La « smart grid » aux Etats-Unis - Mission pour la Science et la ...

1 Le réseau électrique américain n’est plus viable à moyen et long
terme
1.1 Réseau électrique : objet technique et social
1.1.1 L’électricité : service et marché.
On peut aisément comprendre la différence entre la production et le transport de l’électricité.
Ces dernières années, le transport d’électricité a subi un certain nombre d’évolutions, avec un
décalage de plus en plus important entre le transport sur longues distances (très hautes
tensions, axé sur les centres d’interconnexion et de transformation) et l’installation locale
(tension d’usage courant (110V), axé sur la consommation et la facturation de l’électricité).
Cette séparation a eu lieu essentiellement dans les années 1990 lors de l’ouverture de la
distribution au capital financier qui est survenue dans la plupart des pays développés. Dans le
cas précis des Etats-Unis, tout a basculé avec l’Energy Policy Act (EPACT, 1992).
Ainsi, le modèle Production >> Transport >> Distribution est devenu le paradigme traditionnel
d’apport de l’électricité à l’ensemble d’une population. Ce modèle apparemment linéaire est
plus complexe qu’il n’y paraît de prime abord. Les centrales électriques sont en général situées
loin des zones de forte densité de population et sont généralement de taille importante afin de
profiter d’économies d’échelle. L’électricité générée est d’abord mise sous très haute tension
pour être connectée au réseau de transport, déplaçant l’électricité sur de grandes distances
jusqu’à des stations régionales. La tension y est alors abaissée et l’électricité entre sur un réseau
de distribution avant d’arriver finalement aux stations locales où la tension est une nouvelle fois
abaissée à un niveau exploitable par les consommateurs. Ce modèle centralisé traditionnel et
ses variantes sont cependant en train de muer avec l’introduction de nouvelles technologies sur
le réseau, mais aussi à cause du passage de la notion de service à celle de marché.
1.1.1.1 Equilibre offre-demande en condition de marché ouvert.
L’électricité ne se stocke pas à l’échelle industrielle. Les gestionnaires de réseaux de transport
ont donc pour mission de réaliser à tout instant l’équilibre Offre-Demande, c'est-à-dire de
résoudre en temps réel l’équation suivante :
Production + Importation = Consommation + Exportation
En effet, si dans le cas d’un opérateur unique, la seule contrainte est d’équilibrer production et
consommation, dans le cas d’un marché ouvert, les sources comme les destinataires de cette
électricité peuvent être multiples. En conséquence, en fonction de ces différentes équations, le
prix de l’électricité va varier.
1.1.1.2 Equilibre offre-demande en fonction des sources d’énergie.
Les énergies fossiles présentent l’avantage de pouvoir être stockées sous forme de combustible
(liquide, solide ou gazeux) à proximité des centrales de production et donc d’être
immédiatement disponibles pour répondre à la demande. Au contraire, il est impossible de faire
fonctionner à la demande la plupart des centrales à énergie renouvelable ce qui limite
grandement leur intégration massive dans le réseau. En effet, le réseau actuel n’est pas capable
de supporter le déploiement de telles sources renouvelables. Il faudrait pour cela construire un
vaste réseau de lignes à haute tension pour maîtriser le territoire et connecter les régions où les
sources d’énergie renouvelable sont abondantes aux villes et agglomérations, principales
consommatrices d’énergie.
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