Une partie de l’Espagne s’est récemment retrouvée dans le noir. Un blackout. Ce genre d’événement ne devrait jamais arriver dans un pays moderne, et pourtant… il risque de se reproduire. Pourquoi ? Parce que notre réseau électrique devient de plus en plus fragile.
On nous parle souvent des énergies renouvelables – solaire, éolien – comme de solutions propres et d’avenir. C’est vrai qu’elles produisent de l’électricité sans CO₂. Mais ce qu’on oublie trop souvent de dire, c’est qu’elles sont très difficiles à maîtriser. Le soleil ne brille pas toujours, le vent ne souffle pas à la demande. Et parfois, ils produisent trop d’électricité d’un coup, que le réseau n’arrive pas à gérer. Résultat : des coupures, des déséquilibres, des risques pour tous.
Le blackout espagnol est un nouvel avertissement, après ceux, par exemple de la Suède et de la Norvège. Ce n’est pas une panne isolée, c’est le signe que le système européen devient instable. Pourtant, les responsables politiques continuent de vouloir ajouter toujours plus de solaire et d’éolien, sans disposer des moyens efficients pour stocker ou sécuriser l’énergie.....
Soyons clairs : ils ne pourront pas dire qu’ils ne savaient pas. Les signaux d’alerte sont là. Si rien ne change, les coupures deviendront plus fréquentes. Et ce sont nous, les consommateurs, qui en paierons le prix, entre factures qui explosent et appareils qui s’arrêtent en plein usage ou qui seront interdits d'usage momentanément sur ordre de Big Brother !
On nous parle souvent des énergies renouvelables – solaire, éolien – comme de solutions propres et d’avenir. C’est vrai qu’elles produisent de l’électricité sans CO₂. Mais ce qu’on oublie trop souvent de dire, c’est qu’elles sont très difficiles à maîtriser. Le soleil ne brille pas toujours, le vent ne souffle pas à la demande. Et parfois, ils produisent trop d’électricité d’un coup, que le réseau n’arrive pas à gérer. Résultat : des coupures, des déséquilibres, des risques pour tous.
Le blackout espagnol est un nouvel avertissement, après ceux, par exemple de la Suède et de la Norvège. Ce n’est pas une panne isolée, c’est le signe que le système européen devient instable. Pourtant, les responsables politiques continuent de vouloir ajouter toujours plus de solaire et d’éolien, sans disposer des moyens efficients pour stocker ou sécuriser l’énergie.....
Soyons clairs : ils ne pourront pas dire qu’ils ne savaient pas. Les signaux d’alerte sont là. Si rien ne change, les coupures deviendront plus fréquentes. Et ce sont nous, les consommateurs, qui en paierons le prix, entre factures qui explosent et appareils qui s’arrêtent en plein usage ou qui seront interdits d'usage momentanément sur ordre de Big Brother !
En attendant, déroulez le fil remarquable de cette tragédie, écrit par deux auteurs très au fait de la chose, leur site respectif sur Internet est cité en fin d'article.
Pour compléter, lire également : Black-out espagnol: la transition électrique doit-elle mettre en danger la sécurité de fourniture ?
Aux jours qui viennent !...
php
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Le blackout espagnol est la combinaison d'une oscillation du réseau Espagne-Maroc et d'un mauvais contrôle de la phase entre le courant et la tension — puissance réactive.
Plusieurs événements se sont cumulés.
Il est proposé ci-après un résumé des événements et la physique associé.
Plusieurs événements se sont cumulés.
Il est proposé ci-après un résumé des événements et la physique associé.
La phase entre le courant et la tension décrit la capacité du réseau à transmettre de l'énergie. Avec le courant alternatif, la puissance — appelée apparente, est composée des éléments : la puissance active — également appelée puissance réelle, et la puissance réactive.
Si le courant et la tension sont en phase — 0° de déphasage, la puissance est composée uniquement de puissance active et est transmise correctement.
À l'inverse, lorsque le courant est complètement déphasé — 90° de déphasage ou -90, par rapport à la tension, la puissance réactive est à son maximum et la puissance active est nulle. En raison des propriétés du réseau, la puissance ne peut pas circuler dans ce scénario.
On est donc souvent entre ces deux extrêmes, ce qui nous donne une puissance apparente avec une composante active ET réactive. Le rapport entre la puissance apparente et la puissance active est appelé facteur de puissance. Il est compris entre 0 et 1. Une valeur proche de 1 indique que la puissance est principalement composée de puissance active.
