Ligne à haute tension
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Introduction

Lignes à haute tension.

La ligne à haute tension est le composant principal des grands réseaux de transport d'électricité.
Elle transporte l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les...) de la centrale électrique (Une centrale (de production d'énergie) électrique est un site industriel destiné à la production d'électricité. Les centrales électriques transforment différentes...) au consommateur. Ces lignes sont aériennes, souterraines ou sous-marines, quoique les professionnels réservent plutôt ce terme aux liaisons aériennes.

Les lignes à haute tension (La tension est une force d'extension.) aériennes sont composées de câbles conducteurs, généralement en alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments chimiques.) d'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la masse totale.), suspendus à des supports, pylônes ou poteaux. Ces supports peuvent être faits de bois, d'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de...), de béton (Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats naturels (sable, gravillons) ou artificiels (granulats légers)...), d'aluminium ou parfois en matière plastique (Une matière plastique ou en langage courant un plastique est un mélange contenant une matière de base (un polymère) qui est susceptible...) renforcée.

Aujourd'hui, certaines lignes sont régulièrement exploitées à des tensions supérieures à 765 kV. De nouvelles lignes (dites « HVDC » pour « High Voltage Direct Current ») à « à courant continu (Le courant continu est un courant électrique indépendant du temps ou, par extension, un courant périodique dont la composante continue est d'importance primordiale) haute tension » permettent de transporter le courant avec moins de pertes sur de plus grandes distances, éventuellement sous l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.).

Histoire

  • Le 14 juillet 1729, la première transmission d'impulsions électriques sur une longue distance a été faite par le physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et les forces qui les relient....) Stephen Gray qui a utilisé des cordes de chanvre (Le chanvre (Cannabis sativa L.), connu aussi sous son nom latin cannabis, est une espèce de plante annuelle, de la famille des Cannabaceae.) humide suspendus par des fils de soie (De la soie (fibre textile d'origine animale) est produite par de nombreux insectes, araignées et chenilles de certains papillons notamment (Yponomeutes, bombyx). Celle qui sert à produire des tissus de soie est issue du cocon...) (l'importance des conducteurs métalliques n'était pas appréciée à l'époque). Il voulait prouver la possibilité de transférer de l'électricité par ce moyen.
  • La première déclinaison pratique en sera la télégraphie.
  • En 1882, la première transmission à haute tension se fait entre Munich et Bad Brook.
  • En 1891, le premier usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) de courant alternatif (Le courant alternatif (qui peut être abrégé par CA, ou AC, pour Alternating Current en anglais, étant cependant souvent utilisé) est un courant électrique qui change de sens.) triphasé (Le triphasé est un système de trois tensions sinusoïdales de même fréquence qui sont déphasées entre elles (de 120 ° ou ?π radians dans le cas idéal). Si la fréquence est de 50 Hz par exemple, alors les trois...) sur lignes aériennes se fait à l'occasion du Salon international de l'électricité, à Francfort, entre Lauffen et Francfort.
  • En 1912, la première ligne à haute tension (La ligne à haute tension est le composant principal des grands réseaux de transport d'électricité. Elle transporte l'électricité de la centrale électrique au consommateur. Ces lignes sont...) (110 kV) entre en service.
  • En 1923, pour la première fois, c'est une tension de 220 kV qui est appliquée à la ligne.
  • En 1957 la première ligne de 380 kV entre en service (entre une station de transformation et Rommerskirchen en Allemagne). Dans la même année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.), la ligne aérienne traversant le détroit de Messine (Messine (Missina en sicilien) est une ville italienne, chef-lieu de la province de même nom en Sicile.) a été mise en service en Italie.
  • Dès 1967 en Russie, et aussi aux États-Unis et au Canada, des lignes à haute tension de 765 kV sont construites.
  • En 1982, des lignes sont construites en Union soviétique, entre Elektrostal (près de Moscou) et la centrale électrique d'Ekibastouz (Kazakhstan) alimentées par un courant alternatif triphasé à 1 200 kV.
  • En 2003, la construction de la plus grande ligne à haute tension a (Le domaine haute tension A (ou HTA), appelée aussi moyenne tension, concerne les installations électriques dans lesquelles la tension :) débuté en Chine (en:Yangtze River Crossing).
  • En 2009 (le 6 janvier), la State Grid Corporation of China active sa première ligne à 1 000 kV. La tension maximale de service est égale à 1 100 kV.

