Le transport à longue et moyenne distance des électrons passe le plus souvent par des lignes à hautes tensions.
Pourquoi ?
Il faut revenir à ses cours d’électricité. Dans un conducteur, la tension dU entre les deux extrémités (et non la tension entre le fil conducteur et la terre) d’un fil électrique est relié à l’intensité I du courant dans ce fil par la relation :
dU = R . I
avec R la résistance du conducteur. La puissance P ou la perte dissipée dans le câble est alors :
P = dU . I = R . I²
Ainsi, la perte P dans un câble électrique entre deux points est proportionnelle au carré de l’intensité I. Ainsi pour une même puissance disponible entre le câble et la terre, plus la tension (entre le câble et le sol) est élevé, plus l’intensité est faible et plus les pertes dans le transport sont alors faibles. Ainsi, en passant la tension de 5V au 50V, on diminue l’intensité I du courant par 10 et on divise les pertes P par 100 ! Un conséquence indirecte est que la chute de tension sur la ligne est elle-aussi d’autant plus faible que l’intensité est faible.
Bingo, il n’y a plus qu’à monter en tension…
Ce n’est pas pour rien que le courant est transporté à moyenne distance en 20.000V (de village en village) et n’est transformé en 400V triphasé (soit le 230V monophasé) que sur les derniers hectomètres.
Sauf que les choses ne sont pas aussi simples. Les formules précédentes fonctionnent bien en courant continue et c’est pourquoi je me suis arrêté à la valeur de 50v considérée comme le maximum non dangereux pour l’homme sans avoir à mettre de protection (110V en alternatif). Mais dans la vrai vie, nous sommes le plus souvent en courant alternatif (les transformateurs sont beaucoup plus faciles à fabriquer) avec un décalage possible en temps entre la tension et le courant (le fameux cosinus phi) et surtout trois phases décalées à 120°, le non moins fameux triphasé (qui de manière imagé tourne). Par ailleurs, à très haute tension, il y a aussi des problèmes de rayonnement, d’isolation… qui font qu’il n’est pas possible de monter la tension à des valeurs infinis…
Cependant, entre le petit transformateur du coin pour les derniers kilomètres et le gros transformateur en sortie de barrage pour envoyer le courant à plus de 500km, il y a plus qu’une nuance, il y a une différence !
Je vous laisse donc admirer cette installation électrique du barrage de Los Reyunos situé au abord de San Rafael (Argentine) et dont nous avons déjà évoqué l’embonpoint ! À la taille des isolateurs, on voit qu’il est préférable de ne pas approcher de trop près, à la taille des câbles en aluminium, on devine que la tension est plus élevé à gauche (départ vers les lignes à hautes tensions) qu’à droite (arrivé en provenance du barrage). Plus la tension est élevée, plus le courant est faible donc moins de perte, moins d’échauffement et moins besoin de matière première. CQFD.