Ligne à haute tension - Définition

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 de la centrale électrique 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 aériennes sont composées de câbles conducteurs, généralement en alliage d'aluminium, suspendus à des supports, pylônes ou poteaux. Ces supports peuvent être faits de bois, d'acier, de béton, d'aluminium ou parfois en matière plastique 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 haute tension » permettent de transporter le courant avec moins de pertes sur de plus grandes distances, éventuellement sous l'eau.

Histoire

• Le 14 juillet 1729, la première transmission d'impulsions électriques sur une longue distance a été faite par le physicien Stephen Gray qui a utilisé des cordes de chanvre humide suspendus par des fils de soie (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 de courant alternatif triphasé 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 (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, la ligne aérienne traversant le détroit de Messine 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 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 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 - moins de 1000 volts, utilisée pour la connexion vers un immeuble d'habitation ou de petits clients commerciaux et de l'utilitaire.
• Moyenne 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 de grandes quantités d'énergie électrique.
• Très haute tension - plus de 230 kV à 800 kV utilisée pour de longues distances, de très grandes quantités d'énergie électrique.
• Ultra haute tension - supérieure à 800 kV.

En 2009 en Europe, 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. 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 vaut respectivement +270 kV et -270 kV, soit une différence de potentiel entre les deux conducteurs de chaque paire égale à 540 kV ;
• à Grondines, 100 km au sud-ouest de Québec, la traversée du fleuve 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 d'énergie solaire dans la zone sahélienne) ne peut fonctionner qu'avec des lignes HVDC.

Lignes souterraines

À ce jour, les lignes souterraines (à courant continu ou alternatif), plus coûteuses à l'installation, sont utilisées dans quelques cas particuliers : transport sous-marin, franchissement de sites protégés, alimentation de grandes villes, de métropoles ou autres zones à forte densité 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 imprégné d'huile minérale, puis par de nouvelles technologies qui ont également amélioré les capacités de lignes :

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