Poste électrique

Poste électrique

Selon la définition de la Commission électrotechnique internationale, un poste électrique est la « partie d'un réseau électrique, située en un même lieu, comprenant principalement les extrémités des lignes de transport ou de distribution, de l'appareillage électrique, des bâtiments, et, éventuellement, des transformateurs »1.

Un poste électrique est donc un élément du réseau électrique servant à la fois à la transmission et à la distribution d'électricité. Il permet d'élever la tension électrique pour sa transmission, puis de la redescendre en vue de sa consommation par les utilisateurs (particuliers ou industriels). Les postes électriques se trouvent donc aux extrémités des lignes de transmission ou de distribution. On parle aussi de sous-station, entre autres dans les chemins de fer.

Usage des postes électriques haute tension

Les postes électriques ont 3 fonctions principales :

le raccordement d'un tiers au réseau d'électricité (aussi bien consommateur que producteur type centrale nucléaire)

l'interconnexion entre les différentes lignes électriques (assurer la répartition de l'électricité entre les différentes lignes issues du poste)

la transformation de l'énergie en différents niveaux de tension

Pour la transmission de l'énergie électrique, il est économiquement intéressant d'augmenter la tension, car cela limite les déperditions d'énergie par effet Joule. En effet, à puissance délivrée constante, plus la tension est élevée et plus l'intensité passant dans les câbles est faible, donc moins d'échauffement, ce qui permet entre autres de réduire la section des câbles, d'où une économie considérable. Les niveaux utilisés pour les transmissions à grande distance sont généralement entre 400 kV et 800 kV, qualifiés de très haute tension (dénomination actuelle : haute tension B). La tension est ensuite réduite pour une consommation à un niveau de tension usuel, en Europe 230 V, en Amérique 110 V.

Prenons l'exemple typique d'une centrale nucléaire. L'électricité va être produite par la centrale, puis va transiter par :

le poste d'évacuation de la centrale (la tension va passer d'environ 20 kV à 400 kV pour être injecté sur le réseau de transport d'électricité)

plusieurs postes d'interconnexion 400 kV (trajet de plusieurs centaines de km)

un poste de transformation 400 / 225 kV

un poste de transformation 225 / 63 kV ou 225 / 90 kV (après un trajet de quelques centaines de km en 225 kV)

plusieurs postes d'interconnexion 63 kV ou 90 kV (trajet de plusieurs dizaines de km)

le poste final d'une grosse usine raccordée en 63 kV ou 90 kV

Certains postes de transformation permettent de transformer la tension directement de 400 kV à 63 kV ou 90 kV

En règle générale la tension 63 kV est utilisée dans l'est de la France et le 90 kV dans l'ouest.

Dans le cas d'un particulier, l'électricité devra transiter par un poste source, qui est un poste de transformation 63 / 20 kV, pour être alors injectée sur le réseau de distribution. Certains postes sources sont équipés de transformateurs 225 / 20 kV et même 400 / 20 kV. Ensuite la tension est une nouvelle fois modifiée par un transformateur 20 kV / 400 V avant d'arriver chez un particulier.

Fonctions

Aiguiller l’électricité

Le poste de transformation électrique permet d’orienter l’électricité selon les besoins des consommateurs et les capacités de transit des lignes électriques.

Élévation ou diminution de la tension

La tension de l’électricité apportée par le réseau est modifiée par un ou plusieurs transformateurs qui sont abrités dans un poste de transformation. La tension a la sortie de la source de production est de 400 000 volts (400 kilovolts)[Où ?] puis, à partir du poste électrique elle successivement abaissée d’un niveau de tension à un autre, jusqu’à la tension d’utilisation du réseau de distribution.

Protection (disjoncteurs)

Isolement (sectionneurs)

Lors du placement d’une ligne en court-circuit par un aléa environnemental (éclair, arbre…), le tronçon qui dysfonctionne est rapidement séparé du réseau sain par un système de surveillance placé dans les postes électriques.

Sécurité (mise à la terre).

Conversion du signal électrique

du courant alternatif au courant continu ou vice versa.

Les technologies

il existe deux technologies principales pour les postes électriques haute tension :

La technologie isolée dans l'air, dite aussi conventionnelle. Dans ce cas, les conducteurs électriques haute tension sont séparés par une distance d'air qui en assure l'isolation. Ces postes peuvent être réalisés en extérieur, ou bien en bâtiment. Cette variante permet de réduire les dimensions du poste, les équipements haute-tension, notamment les isolateurs, étant à l'abri des intempéries et de la pollution.

La technologie à isolation gazeuse, dite aussi blindée. Dans ce cas, les conducteurs électriques sont encapsulés dans une enveloppe métallique remplie d'un gaz, l'hexafluorure de soufre (SF6), dont les propriétés diélectriques très supérieures à celles de l'air permettent de réduire les distances d'isolation.

La technologie dite blindée possède des avantages techniques par rapport à la technologie dite conventionnelle : compacité, fiabilité, maintenance réduite. Cependant son coût de fabrication représente un investissement supérieur à celui de la technologie conventionnelle. Une analyse du coût du cycle de vie, en intégrant les aspects de coût du terrain, investissement, fiabilité, maintenance (détection de fuite) et finalement recyclage du gaz SF6 et démantèlement peut montrer qu'elle est finalement au global moins chère. Mais les conclusions de ce genre d'analyse sont fortement dépendantes du coût du terrain à l'endroit où le poste est implanté2.

Différents types de postes électriques

Il existe plusieurs types de postes électriques :

Postes de sortie de centrale : le but de ces postes est de raccorder une centrale de production de l'énergie au réseau ;

Postes d'interconnexion : le but est d'interconnecter plusieurs lignes électriques ;

Postes élévateurs : le but est de monter le niveau de tension, à l'aide d'un transformateur ;

Postes de distribution : le but est d'abaisser le niveau de tension pour distribuer l'énergie électrique aux clients résidentiels ou industriels.

L'aspect des postes électriques varie fortement suivant leurs fonctions. Les postes peuvent être en surface à l'intérieur d'une enceinte, souterrains, dans des bâtiments qu'ils desservent.