Sans inertie, la probabilité de black-out est très élevée

Le sujet est ici le rôle et l’importance cruciale de l’inertie dans les réseaux électriques. Quelques rappels :

1) La partie purement électrique des réseaux, constituée d’ondes électromagnétiques, n’a strictement aucune inertie. Cela signifie que ses variations de puissance ou de fréquence se font avec des constantes de temps pratiquement nulles.

2) L’inertie indispensable est apportée par les rotors des machines tournantes couplées au réseau et qui fonctionnent de façon parfaitement synchrone grâce aux couples électromagnétiques très puissants qui existent entre les champs magnétiques tournants du réseau électrique et ceux des rotors des alternateurs, qui transmettent toute la puissance mécanique des rotors à la puissance électrique du réseau.

3) Il s’ensuit qu’aucun réseau électrique ne peut fonctionner sans inertie, qui a en fait un triple rôle physique :

• Celui de ralentir les variations de fréquence par effet inertiel.
• Celui de transformer l’énergie cinétique des rotors en énergie électrique et vice-versa. Pour être concret, en cas de perte d’un moyen de production, la fréquence baisse automatiquement. Par conséquent, tous les rotors des alternateurs ralentissent et leur énergie cinétique diminue. Mais, selon le principe de conservation de l’énergie, cette énergie cinétique n’est pas perdue mais transférée au réseau électrique par les stators des alternateurs. C’est un premier échelon de soutien de la fréquence, qui a l’avantage d’être immédiat et automatique, avant toute intervention humaine.
• Celui de laisser aux réserves de puissance le temps d’agir, par augmentation des puissances des turbines qui entraînent les alternateurs afin de : (i) reconstituer la perte de puissance (par la réserve primaire), puis ensuite (ii) reconstituer la fréquence nominale (par la réserve secondaire, qui reconstitue également l’énergie cinétique des rotors à leur valeur nominale).

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4) On voit fleurir dans les articles le vocable « d’inertie synthétique », mais c’est physiquement une escroquerie sémantique : ce n’est en aucun cas une inertie physique, mais un quota d’énergie électrique que l’on injecte dans le réseau. Cela contribue certes à soutenir sa puissance et sa fréquence (à l’image des variations d’énergie cinétique des rotors des machines) mais cette injection n’est pas immédiate. Le moyen le plus rapide que l’on connaît actuellement est d’utiliser un ensemble batterie + onduleur électronique de puissance, capable d’injecter sa puissance maximale en ≈ 1s.

5) Il est alors facile de comprendre que si le réseau a très peu d’inertie de sorte que la vitesse de variation de sa fréquence soit > à 1Hz/s, la fréquence aura déjà baissé de plus de 1Hz au moment de l’injection de la puissance maximale ci-dessus. Or, on considère qu’une fréquence inférieure à 49,2 Hz est déjà critique pour la sécurité du réseau : si rien n’est fait en urgence (notamment, effacement immédiat d’une partie des consommations) la probabilité d’une panne de courant est extrêmement élevée.

6) En conclusion, les réseaux électriques ont impérativement besoin d’une inertie suffisante pour garantir leur stabilité et par conséquent leur sécurité d’alimentation. Or, cette inertie est mise à mal par le remplacement des moyens pilotables utilisant des alternateurs par des moyens éoliens et photovoltaïques couplés au réseau par des onduleurs électroniques de puissance qui n’ont évidemment aucune inertie. Le résultat est clair : moins il reste de turboalternateurs, moins le réseau est stable et sûr. Cela conduit impérativement à limiter le taux d’insertion d’éolien et/ou de photovoltaïque dans les réseaux et cette réalité physique rend impossible le fonctionnement des réseaux utilisant des taux très élevés de ces moyens de production.

Mais les idéologues bruxellois ignorent superbement les lois de la physique et n’écoutent pas les alertes de l’ENTSO-E, pourtant nombreuses depuis plusieurs années. On est dans une gouvernance européenne irresponsable dans laquelle les décideurs sont ignorants et n’écoutent pas ceux qui savent : un canard sans tête qui ne sait pas où il va.

Le black-out espagnol est donc une leçon salutaire de choses, qui était espérée, seule manquait sa date et son lieu. Et il n’est pas étonnant qu’il soit produit dans la péninsule ibérique, peu interconnectée au reste du réseau européen.

Cet événement majeur rebat complètement les illusions qui ont prévalu jusqu’à présent, notamment toute la stratégie bruxelloise du 100 % renouvelable et anti-nucléaire. Nul doute cependant qu’il va falloir affronter des dénis idéologiques-politiciens mais que la réalité devrait s’imposer. Elle a déjà fait son œuvre en Espagne : d’après les informations disponibles, beaucoup plus de moyens pilotables sont couplés au réseau en permanence depuis le black-out…

Georges Sapy

PS : ce qui précède concerne exclusivement la sécurité d’alimentation, évidemment capitale. Il faut bien sûr y ajouter les autres aspects négatifs, notamment économiques.