Efficacité énergétique et transformateurs électriques

[energie2007]

Communiqué d'Alcimed - 12/07/2010 :

"EFFICACITE ENERGETIQUE : LE ROLE CLE DES TRANSFORMATEURS ELECTRIQUES

Les pertes d’électricité dans les réseaux au niveau mondial représentent près de 1.300 TWh, soit 61 milliards de dollars et plus de 700 millions de tonnes d’émissions de gaz à effet de serre. Alcimed dresse l’état des lieux des solutions existantes pour améliorer l’efficacité énergétique des transformateurs électriques de distribution qui représentent plus du tiers de ces pertes.

L'Union européenne s'est engagée à augmenter son efficacité énergétique de 20% d’ici à 2020. Dans ce cadre, les transformateurs électriques[1] sont considérés comme un des produits clés à cibler, puisque les pertes associées aux 4,6 millions d’unités installées en Europe représentent 33 TWh/an.

« Le potentiel d'économie d'énergie lié à ce type d'équipement à travers le monde est considérable. En Europe seulement, on estime que l’équivalent de plus de deux réacteurs nucléaires pourrait être économisé avec des technologies déjà éprouvées », explique Jean-Philippe Tridant-Bel, Directeur de l’activité Energie chez Alcimed.

L’Union européenne a d’ailleurs sélectionné les transformateurs électriques dans la liste des 10 produits prioritaires devant être réglementés pendant la période 2009-2011.

Plusieurs possibilités existent pour diminuer leurs pertes :
• Utiliser des systèmes de récupération de la chaleur émise par les transformateurs,
• Déployer des technologies de réseaux intelligents afin de contourner les transformateurs lors des creux de demande d’électricité,
• Améliorer les matériaux utilisés pour confectionner le noyau des transformateurs.

C’est cette dernière méthode qui semble susciter aujourd’hui le plus d’engouement. Les regards se tournent en particulier vers l’acier amorphe, une technologie dont l’énorme potentiel est largement reconnu à travers le monde.

L’acier amorphe : un fort potentiel
L’acier ou tôle amorphe a d’abord été utilisé à grande échelle aux Etats-Unis dans les années 80. Cependant, le marché a disparu à la suite de la dérégulation du marché américain de l’énergie à la fin des années 90.
Le Japon l’a adopté peu après. Depuis, les principales zones de croissance sont situées en Chine et en Inde.

En tout, ce sont plus de 2 millions de transformateurs à noyaux amorphes qui ont été installés dans le monde. Pour autant, ils ne représentent aujourd’hui que 5% du marché annuel mondial et peinent à se développer, en particulier en Europe.


L’Europe se pose donc la question de son adoption et, à l’heure où les premières commandes à grande échelle sont en cours d’implémentation sur le continent, plusieurs paramètres décideront de l’avenir de noyaux de transformateur en acier amorphe.

L’acier amorphe est plus cher à l’investissement que les technologies conventionnelles mais il permet de réaliser des économies grâce à l’énergie sauvée. Par conséquent, plus les pertes énergétiques seront considérées coûteuses, plus les noyaux amorphes seront jugés intéressants économiquement. L’évaluation du coût des pertes dépend de facteurs locaux tels que le coût de l’énergie, la durée de vie des transformateurs ou les taux de retour sur investissement attendus par chaque énergéticien.

Pour compléter l’intérêt technico-économique, cette technologie devra également s’adapter aux exigences européennes en termes de bruit, de taille et de poids, qui peuvent être différentes des zones asiatiques où la technologie se développe aujourd’hui.

Les derniers challenges sont industriels. En effet, le développement des transformateurs en acier amorphe repose, en aval, sur la capacité des industriels de la filière européenne à acquérir le savoir-faire nécessaire à leur construction et à adapter l’outil industriel continental. Les producteurs amont devront également rassurer sur leur capacité à fournir la matière première en quantité suffisante pour éviter tout risque de pénurie.

« La compétition entre l’acier amorphe et le plus conventionnel acier à grain orienté est en train de se mettre en place. Les institutions européennes peuvent jouer un rôle important : une forte baisse des performances énergétiques minimales autorisées pourrait favoriser la technologie amorphe, qui n’a pas d’équivalent aujourd’hui à ce niveau », souligne Alexandre Graët, consultant chez Alcimed.

[1] Un transformateur électrique convertit les valeurs de tension et d'intensité du courant délivrées par une source d'énergie électrique alternative. Les transformateurs en charge de la distribution électrique sont donc utilisés pour convertir l’électricité haute ou moyenne tension en énergie basse tension utilisée au niveau des prises électriques finales.
Un transformateur est composé schématiquement de noyaux magnétiques entourés de différentes bobines métalliques, au sein d’un abri en charge de la protection et du refroidissement du système. L'énergie est transférée du bobinage primaire au bobinage secondaire par l'intermédiaire du circuit magnétique que constituent les noyaux du transformateur.
Les transformateurs électriques possèdent en fait des rendements très élevés, mais l’ensemble de l’électricité mondiale transitant par ces appareils, tout gain en efficacité énergétique, aussi mineur soit-il, implique des économies majeures.
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