Intéressons nous à la puissance réactive.
Elle est générée par la composante réactive d'un réseau.
Dans un circuit électrique, ou réseau, il existe 3 composantes principales :
- La résistive — résistance : la résistance est le composant classique. Elle consomme de la puissance active. Lorsqu'une tension est appliquée à une résistance, le courant circule directement sans délai. Le courant et la tension sont en phase. Source.
- La capacitive — condensateur : un condensateur fait circuler d'abord le courant, puis la tension. Cela signifie que le courant aura un déphasage positif par rapport à la tension — Il sera en avance de phase). Source.
- L'inductive — bobine ou inductance : une inductance retarde le courant par rapport à la tension. Il en résulte un déphasage négatif du courant par rapport à la tension. Source.
La résistive
La capacitive
L'inductive
Comme les réseaux sont des combinaisons de ces éléments, courant et tension sont déphasés : ils génèrent de la puissance réactive
Le fil lui-même agit comme une résistance, la ligne forme une petite capacité avec la terre et agit également comme une petite inductance. Par conséquent, le réseau, en fonction de ses caractéristiques et de la quantité de courant qui le traverse, génère une certaine quantités de puissance réactive. Source.
Si une grande quantité de courant circule dans une ligne, la partie capacitive de la ligne entraînera un retard de la tension.
Si une tension élevée est appliquée à la ligne, le courant sera retardé par la partie inductive.
Si une tension élevée est appliquée à la ligne, le courant sera retardé par la partie inductive.
La puissance réactive est donc utile dans un réseau pour maintenir la tension à des niveaux spécifiques.
Si trop de puissance réactive s'accumule sur le réseau, la tension augmente.
Si la puissance réactive est insuffisante, la tension diminue.
Les éléments réactifs — condensateurs et inductances, ne seront pas suffisamment chargées et tenteront de compenser la puissance réactive manquante, ce qui entraînera une baisse de la tension.
Cela a un impact sur la transmission de la puissance active.
Cependant, les gestionnaire de réseau de transport — GRT, peuvent compter sur les producteurs et les consommateurs pour aider à équilibrer le réseau. En effet, de nombreux types d'équipements peuvent fournir ou absorber de la puissance réactive. Il suffit pour cela d'introduire un déphasage entre le courant et la tension lors de la consommation ou de la fourniture d'énergie au réseau.
L’oscillation de fréquence
Le réseau européen n'est pas un bloc monolithique. Tous les éléments doivent fournir et recevoir une onde électrique de 50 Hz. Cependant, en raison de divers effets, la fréquence n'est jamais exactement de 50 Hz. L'une des causes est l'oscillation du réseau. Ce phénomène se manifeste par des changements cycliques de fréquence au fil du temps et est causé par les « modes naturels » du système.
Explications avec une analogie musicale :
Explications avec une analogie musicale :
- Lorsqu'une corde de guitare est mise en vibration, la corde — et l'instrument, vibre toujours de la même manière. Cette vibration est appelée onde stationnaire et peut être décomposée en une somme de modes; voir ci-dessous.
Le mode fondamental d'une corde de guitare peut être décrit comme suit : les extrémités restent fixes et le milieu de la corde vibre de manière significative. La longueur de la corde définit la fréquence du son. En modifiant sa longueur, on modifie les fréquences des modes. Une note musicale est définie par la combinaison de ces modes à des fréquences spécifiques.
Si vous modifiez la géométrie de la corde et de l'instrument — par exemple en remplaçant la guitare par un violon, les modes changent et la note sonne différemment, même si la fréquence reste identique.
Le même principe s'applique au réseau européen. L'ensemble du réseau vibre à 50 Hz, ce qui constitue son mode fondamental.
Cependant, d'autres modes peuvent également apparaître. Parmi les modes les plus connus et les plus étudiés, citons :
- Le mode 0,3Hz Oscillation Nord-Sud qui se produit lorsque la grille italienne et la grille danoise entrent en résonance.
- Le mode 0,15Hz Oscillation Est-Ouest qui se produit lorsque la péninsule ibérique entre en résonance avec la Turquie et l'Ukraine.
- Le mode 0,2Hz Oscillation Est Centre Ouest, où l'Espagne et le Maroc commencent à entrer en résonance avec le bloc central composé de l'Allemagne, du Danemark, de la Pologne, de la Suisse et de l'Ukraine.
Les oscillations locales existent aussi. Nous pouvons citer par exemple :
- Oscillation de 0,18Hz, de Séville avec une centrale nucléaire en France.
