Des scientifiques chinois ont fait la lumière sur les conditions météorologiques responsables du taux de croissance du givrage sur les lignes de transport d'électricité. Avoir une meilleure compréhension de ce qui favorise le givrage sur les lignes de transmission pendant les surtensions froides peut aider les chercheurs à mieux prévoir et à atténuer les pannes de courant paralysantes causées par ces événements.

Leurs conclusions ont été publiées le 18 novembre 2018 en Avancées des sciences de l'atmosphère . La revue est parrainée par l'Institut de physique atmosphérique de l'Académie chinoise des sciences et publiée par Springer.

"Le givrage des fils peut altérer considérablement le fonctionnement normal des lignes de transport d'énergie électrique, impactant négativement la productivité et la vie quotidienne, " dit Shengjie Niu, professeur à l'École de physique atmosphérique, Université des sciences et technologies de l'information de Nanjing, et auteur correspondant de l'article.

L'impact des pannes de courant résultant du givrage des câbles de transmission peut perturber l'activité commerciale et avoir d'autres retombées négatives. Par exemple, "de janvier à février en 2008, quatre événements météorologiques de pluie verglaçante et de neige à grande échelle dans le sud de la Chine ont causé d'énormes pertes économiques, suscitant une inquiétude généralisée dans la communauté des chercheurs, " explique le professeur Niu.

Les coupures de courant et les pertes économiques qui en résultent associées au givrage ont attiré l'attention des chercheurs du monde entier, et de nombreux scientifiques travaillent maintenant sur cette question, dit Niu, notant qu'une meilleure compréhension du mécanisme responsable de l'accumulation de givre peut considérablement nous aider à améliorer les prévisions qui nous permettront à leur tour de fournir une alerte précoce des catastrophes de gel.

Pour cette étude, les chercheurs ont suivi le processus de givrage du brouillard d'agglomérat, un événement où des quantités massives de brouillard se rassemblent, à l'observatoire du Bureau météorologique de Lushan, dans le sud-est de la Chine lors d'une vague de froid survenue du 20 au 25 janvier 2016, qui a duré 102 heures. Situé entre le lac Poyang et le fleuve Yangtze, Lushan possède d'abondantes ressources en eau qui contribuent à la formation de glace lors des vagues de froid.

La durée, la fréquence et la distribution du spectre des gouttelettes du brouillard d'agglomérat ont été analysées, avec l'effet que la pluie, neige et brouillard surfondu - essentiellement un nuage surfondu contenant des gouttelettes d'eau sous forme liquide à des températures inférieures à zéro degré Celsius qui se forme juste au-dessus de la surface de la Terre - avait sur le taux de croissance du givrage sur des fils disposés à deux hauteurs différentes :10 mètres (sur un tour d'observation) et 1,5 mètre (sur un cadre d'observation situé sous la tour).

Ils ont constaté qu'au cours de cette période, 218 brouillards agglomérés, qui a duré en moyenne environ 10 minutes, ainsi que la neige et la pluie, contribué au processus de glaçage. La glace s'accumule rapidement sur les fils pendant la phase de pluie verglaçante, mais le taux de croissance du givrage était beaucoup plus faible pendant la phase de neige sèche. Cependant, certaines conditions météorologiques—la présence de brouillard surfondu, des températures plus basses et une vitesse accrue du vent ont contribué à alimenter le taux de croissance du givrage pendant la phase de neige sèche.

Les chercheurs ont observé des différences significatives dans l'épaisseur et la densité de la glace accumulée, ainsi que le mécanisme qui a contribué à la croissance du givrage et la durée du givrage aux deux hauteurs différentes.

"Les différences de température et de vitesse du vent étaient les principales raisons des différences d'épaisseur, durée, densité, et mécanisme de croissance du givrage aux deux hauteurs, " dit Niu, "qui indiquait que l'épaisseur du givrage, durée, densité, et le mécanisme de croissance étaient tous étroitement liés à la taille.

Afin de rapprocher les résultats des observations de ceux du givrage observé sur les lignes de transport à haute tension réelles, les auteurs suggèrent d'augmenter la hauteur des cadres d'observation du givrage, et que des études d'observation plus comparatives de la relation entre les différentes hauteurs et la croissance du givrage devraient être menées.

"D'autres résultats d'observation montrent que l'efficacité d'adhérence des particules de neige a un impact significatif sur le taux de croissance du givrage, qui sera pris en compte dans la prochaine simulation numérique de givrage des fils, " a déclaré le professeur Niu, qui espère également établir des méthodes pour prévoir le givrage des fils à l'avenir.