raccourci répandu affirme que les GET pourraient remplacer le développement du réseau. Cela brouille la différence entre une meilleure utilisation et une infrastructure supplémentaire. Lorsqu'un tronçon de réseau est durablement surchargé de manière structurelle, par exemple parce que production et consommation sont très éloignées ou que de grandes charges nouvelles sont raccordées, une meilleure conduite d'exploitation ne suffit souvent pas. Les capteurs montrent plus précisément la capacité réellement disponible, mais ne créent pas une capacité de transport nouvelle à volonté. Des analyses de planification venant des États-Unis recommandent aussi d'évaluer les GET comme complément à de nouvelles lignes et non seulement comme leur substitut.

Un autre malentendu concerne la sécurité. Une utilisation plus élevée n'est un gain que si elle reste dans les limites de la sécurité d'exploitation. Les gestionnaires de réseau ne planifient pas avec des valeurs moyennes, mais avec des états admissibles, y compris en cas de perturbations possibles. Une ligne disposant de réserves en exploitation normale ne doit tout de même pas être davantage chargée si une surcharge menaçait après une défaillance. Les GET peuvent déterminer ces réserves plus précisément ou mieux les répartir, mais elles ne suppriment pas les exigences de sécurité. L'expression « optimisation numérique du réseau » peut elle aussi induire en erreur. Une nouvelle technique doit fonctionner de manière démontrablement fiable, être intégrée aux systèmes de conduite, être compatible avec les concepts de protection et être exploitée avec des responsabilités claires. Un algorithme qui réduit une congestion dans le modèle n'est pas encore un équipement d'exploitation autorisé dans le réseau réel.

Cadre institutionnel et économique

Le recours aux GET ne dépend pas seulement de la disponibilité de la technique. Les gestionnaires de réseau investissent dans un cadre régulé. Si la régulation reconnaît mieux les investissements en capital que les coûts d'exploitation courants pour les logiciels, les données ou la flexibilité externe, cela crée une incitation à investir plutôt dans des équipements physiques. Cette distorsion possible est l'une des raisons pour lesquelles le droit de l'UE a expressément intégré depuis 2024 des incitations pour les solutions d'optimisation dans la régulation des tarifs de réseau.

S'y ajoute la séparation entre marché et réseau. Les marchés de l'électricité optimisent production et consommation selon les prix, mais les congestions du réseau apparaissent physiquement en des lieux précis. Si les acteurs du marché ne voient aucun signal de prix territorial, ou seulement de faibles signaux, leurs programmes peuvent aggraver les congestions. Les GET aident le gestionnaire de réseau à gérer de telles situations, mais ne répondent pas à la question de savoir comment les coûts de réseau et les signaux de localisation sont reflétés institutionnellement. L'utilisation de stockages comme équipements d'exploitation du réseau est particulièrement exigeante. Le même stockage pourrait réaliser des revenus sur le marché, par exemple par l'arbitrage ou l'énergie de réglage. Il en résulte des questions relatives à la dissociation (unbundling), aux distorsions de marché, à la rémunération et à la compétence. C'est l'intégration institutionnelle qui décide si un stockage peut être utilisé au service du réseau et qui en supporte les coûts.

Ce que le terme rend visible

Le terme montre que la capacité de réseau n'est pas un chiffre fixe. La capacité utilisable dépend de la météo, de la topologie, de l'état d'exploitation, des règles de sécurité, de la qualité des prévisions et de la pilotabilité. À côté de la question du nombre de kilomètres de lignes à construire, se pose ainsi aussi celle de la manière dont les réseaux existants sont exploités, surveillés et intégrés aux processus de marché. Le terme ne dit toutefois pas quelle mesure est pertinente en un lieu donné. Pour cela, il faut examiner la cause de la congestion, le niveau de réseau, le flux de charge, la sécurité d'exploitation, les coûts, la reconnaissance réglementaire et les alternatives. Les GET ne sont pas un terme générique pour n'importe quelle numérisation du secteur de l'énergie. Il s'agit de technologies qui augmentent la puissance de transport utilisable ou la pilotabilité de l'exploitation du réseau, sans occulter les limites physiques et institutionnelles du réseau électrique.

Sources

Autres entrées du glossaire

Edited by eCMS on 12.11.2026 05:05

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