Chercheurs du Centrum Wiskunde &Informatica (CWI), l'institut national de recherche en mathématiques et en informatique des Pays-Bas, découvert comment les grandes fluctuations de l'énergie solaire et éolienne, combinée à la dynamique physique du réseau électrique, peut provoquer des pannes dans les réseaux électriques. Le cadre mathématique développé par les chercheurs permet de prédire l'apparition de pannes potentielles de lignes électriques. L'article a été publié dans Lettres d'examen physique le 21 juin 2018.

Les réseaux électriques sont exploités sur la base de principes de rentabilité et sont donc fortement encombrés. Combiné avec des scénarios météorologiques extrêmes, cela peut entraîner la défaillance ou l'arrêt des lignes du réseau. Une panne provoque une redistribution globale des flux de puissance, l'augmentation du stress sur les lignes restantes, déclenchant éventuellement d'autres pannes et même des pannes de courant à l'échelle du système. Il est donc d'une importance sociétale majeure de veiller à ce que la transformation vers une société durable ne conduise pas à une dégradation de la qualité de l'approvisionnement en électricité.

Prédire les maillons les plus faibles

Les chercheurs du CWI Tommaso Nesti, Alessandro Zocca et Bert Zwart ont étudié comment le stade précoce d'un tel processus peut être influencé par la production d'énergie solaire et éolienne. En utilisant une analogie avec la physique statistique, ils considèrent un grand réseau électrique avec de nombreux intrants renouvelables comme un système de particules. Cela permet d'identifier quelles lignes du réseau sont les plus vulnérables aux fluctuations des conditions météorologiques ainsi que la manière la plus probable de propagation des défaillances dans le réseau.

Les pannes de ligne peuvent être causées par de nombreuses petites fluctuations qui se produisent sur une grande région géographique. Le nombre de défaillances ultérieures peut être significativement plus élevé que prévu par les modèles précédents, où les conditions météorologiques n'ont pas été prises en compte.

Ces idées, qui ont été validés avec les données du réseau de transport allemand, fournir un nouveau cadre pour détecter les vulnérabilités des réseaux électriques et contribuer à mieux gérer les fluctuations des énergies renouvelables, éviter les pannes de courant qui en résultent.