Câbles supraconducteurs : capacité de transmission maximale, pertes énergétiques proches de zéro

Qu’est-ce que la supraconductivité ?

La supraconductivité est la perte de résistance électrique qui se produit dans certains matériaux lorsqu'ils sont refroidis à une température extrêmement basse.

Ce phénomène, découvert en 1911, a des conséquences majeures sur la manière avec laquelle l’électricité est transmise et distribuée. En intégrant des fils ou rubans supraconducteurs dans les câbles, il est possible de créer des conducteurs électriques quasi parfaits.

Les câbles supraconducteurs destinés à la transmission de l'électricité sont fabriqués à partir de matériaux connus sous le nom de supraconducteurs à haute température (HTS). Dans ce contexte, le mot "haute" est relatif au zéro absolu. Malgré leur nom, les supraconducteurs à haute température doivent être maintenus à une température extrêmement basse (moins 200 degrés centigrades). Le refroidissement est réalisé à l'aide d'une enveloppe cryogénique - une gaine thermiquement isolée qui entoure le câble. Le liquide de refroidissement utilisé est l'azote liquide. Il est relativement peu coûteux, facile à gérer et inoffensif pour l'environnement.

Nexans est un leader mondial de la technologie des superconducteurs* haute température (HTS) pour les applications de réseaux électriques. Notre offre comprend à la fois des câbles SHT et des limiteurs de courant de défaut HTS. Découvrons ces produits plus en détail.

Câbles SHT – transformer l’énergie urbaine

Les gestionnaires de réseau de transport d’électricité (GRT), les gestionnaires de distribution d’électricité (GRD) et les opérateurs ferroviaires ont besoin d’un moyen de satisfaire la demande croissante d’énergie dans les villes et les réseaux de transport. Les câbles Nexans HTS sont conçus pour répondre à cette demande.

• Empreinte au sol minimale – les droits de passage des câbles HTS sont jusqu’à dix fois plus compacts que les câbles conventionnels. Moins de câbles sont nécessaires et il n’y a pas besoin d’espacement entre les phases. Cela réduit le besoin en droits de passage, minimise les perturbations pour les riverains, accélère le déploiement et contribue à limiter les coûts.  
• Économies d’énergie – les câbles supraconducteurs sont des conducteurs ultra-efficaces à résistance nulle ou quasi nulle. L’économie d’énergie ainsi obtenue est supérieure à l’énergie dépensée pour maintenir les conducteurs à basse température. En revanche, les systèmes de transmission longue distance conventionnels utilisant des conducteurs en aluminium et en cuivre connaissent des pertes de puissance de près de 10 %. Cela représente environ 180 TWh par an rien qu’en Europe – soit l’équivalent du volume permettant d’alimenter trois villes.
• Impact thermique nul – les câbles supraconducteurs n’émettent pas de chaleur, indépendamment leur puissance. Cela présente trois avantages importants. Premièrement, cela signifie que les câbles HTS peuvent être enfouis directement dans le sol, ce qui accélère la livraison du projet et réduit les coûts, et permet de disposer d’un système plus profond que les câbles conventionnels, car l’échappement de chaleur n’est pas un problème. Deuxièmement, l’absence d’échauffement signifie qu’il n’y a pas de réduction de la capacité de transmission lorsque d’autres câbles sont acheminés à proximité. Troisièmement, il n’y a pas d’effet desséchant du sol – une considération clé si les câbles HTS côtoient les câbles conventionnels.
• Pas besoin de tunnels – comme indiqué ci-dessus, les câbles HTS peuvent être enfouis directement. Ainsi, il n’est plus nécessaire de disposer de tunnels ni de tuyaux pour les câbles, même dans les projets de transport de grande capacité. Si des tuyaux ou tunnels existent déjà, le montage ultérieur de câbles HTS en lieu et place de câbles conventionnels augmente considérablement la capacité de transmission de ces éléments.
• Champs Electro Magnétiques (CEM) réduits – Les câbles SHT sont entièrement blindés pour empêcher la génération de champs électromagnétiques parasites, minimisant donc les effets sur les infrastructures environnantes et apaisant les préoccupations du public concernant les CEM.

Innovation de pointe : nos références comprennent le projet de câble LIPA 138kV AC à Long Island aux États-Unis, et la liaison Ampacity 10kV AC à Essen en Allemagne – l’un des plus long câble supraconducteur au monde, en opération pendant sept ans.