Câble supraconducteur Câble de 24 000 V à Detroit Courant limité Câble de 66 000 V à Tokyo Câble de 138 000 V à Long Island Les références Mais encore …

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La petite histoire Up Page Câble de 24 000 V à Detroit C'est une première mondiale. Dans le sous-sol de Detroit (Michigan), trois câbles de 120 m de long viennent d'être installés pour assurer le transport du courant électrique entre une centrale et 14 000 foyers. Le voltage, 24& 000 V, est celui qui est délivré dans toute la ville. En revanche, la puissance atteint 60 mégawatts, c'est-à-dire trois fois plus qu'avec des câbles traditionnels. Pour les terrassiers, ces nouveaux câbles ont un autre avantage: ils sont moins lourds; 110 kg de supraconducteurs remplacent 8 200 kg de cuivre ! Les terrassiers de Detroit ont entre leurs mains des câbles hightech. Leur structure est tout à fait particulière: des rubans de matériaux supraconducteurs sont enroulés autour d'une gaine souple et creuse dans laquelle circule de l'azote liquide à -196 °C. Dans un câble en cuivre, pourtant excellent conducteur, le passage d'un courant électrique rencontre une résistance qui se traduit par un échauffement du câble. De 10 à 20 % de l'énergie électrique transportée sur l'ensemble du réseau de distribution se dissipent ainsi dans l'atmosphère. Avec un matériau supraconducteur, le courant électrique ne rencontre aucune résistance: il n'y a quasiment pas de perte d'énergie, et le rendement est bien meilleur.

Comprendre simplement Up Page Courant limité Toutefois, la densité de courant transportée à Detroit reste limitée: seulement trois fois plus de puissance ... Les scientifiques sont en droit d'attendre de meilleures performances de la part de supraconducteurs ! "C'est une histoire de champ magnétique", avance Michel Coevœt, en charge des projets de câbles supraconducteurs pour EDF. "Les câbles dégagent un champ magnétique local qui perturbe les propriétés supraconductrices des câbles voisins." Pour limiter ce phénomène, on a imaginé d'autres câbles, appelés diélectriques froids, dont le cœur et la périphérie sont refroidis par de l'azote liquide. Contrairement aux câbles de Detroit, ils ne sont par recouverts d'un isolant classique mais ceints d'un flux d'azote à -196 °C. Le liquide forme une sorte d'écran qui empêche la diffusion du champ magnétique vers l'extérieur. "On peut faire passer plus de puissance dans le même volume", explique le chercheur. Des câbles plus chers, mais plus efficaces. Dès la fin 2002, EDF testera un câble diélectrique froid de 40 m de long sur le site des Renardières, au sud de Paris. La tension atteindra 225 000 V, et la puissance sera supérieure à 600 MW (près de dix fois plus qu'à Detroit).

Domaines de présence Up Page Câble de 66 000 V à Tokyo Greg Yurek, président de la société American Supraconductor, ne manquera pas de suivre l'opération. Car, derrière ce projet, se cache Pirelli, le même fabriquant de câbles qu'à Detroit. Marco Nassi, responsable des recherches en supraconductivité de la firme italienne, croit à l'essor des deux techniques. "La première permet de tester des travaux de laboratoire. La seconde, de se projeter à plus long terme, car, dans quelques années, on aura besoin de beaucoup plus de puissance." Les deux techniques présentent cependant les mêmes défauts. Alors que les câbles traditionnels sont enterrés pour de nombreuses années, les supraconducteurs nécessitent des travaux de maintenance réguliers _ au minimum une fois par an. Et ces systèmes réfrigérants doivent être installés pour faire circuler l'azote liquide à -196 °C (à Detroit, ils sont de la taille d'un bureau). Au Japon, les préoccupations sont les mêmes qu'aux Etats-Unis et en France. "La consommation de courant électrique dans le centre de Tokyo est de trois à quatre fois plus importante que dans les autres grandes villes, y compis New York et Londres", explique Shoichi Honjo, ingénieur chez Tokyo Electric Power. Depuis juin 2001, il teste à Tokyo en laboratoire, un câble supraconduteur de 100 m de long, avec un voltage de 66 000 V et une puissance de 114 MW. Le bilan, pour l'instant, est positif: ce câble réduit les pertes de 30 % par rapport aux lignes supraconductrices de Detroit, et de 80 % par rapport aux lignes classiques. L'astuce: entrecroiser les rubans de matériaux supraconducteurs. Chaque câble est constitué de cinq à dix couches concentriques de supraconduteurs. Lorsque le débit n'est pas maximal, le courant dans un câble a tendance à n'investir que les couches périphériques _ comme l'eau dans un tuyau d'arrosage. En faisant alterner les couches, de l'intérieur vers l'extérieur et de l'extérieur vers l'intérieur, le courant se répartit mieux dans le câble, et les pertes sont réduites. 70 000 Ampères Le centre de recherche de Karlsruhe (FZK) et le centre de recherche en physique des plasmas de l'école polytechnique de Lausanne (EPFL) ont développé un conducteur électrique supraconducteur à haute température, refroidi à l'azote liquide qui peut laisser passer un puissant courant de 70.000 ampères. Les résultats de ces recherches pourraient trouver des applications dans le réacteur expérimental de fusion nucléaire ITER en construction à Cadarache. Un tel matériau conducteur est en effet nécessaire pour conduire le courant électrique de l'extérieur du réacteur à température ambiante vers les bobines supraconductrices à basse température du réacteur (-269° Celcius).

Câble de 138 000 V à Long Island Up Page 138 000 volts sur 600 mètres sur l'île de Long Island En 2001, à Copenhague, la société allemande NKT a raccordé au réseau un câble de 30 mètres transportant 30 000 volts. En 2006, aux Etats-Unis, deux câbles ont été déployés. Un de 300 mètres et 14 000 volts à Colombus (Ohio) par les entreprises américaines NKT et Southwire. L'autre de 350 mètres et 34 500 volts à Albany (Etat de New-York) par la société japonaise Sumitomo. Différence: le projet de Long Island est le plus long, mais surtout celui qui fonctionne avec le plus haut voltage. Ce modèle de câble supraconducteur, qui transporte 138 000 volts, équivaut à un câble en cuivre de 350 000 volts. De plus, plus de 100 kilomètres sont nécessaire afin de réaliser ce câble de 600 mètres de long.

Les références Up Page Réseau Pepe BE Allemagne Science & Avenir juin 2007 n°724 Science & Vie Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous. Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

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