- Oscillation de 0,8Hz spécifique à la grille ibérique.
BLACKOUT DU 28 AVRIL 2025
PHASE 0
Le réseau espagnol contrôle la tension — et donc la puissance réactive, par plusieurs méthodes :
- Contrôle dynamique de la tension : les centrales électriques du réseau ajustent dynamiquement leur facteur de puissance. Elles contrôlent la tension à un point de livraison du réseau et ajustent le facteur de puissance en fonction de la tension. Si la tension est trop basse, le facteur de puissance est réduit et une plus grande quantité de puissance réactive est injectée dans le réseau.
- Production statique : certains équipements ne suivent pas la tension mais peuvent tout de même être utilisés pour le contrôle de la tension. Leur facteur de puissance est fixe et ils fournissent un rapport constant de puissance active et réactive. Dans certains cas, le facteur de puissance peut être modifié sur commande.
- Condensateurs synchrones : il s'agit de volants d'inertie qui peuvent déphaser la tension et le courant. Leurs réglages peuvent être ajustés pour contrôler la quantité de puissance réactive générée ou consommée.
- Générateurs de moteurs : les générateurs à moteur peuvent être utilisés de la même manière. Au lieu d'utiliser l'énergie du réseau, un moteur thermique génère l'énergie.
- Facteur de puissance du consommateur : les consommateurs, en particulier les électro-intensifs, peuvent fournir un service en consommant ou en générant de la puissance réactive. Alors que les consommateurs simples n'utilisent pas beaucoup de puissance réactive, les grandes industries peuvent avoir besoin d'alimenter de gros moteurs ou des dispositifs similaires.
Ces trois derniers éléments précités existent dans le réseau espagnol, mais n'ont pas été impliqués dans la panne du 28 avril.
Pour en savoir plus : Voltage control and reactive power management
Le 28 avril,
le temps était favorable, ensoleillé et ni trop froid ni trop chaud.
La charge du réseau espagnol ce jour-là n'était pas élevée. On s'attendait à ce que la production solaire soit importante et que les prix du marché soient bas.
Les centrales thermiques étaient disponibles en nombre suffisant selon les estimations de Red Eléctrica de España, REE — le GRT espagnol. Ces centrales ont reçu l'instruction de suivre l'évolution de la tension et d'ajuster la puissance réactive en conséquence. Elles ont été réparties dans tout le pays.
- Jusqu'à 06 h 00 : aucun problème significatif n'a été constaté sur le réseau, qui se comportait correctement
- Après 06 h 00 : quelques variations sont apparues sur l'interconnexion avec la France. L'exportation est passée de 2590 MW à 1600 MW en raison d'une demande plus élevée que prévu. Ce changement a entraîné quelques variations de fréquence, mais rien de dramatique. Il est important de noter que tous les opérateurs ne réagissent pas immédiatement ou en même temps. Les variations de tension et de fréquence sont restées dans les limites opérationnelles.
PHASE 1
Plusieurs petites oscillations européennes — 0,2Hz
- 10 h 32 : une oscillation de 0,2 Hz de la fréquence a provoqué une oscillation de tension de 4 kV sur le réseau.
- 11 h 03 : l'oscillation de 0,2 Hz s'est reproduite, provoquant une oscillation de tension de 7 kV — > 400 kV. Il a fallu 6 minutes pour l'atténuer.
- 11 h 23 : cette oscillation de 0,2 Hz a de nouveau été observée. L'oscillation de la tension était similaire et, cette fois, il a fallu 2 minutes pour l'amortir.
En connectant de nouvelles lignes, le mode a été modifié et son énergie a été dissipée. Cette stratégie est courante et a fonctionné efficacement dans ce cas. L'oscillation de 0,2 Hz est un phénomène connu et correspond à certains modes de vibration du réseau européen.
Première grande oscillation européenne — 0,6 Hz et 0.2 Hz
- 12 h 03 : une nouvelle oscillation est apparue. Cette fois, il s'agissait d'une oscillation de 0,6 Hz, avec une amplitude de 70 mHz.