L'Inde prévoit un fort développement de son réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un...) 800 kV, et vers 2013-2014, la mise en service d'un réseau 1 200 kV.

Classification

Tensions de fonctionnement

On peut classer les lignes électriques en fonction de leur tension de fonctionnement :

  • Basse tension (Les normes européennes définissent le domaine de la basse tension (abréviation BT) comme les tensions comprises entre :) - moins de 1000 volts, utilisée pour la connexion vers un immeuble d'habitation ou de petits clients commerciaux et de l'utilitaire (Le mot utilitaire peut désigner :).
  • Moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans...) tension - entre 1000 volts (1 kV) et 33 kV, utilisée pour la distribution dans les zones urbaines et rurales.
  • Haute tension - entre 33 kV et 230 kV utilisée pour le transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications...) de grandes quantités d'énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière,...).
  • Très haute tension (La très haute tension (THT) est une ancienne dénomination de la classe des tensions utilisées pour le transport longue distance de l'électricité. Cette classe concernait les tensions supérieures à 100...) - plus de 230 kV à 800 kV utilisée pour de longues distances, de très grandes quantités d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) électrique.
  • Ultra (ULTra (pour (en)« Urban Light Transport ») est un système de transport individuel de type Personal Rapid Transit (PRT), autrement dit un moyen de transport automatique collectif léger permettant de se déplacer...) haute tension - supérieure à 800 kV.

En 2009 en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité...), ces classes sont officiellement regroupées en : BT, HTA et HTB.

Lignes à courant continu

Les lignes à haute tension fonctionnent presque toutes en courant alternatif triphasé ; mais dans le cadre particulier de certaines traversées sous-marines ou de lignes enterrées, le transport se fait en courant continu (HVDC) pour des raisons d'économie, d'encombrement et de fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.). A titre d'exemple :

  • La liaison France-Angleterre IFA 2000 se fait via deux paires de conducteurs dont la tension continue par rapport à la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...) vaut respectivement +270 kV et -270 kV, soit une différence de potentiel entre les deux conducteurs de chaque paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) égale à 540 kV ;
  • à Grondines, 100 km au sud-ouest (Le sud-ouest est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et ouest. Le sud-ouest est opposé au nord-est.) de Québec, la traversée du fleuve (En hydrographie francophone, un fleuve est un cours d'eau qui se jette dans la mer ou dans l'océan – ou, exceptionnellement, dans un désert,...) Saint-Laurent s’effectue au moyen de deux paires de câbles dont la tension continue par rapport à la terre est de plus ou moins 450 kV, soit une différence de potentiel entre les deux conducteurs de chaque paire égale à 900 kV.
  • Le futur réseau DESERTEC (production massive (Le mot massif peut être employé comme :) d'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau et...) dans la zone sahélienne) ne peut fonctionner qu'avec des lignes HVDC (Un HVDC est un équipement d'électronique de puissance utilisé pour la transmission de l'électricité en courant continu haute tension.).

Lignes souterraines

À ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...), les lignes souterraines (à courant continu ou alternatif), plus coûteuses à l'installation, sont utilisées dans quelques cas particuliers : transport sous-marin (Un sous-marin est un navire capable de se déplacer dans les trois dimensions, sous la surface de l'eau ; il se distingue ainsi des autres bateaux et navires qui se déplacent dans...), franchissement de sites protégés, alimentation de grandes villes, de métropoles ou autres zones à forte densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence...) de population. Elles sont plus souvent en basse et moyenne tension qu'en haute tension du fait des couts prohibitifs.

L'isolation : elle s'est d'abord faite par papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est...) imprégné d'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se...) minérale, puis par de nouvelles technologies qui ont également amélioré les capacités de lignes :

  • isolation synthétique (LIS, XPLE),
  • isolation gazeuse (LIG, CIG),
  • supraconducteurs.
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