Les lumières sont de retour en grande partie en Espagne, au Portugal et dans le sud de la France après une panne d’électricité généralisée lundi.
La panne d’électricité a semé le chaos pour des dizaines de millions de personnes. Elle a entraîné la fermeture des feux de circulation et des distributeurs automatiques de billets, l’arrêt des transports publics, des coupures de téléphone et contraint les gens à dîner blottis autour de bougies à la tombée de la nuit. Nombre d’entre eux se sont retrouvés coincés dans les trains et les ascenseurs.
Le Premier ministre espagnol, Pedro Sánchez, a déclaré que la cause exacte de la panne restait à déterminer. Dans un premier temps, l’opérateur du réseau électrique portugais REN imputait l’incident à un phénomène rare appelé « vibrations atmosphériques induites ». REN aurait depuis démenti ces informations.
Mais quelle est cette vibration ? Et comment améliorer les systèmes énergétiques pour atténuer le risque de pannes d’électricité généralisées ?
Dans quelle mesure la météo affecte-t-elle l’électricité ?
Les conditions météorologiques sont une cause majeure de perturbations de l’approvisionnement en électricité. Aux États-Unis, 83 % des pannes signalées entre 2000 et 2021 étaient imputables à des événements météorologiques.
Les effets des conditions météorologiques sur l’approvisionnement en électricité sont multiples . Par exemple, les cyclones peuvent provoquer la chute de lignes de transport, les vagues de chaleur peuvent surcharger le réseau et les feux de brousse peuvent détruire des postes électriques.
Le vent peut également provoquer des vibrations sur les lignes de transport d’électricité. Ces vibrations se caractérisent soit par une forte amplitude et une basse fréquence (appelées « galop du conducteur »), soit par une faible amplitude et une haute fréquence (appelées « vibrations éoliennes »).
Ces vibrations constituent un problème majeur pour les gestionnaires de réseau. Elles peuvent accroître la pression sur les infrastructures du réseau, pouvant entraîner des pannes de courant.
Pour réduire le risque de vibration, les opérateurs de réseau utilisent souvent des stabilisateurs à fil appelés « amortisseurs de pont de stock ».
Qu’est-ce que la « vibration atmosphérique induite » ?
Les vibrations des lignes électriques peuvent également être causées par des variations extrêmes de température ou de pression atmosphérique. C’est l’une des hypothèses expliquant la récente panne d’électricité généralisée dans la péninsule ibérique.
En raison de variations extrêmes de température à l’intérieur de l’Espagne, des oscillations anormales se sont produites sur les lignes à très haute tension (400 kV), un phénomène connu sous le nom de « vibrations atmosphériques induites ». Ces oscillations ont provoqué des défauts de synchronisation entre les systèmes électriques, entraînant des perturbations successives sur le réseau européen interconnecté.
En fait, « vibration atmosphérique induite » n’est pas un terme couramment utilisé, mais il semble probable que l’explication ait été conçue pour faire référence à des processus physiques que les climatologues connaissent depuis un certain temps.
En termes simples, il semble faire référence à des mouvements ondulatoires ou à des oscillations dans l’atmosphère, provoqués par des variations soudaines de température ou de pression. Ceux-ci peuvent être déclenchés par un réchauffement extrême, des rejets d’énergie à grande échelle (comme des explosions ou des feux de brousse) ou des phénomènes météorologiques intenses.
Lorsqu’une partie de la surface terrestre se réchauffe très rapidement – à la suite d’une vague de chaleur, par exemple – l’air au-dessus se réchauffe, se dilate et s’allège. Cet air chaud ascendant crée un déséquilibre de pression avec l’air environnant, plus frais et plus dense. L’atmosphère réagit à ce déséquilibre en générant des vagues, semblables à des ondulations se propageant sur un étang.
Ces ondes de pression peuvent se propager dans l’atmosphère. Dans certains cas, elles peuvent interagir avec les infrastructures électriques, notamment les lignes de transport à haute tension longue distance.
Ces types d’ondes atmosphériques sont généralement appelés ondes de gravité , oscillations thermiques ou ondes de gravité acoustique . Bien que l’expression « vibration atmosphérique induite » ne soit pas formellement établie en météorologie, elle semble décrire cette même famille de phénomènes.
Ce qui est important, c’est que ces effets ne sont pas uniquement causés par les températures élevées, mais aussi par la rapidité et l’irrégularité des variations de température à travers une région. C’est ce qui met l’atmosphère en mouvement et peut faire vibrer les lignes électriques. Cependant, on ignore encore si c’est ce qui est à l’origine de la récente panne d’électricité en Europe.
Plus centralisé, plus vulnérable
Comprendre le comportement de l’atmosphère dans ces conditions devient de plus en plus important. À mesure que nos systèmes énergétiques deviennent plus interconnectés et dépendants du transport longue distance, même des perturbations atmosphériques relativement subtiles peuvent avoir des impacts considérables. Ce qui pouvait autrefois paraître un effet marginal est aujourd’hui un facteur croissant de résilience du réseau.
Sous des contraintes environnementales et électriques croissantes, les réseaux énergétiques centralisés sont dangereusement vulnérables. L’électrification croissante des bâtiments, l’adoption rapide des véhicules électriques et l’intégration de sources d’énergie renouvelables intermittentes ont exercé une pression sans précédent sur les réseaux traditionnels, qui n’avaient jamais été conçus pour un tel niveau de complexité, de dynamisme ou de centralisation.
Continuer à s’appuyer sur des structures de réseau centralisées sans repenser fondamentalement la résilience met des régions entières en danger, non seulement en raison de défauts techniques, mais aussi en raison de la volatilité environnementale.
La solution pour éviter de tels risques catastrophiques est simple : nous devons adopter des solutions innovantes telles que les micro-réseaux communautaires . Il s’agit de réseaux énergétiques décentralisés, flexibles et résilients, capables de fonctionner de manière autonome en cas de besoin.
Le renforcement de l’autonomie énergétique locale est essentiel pour construire un système électrique sûr, abordable et prêt pour l’avenir.
La panne d’électricité en Europe, quelle que soit sa cause immédiate, démontre que nos réseaux électriques sont devenus dangereusement sensibles. Ne pas remédier à ces faiblesses structurelles aura des conséquences bien pires que celles observées pendant la pandémie de COVID-19.
Mehdi Seyed Mahmoudian
Professeur de génie électrique, École d’ingénierie, Université de technologie de Swinburne