Cette nouvelle oscillation a été observée du Maroc à l'Allemagne. Elle a provoqué des variations de tension dans le réseau espagnol allant jusqu'à 32,7 kV sur 400 kV. Cette oscillation a également été surveillée sur l'interconnexion France-Espagne. À ce moment, l'oscillation de 0,2 Hz est réapparue, mais l'effet d'amortissement du réseau a été moins efficace. Le fait que l'oscillation de 0,6 Hz se soit propagée jusqu'en Allemagne indique clairement qu'il s'agit d'un mode du réseau. Cependant, l'oscillation était plus prononcée dans la péninsule ibérique, plus précisément entre Porto et Malaga. Toutes les centrales photovoltaïques avaient une production stable, sauf une. Sa production oscillait à la même fréquence avec une amplitude de 70 % de sa production initiale. Il s'agit d'un comportement anormal, car la technologie photovoltaïque en Espagne est conçue pour produire de l'énergie avec un facteur de puissance fixe. Il n'est pas exclu que cette installation soit à l'origine de l'oscillation. En entrant en résonance avec le mode réseau, l'oscillation n'a pas été absorbée et a pu se propager, entraînant un impact plus important.
À ce moment, comme le comportement de la centrale solaire n'était pas connu de REE, ce dernier a appliqué un protocole préalablement défini avec la France. L'interconnexion a été réglée pour exporter 1500 MW vers la France. En outre, le mode d'interconnexion est passé d'un mode CA — appelé Pmode 3, à un mode CC — appelé Pmode 1. Ce changement a été rendu possible par l'utilisation d'onduleurs. Cette interconnexion est une interconnexion à courant continu. Mais, grâce à ce mode, elle peut simuler une ligne à courant alternatif — bidirectionnelle puissance et les oscillations, ou une ligne à courant continu. La puissance est collectée d'un côté et injectée de l'autre. Les oscillations ne peuvent pas la traverser. De plus, la puissance collectée est définie par une commande et n'est pas automatique, comme elle le serait pour une ligne à courant alternatif.
À ce moment, comme le comportement de la centrale solaire n'était pas connu de REE, ce dernier a appliqué un protocole préalablement défini avec la France. L'interconnexion a été réglée pour exporter 1500 MW vers la France. En outre, le mode d'interconnexion est passé d'un mode CA — appelé Pmode 3, à un mode CC — appelé Pmode 1. Ce changement a été rendu possible par l'utilisation d'onduleurs. Cette interconnexion est une interconnexion à courant continu. Mais, grâce à ce mode, elle peut simuler une ligne à courant alternatif — bidirectionnelle puissance et les oscillations, ou une ligne à courant continu. La puissance est collectée d'un côté et injectée de l'autre. Les oscillations ne peuvent pas la traverser. De plus, la puissance collectée est définie par une commande et n'est pas automatique, comme elle le serait pour une ligne à courant alternatif.
Il existe plusieurs interconnexions entre la France et l'Espagne. L'interconnexion concernée par ce changement est celle située à l'Est, surlignée en rose. Les autres interconnexions sont des interconnexions en courant alternatif.
Le Transport System Operator — REE, a également décidé de connecter des lignes supplémentaires pour modifier la topologie du réseau et atténuer les vibrations.
- 12 h 07 : l'oscillation est atténuée avec succès.
Une ligne électrique spécifique — 400 kV Cedillo-Falagueira, est connue pour créer des oscillations indésirables. Afin de réduire la puissance transitant par cette ligne, le REE a demandé au Réseau Électrique National — REN, le TSO du Maroc, de réduire les exportations vers le ce dernier, de 2,5GW à 2GW.
- 13 h 00 : Le REN a accepté et a planifié la réduction à cette heure-ci.
Deuxième grande oscillation — 0.6 Hz et 0.2 Hz
- 12 h 16 : l'oscillation de 0,6 Hz est réapparue et la même installation solaire a présenté la même oscillation de puissance réactive.
- 12 h 19 : une nouvelle oscillation de grille de 0,2 Hz est apparue. Cette fois, l'amplitude de l'oscillation a atteint localement jusqu'à 200 mHz.
- 12 h 21 et 30 secondes : c'est l'heure à laquelle la nouvelle oscillation a cessé. Cela a provoqué des oscillations de tension allant jusqu'à 23 kV — > 400 kV, sur le réseau.
- 12 h 30 : REE a décidé d'avancer d'une demi-heure l'exécution de la réduction de l'exportation vers le Maroc, prévue à 13 h 00.
- 12 h 05 et 12 h 20 : les variations de fréquence ont induit des fluctuations de tension sur le réseau REE 400 kV. Ces fluctuations sont toutefois restées dans les limites opérationnelles. À la fin de cette phase, 10 lignes ont été ajoutées au réseau électrique.
PHASE 2
Lorsque les modifications des exportations sont appliquées, des surtensions sont observées dans toute l'Espagne.